Устройство для измерения неэлектрических величин

72) Авторы изобретения ий и; И;8.Кривоги) ч. ордена Ленина политехничес ибиЧстрюъут.; м. В,И.Ленина 5116 Х " ХИ, 71) Заявитель арьковскии 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЗЛЕКТРИЧЕС ВЕЛИЧИНтании, третиидешифратор и ин о, это устройсттый управляемый четвертый счетешифратор положейной завигналом скои величивремени форинтервала,одей ст вне яется повы достигается о.для измеревеличин, сосоединенныйк входу первонератрр, выходк входам втоИзобретение относится к измерительной техники и может быть использовано при измерении неэлектрических величин.Известно устройство для измерения неэлектрических величин, содержащее датчик, два идентичных 1.С-автогенератора, суммирующий триггери блок исполнительных реле 1.Однако поразрядная компенсациянеэлектрической величины при помощи набора емкостей, включенныхв контур 1.С-автогенератора, представляет собой длительный процесс,и быстродействие такого устройстванедостаточно,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство, содержащее датчик,опорный генератор, три управляемыхключевых элемента, блок управленияблок управления кодов, два счетчи"ка импульсов и последовательно сое диненные блок вычисчетчик импульсов,дикатор. Кроме тогво содержит четверключевой элемент,чик импульсов и дниЯ 12 1,Для обеспечения лисимости между входнымо, измеряемой неэлектричной последовательно вмируются два временнычто ограничивает быстустройства,15 Целью изобретения щение быстродействия Поставленная цель тем, что в устройств ния неэлектрических В держащем датчик, под через автогенератор го ключа, опорный ге которого подсоединен" ном.5где Д - погрешность дискретностиизмерения,5 - чувствительность датчика 2;х- номинальное значение измеряемой величины.Частота опорного генератора 3 выбирается больше частоты автогенератора 1, В блок 11 вычитания вводится число Й периодов частоты, соответствующее первоначальному значениюиндуктивности резонансного контураавтогенератора 1,При включении устройства импульсыс автогенератора 1 через управляемыйключ 4 поступают на вход первого счетто1 чика 7 импульсов, импульсы от опорного генератора 3 через управляемыйключпоступают на вход второго счетчика 8 импульсов, а через управляемыйключ б - на вход блока 11 вычитания.25При достижении счетчиком 7 импульсов состояния переполнения с вЫходаего старшего разряда поступает сигнал на второй вход блока 10 управления, который, в свою очередь, выдает зокоманду на остановку счетчика 8 импульсов, при этом оканчивается формирование первого временного интервала(3). 35 где 1 - период частоты автогенератора 1.Так как частота опорного генератора 3 больше частоты автогенератоо ра 1, то до момента остановки счетчика 8 через управляемый ключ 5 насчетчик 8 импульсов поступает больше число импульсовТ 1й= 4)где С - период частоты опорного геО.нератора 3, причемя. + ф 6)где ЬМ - число импульсов, поступивши в счетчик 8 импульсовпосле его переполнения. Измеряемая неэлектрическая вели 45 мина преобразуется, например в изменение индуктивности резонансного контура автогенератора 1. Счетчики 7 и 8 командой "Сброс" уста" навливаются в состояние, соответствующее набору числа импульсовНД Н 1 (1)где й - число, определяющее обьемданного счетчика 7 или 8;й - масштабный козффициент шка"лы устройства, который вй".бирается из условий получения требуемой шкалы измеря" Эрого и третьего ключей, блок уп 1 равления, первый вход которого соединен с выходом блока совпадениякодов, первый выход - с управляющими входами первого и третьегоключей, а второй выход - с управляющим входом второго ключа, кроме того, первый и второй счетчикиимпульсов, счетные входы которыхподсоединены к выходам первого ивторого ключей, а выходы первого ивторого счетчиков импульсов соединены соответственно с первым ивторым входами блока совпадениякодов, при этом выход третьего клю-ча подсоединен через последователь-но соединенные блок вычитания, третий счетчик импульсов и дешифраторк входу индикатора, выход старшегоразряда первого счетчика импульсовсоединен с вторым входом блока управления, а установочные входы первого и второго счетчиков импульсовпоразрядно подключены к шине команды "Сброс" в коде числа, дополняющего численное значение масштабного коэффициента шкалы измерителядо численного значения обьема первого и второго счетчиков импульсов.На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения неэлектрических величин.Устройство содержит автогенератор 1, к которому подключен датчик2, опорный генератор 3, три ключа4-6, первый и второй счетчики 7 и 8импульсов, блок 9 совпадения кодов,блок 10 управления, блок 11 вычитания, третий счетчик 12 импульсов,дешиФратор 13 и индикатор 14,Устройство работает следующимобразом. 4емых вели чин и определяет сясоотношением Таким образом, к моменту остановки счетчика 8 импульсов, в нем записывается число ЬМ импульсов, а код этого числа поступает на второй вход блока 9 совпадения кодов.(6) Т=й с2.или с учетом (5) 5Счетчик 7 импульсов после своего переполнения также продолжает счет импульсов.При поступлении с выходов счетчи" ка 7 на первый вход блока 9 совпа" дения кодов кода, соответствующего набору в счетчик 7 после его переполнения числа импульсов Ьй, блок 9 совпадения кодов выдает команду на блок 10 управления, который, в свою очередь, останавливает счетчик 7 и прекращает подачу импульсов в блок 11 вычитания. При этом оканчивается формирование второго временного ин- тервала Т =(й+дй) с=Т, +ай%,. (7)Таким образом, формирование интенвалов Т и Т 2 производится параллельно, а время измерения определяется длительностью интервала времени Т 2.На блок 11 вычитания за временнойинтервал Т 2 поступает с опорногогенератора 3 число импульсовТд.м = -(8)3 ф,ипи с учетом (3), (4), (6).н =и,(9)При подстановке в (9) значений пе"риодов частот автогенератора 1 и опорного генератора 3, выраженных черезпараметры их контурови -и. с",. (ы)ь,с,где 1. - значение индуктивности резонансного контура автогенератора 1;С,1 - значение емкости резонансного контура автогенератора 1;1.- значение индуктивности резонансного контура опорногогенератора 3С - значение емкости резонансного2контура опорного генерато;:ра 3.В случае использования, например,индуктивного датчика.= ",;с, -ь,с,где 1. - приращение индуктивности датчика 2 до измерений; Ь 1. - приращение индуктивности датчика 2, вызванное изме нением измеряемой яеэлектрической величины, тогда (11) можно представить в видеоС 1Я =Ннц ос, (12)1 аС гдеК :Ч в- число импульсов, соответ- О 1 ЬСф ствующее значению индуктивности датчиков 2 доизмерений;М - измеряемая неэлектрическая величина; М 1 оВ= - чувствительность датчи 9 ка 2Так как й С, С, 1. - сопэс,чувствительность 5 датчика 2 в диапазоне измерений также величина постоянная, то зависимость числа импульсов 20 йот измеряемой неэлектрической величины линейна, а разность й =й;йо=1, сй (13)ЬаС 1где к= 5 в чувствительность иэме 1,Ст25 рителя, определяетсязначением измеряемойнеэлектрической величины,Полученная разность й с учетом 30 знака подсчитывается счетчиком 12 импульсов, преобразуется в десятичныйкод дешифратором 13 и отображаетсяна индикаторе 14.Таким образом, сохранение линейной зависимости числа импульсов навыходе устройства от значения индуктивности Ц резонансною контура автогенератора 1, параллельное формирование первого и второго временныхинтервалов позволяют повысить быстродействие устройства по сравнениюс известным примерно в два раза. формула изобретенияУстройство для измерения неэлектрических величин, содержащее датчик, подсоединенный через автогене-.ратор к входу первого ключа, опорный генератор, выход которого подсоединен к входам второго и третьего ключей, блок управления, первый вход юторого соединен с выходом блока совпадения кодов, первый выходс управляющими входами первого и третьего ключей, а второй выход с управляющим входом второго ключа, кроме того, первый и второй счетчики импульсов, счетные Входы ко" торых подсоединены к выходам пер949330 10 Составитель В,РябцевРедактор А,Шишкина Техред И. Рейвес Кор Н.К 23 Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобр 113035, Москва, ЖЗак одписноеенного комитета СССРетений и открытий,первого и второго счетчиков импульсов соединены соответственно с первыми вторым входами блока совпадениякодов, при этом выход трет,ьего клю.ча подсоединен через последовательно соединенные блок вычитания, третий счетчик импульсов и дешифратор к входу индикатора, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействия устройства,выход старшего разряда первого счетчика импульсов соединен с вторым входом блока управления, а установоч -8ные входы первого и второго счетчиков импульсов поразрядно подключены,к шине команды "Сброс" в коде числа, дополняющего численное значение масштабного коэффициента"шкалыизмерителя до численного значенияобъема первого и второго счетчиковимпульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 410242, кл. 6 01 В 7/00, 1974.2, Авторское свидетельство СССРпо заявке М 2620847/18-23, 1978.