Устройство линеаризации выходных характеристик частотных датчиков

)15 Р Н 03 К 13/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТБЕНН 11 й НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградский ордена Ленинаполитехнический институт им.И.И.Калинина(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 375585, кл, Н 03 К 13/20, 1973.2. Авторское свидетельство СССРУ 403056, кл. Н 03 К 13/20, 1973(прототип),(54)(57) УСТРОЙСТВО ЛИНЕАРИЗАЦИИ ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее блок управления,первый элемент И, два блока памятиисчетчик, причем первый вход первого элемента И является входом устройства, а второй вход его соединенс первым выходом блока управления,входы первого и второго блоков памяти соединены между собой, выходы вто.рого блока памяти соединены с первыми входами счетчика, первые выходы которого являются. выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тему. что, с целью расширения функциональных возможностей,. в него введены управляемый генератор, делитель частоты, второй элемент И и счетчик адреса, причем выход первого элемента И соединен с первым входом управляемого генератора, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с третьим входом управляемого генератора и вторым входом счетчика, четвертый выход блока управления соединен с первым входомвторого элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом счетчика, а выход - с вхбдом счетчика адреса, выходы которого соединены с входами блоков памяти, выходы пер- р вого блока памяти соединены с четвертыми входами управляемого генератора, выход которого соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с третьим входом счетчика.йд11 ОО 7 Изобретение относится к областиэлектроизмерений и может использовать.ся для измерений электрических и неэлектрических величин с применениемнелинейных частотньи датчиков, 5Известно устройство линеаризации,использующее разложение обратнойфункции преобразования датчика встепенной ряд Я .Однако известное устройство харак Отеризуется сложностью реализациидля обеспечения быстродействия.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является уст-ройство, принцип действия которого 15основан на кусочно-линейной аппроксимации функции преобразования датчика.Указанное устройство содержит блокуправления, элемент И, два блока памя" 20ти, счетчик, вентильную группу, регистр и блок выбора номера участкааппроксимации, причем первый входэлемента И является входом устройства, второй вход его соеди ен с выходом блока управления, в оды блоковпамяти соединены между собой и с выходами блока выбора номер 1, выходывторого блока памяти соединены свходами счетчика, выходы которого че-ЗОрез вентильную группу соеДинены свходами регистра, а выход, элемента Исоединен со счетным входом счетчика 2.Недостаток данного устройствазаключается в узких функциональныхвозможностях, обусловленных изменением временного интервала преобразования в зависимости от вели 1 ины преобразуемого параметра, чтов свою оче- Оредь, не позволяет его использоватьв условиях сильных промышленных помех,Цель изобретения - расюирение функциональных воэможностей,Поставленная цель достигается за 45счет того, что в устройство линеари-,зации выходных характеристик частотных датчиков, содержащее блок управления, первый элемент И, два блокапамяти и счетчик, причем первый вход 50первого элемента И является входомустройства, а второй вхо его соединен с первым выходом блошка управления, входы первого и второго блоковпамяти соединены между собой, выходы 55второго блока памяти соединены спервыми входами счетчика, первые выходы которого являются выходом уст 27 1ройства, введены управляемый генератор, делитель частоты, второй элемент И н счетчик адреса, причем выход первого элемента И соединен с первым входом управляемого генератора, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с третьим входом управляемого генератора и вторым входом счетчика, четвертый выход блока управления соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом счетчика, а выход - с входом счетчика адреса, выходы которого соединены с входами блоков памяти, выходы первого блока памяти соедине;вы с четвертыми входами управляемого генератора, выход которого соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с третьим входом счетчика.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, на фиг. 2 - типич- ная выходная характеристика датчика.Устройство содержит блок 1 управ ления, первый элемент 2 И, первый 3 и второй 4 блоки памяти, счетчик 5, управляемый генератор 6, делитель 7 частоты, второй элемент 8 И и счетчик 9 адреса, причем первый вход элемента 2 является входом устройства, второй его вход соединен с первым выходом блока 1, входы бпоков 3 и 4 соединены между собой и с выходамисчетчика 9, выходы блока 4 соединены с входами счетчика 5, выходы которого являются выходом устройства, выход элемента 2 соединен с первым входом генератора 6, второй вход его соединен с вторым выходом блока 1, третий выход которого соединен . с третьим входом генератора 6 и первым входом счетчика 5, четвертый выход блока 1 соединен с первым входом элемента 8, выход которого соединен с входом счетчика 9, а второй вход элемента 8 соеДинен с выходом счетчика 5, выходы блока 3 соединены с управляющими входами генератора 6, выход которого соединен с входом делителя 7 выход которого соединен со счетным входом счетчика 5. Сущность изобретения заключается в том, что длительности обоих тактов преобразования нелинеаризованной .частоты Й в число Я линейно свя,занное с измеряемой величиной Х,Эвыбираются равными опорному временному интервалу С . Первый блок памяти служит для запоминания угловнаклона корректирующей функциисоответствукмцих каждому. участку аппроксимации. А установка счетчикаимпульсов по окончании первого тактавыполняется с учетом того, что вовтором такте коэффициент аппроксимации и длительность этого такта оста Оются постоянными.В устройстве-прототипе так же,как и в предлагаемом устройстве,осуществляется преобразования частоты Гх, нелинейно связанной с исследуемой величиной Х, в число Н, пропорциональное значению величины Х.Изображенные на фиг. 2 графики поясняют зависимости нелинеаризованного В и линеаризованного Нчиселймпульсов от исследуемого йараметра Х. Здесь диапазон зависимостиЯд =Р(х) разбит на четыре участкааппроксимации.В устройстве-прототипе в первом 25такте находят номер участка аппроксимации, а следовательно, значениеугла М; , т.е. коэффициента аппрок,симаций. Исходя из найденного уг,ла 0;, определяют начальное передвыполнением второго такта состояниесчетчика импульсов Ядоц а также со,ответствующее номеру участка время Сд преобразования. Тем самымпроизводят операцию смещения нуля,продолженной до пересечения с осью Я35корректирующей. прямой, соответствую. щей данному участку аппроксимации.Изменение же времени преобразованияпо существу соответствует изменению.40чувствительности, т.е. переходу отугла К; и общему углу М,В предлагаемом устройстве времяпреобразования е остается постоянным.В этой связи начальное перед вторым45тактом состояние Ина, счетчика нельзяопределить как пересечение продолжения корректирующей прямой, соответствующей данному -му участку аппроксимации с осью И. Число Н ,определя.1но; , 50ется расчетным путем, исходя из выра женияЯк 4 д )"хлнац,ф "х 1,. , "нач "хдр Ьдс; .55 Я(О к дрЮ,то И определяется по. формулеапач; 1-1,снац ст хл Мор 1л сгде И - емкость счетчика импульсов,Устройство работает следующим образом.На вход устройства, а следователь" но, на первый вход элемента 2 поступают импульсы частоты Гх, нелинейно связанной с исследуемой величиной Х, С вькода элем нта 2 импульсы частоты Гх в течение времени йа преобразования (а следовательно, Ях = 2 й)1 подаются на цень последовательно соединенньк генератора 6, делителя 7 и счетчика 5, Блоки 3 и 4 служат соответственно для задания числа генерируемых импульсов генератора 6 и начального перед вторым тактом состояния счетчика 5. Выходные коды блоков 3 и 4 определяются состоянием счетчика 9. Состояние счетчика 9 изменяется при подаче на его вход импульсов с выхода счетчика 5 через элемент 8. Блок 1 обеспечивает формирование на его первом выходе временного интервала , При подаче на-рвход генератора 6 импульсов входной частоты Гх логическая "1" на втором вькоде блока 1 обеспечивает на вькоде генератора б формирование такого числа импульсов, значение которого равно коэффициенту Кделения делителя 7. Импульсы с .третьего выхода .блока 1 производят перепись хранящихся в блоках 3 и 4 кодов соответственно в генератор 6 и счетчик 5, а следовательно, обеспечивают работу генератора б с заданным коэффициентом Клл умножения и осуществляютЧллустановку .счетчика 5 в состояние Йв 4. Сигналом с четвертого выхода блока 10 управления (которьд является инверсией сигнала с второго выхода) осуществляется разрешение подачи импульсов с выхода счетчика 5 на вход счетчика 9 через элемент 8. Результат Нл преобразования с выхода счетчика 5 поступает на вьмод устройства.В начале первого такта преобразования осуществляется установка в исходное сбстояние основных узлов уст