Устройство для ввода информации

(2 (2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) 4182950/24-242) 19.01.8 7(56) Авторское свидетельство СССР Мф 930311, кл. С 06 Р 3/00, 1980.Авторское свидетельство СССР В 1247855, кл. С 06 Р 3/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ (57) Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и может быть использовано для коммутации и преобразования сигналов от параметрических датчиков в цифровой эквивалент и ввода последнего в измерительные информационные системы и управляющие вычислительные комплексы. Целью изобретения является повы-шение точности измерений сигналов от параметрических датчиков на фоне нормальной помехи, действующей на датчики. Устройство содержит два генератора импульсов, два счетчика, дешифратор, мультиплексор, источник напряжения питания датчиков, коммута" тор, преобразователь напряжения во временной интервал, два триггера, два элемента задержки., два элемента И, элемент ИСКЛЮЧАКЮЕЕ ИЛИ и элемент ИЛИ. Устройство позволяет ослабить влияние на результат измерения действия нормальной помехи, что достигается путем промежуточной обработ-ки результатов отдельных измерений. 1 ил.1418 б 89 Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и можетбЫть использовано для коммутациии преобразования сигналов от пара 5метрических датчиков (тензометры,термометры, сопротивления и т.п.)в цифровой эквивалент и ввода последНего в измерительные информационныесистемы и управляющие вычислительные 10комплексы.Целью изобретения является повыщение точности вводимой информацииот параметрических датчиков при получении на выходе устройства цифророго эквивалента, пропорциональноговходному сигналу с учетом знака.На чертеже приведена функциональная схема устройства.Устройство содержит первый и второй генераторы 1 и 2 импульсов,элемент НЕ 3, аналоговый коммутатор 4,источник 5 напряжения, первый и второй элементы 6 и 7 задержки, элементИЛИ 8, первый и второй счетчики 9 и 2510, дешифратор 11, мультиплексор 12,группу датчиков 13, преобразователь14 напряжения во временной интервал,йервый и второй триггеры 15 и 16,первый и второй элементы И 17.и 18, 30элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 и делитель20 частоты.Устройство работает следующим образом,Измеряемый сигнал П с датчика .представляет собой сумму полезногосигнала Х, пропорционального измеряемому параметру Р, и аддитивной помехи Е, описываемой полиномом порядкаи,М, 1 ООМ 1 П(Х,Х)-1аС;,Выбирают 7; =Х+ к:о кФгде с - время проведения замера сномером 3. (1 = 1и)45ак - коэффициенты аппроксимирующего полинома. М,Тогда Для определения полезного сигнала Х (не изменяющегося во времени и зависящего только от измеряемой вели чины Р и тока питания датчика) необходимо решить систему уравнений вида Х 2-2 поскольку сумма нечетных коэффициентов разложения бинома Ньютона степе-55 ни п равна 2Обычно для практических применений вполне достаточно квадратичного приближения при аппроксимации аддитивной помехи, При этом общее число(2) М Х,Ф где М; - весовой коэффициент, учитывающий изменение тока питания датчика от замера к замеру;Н; - результат отдельного замерас номером 1,Выражение для определителя системы;е7М 1 (пИ (п) где 3 - интервал времени между отдельными замерами.Этот определитель при его разложении по элементам первого столбца дает миноры ш, являющиеся определителями Вандермонда, и при решении системы уравнений относительно Х получают После вычисления миноров ш 1 по правилам раскрытия определителей Вандермонда (2) выражение (4) преобразуется к виду биноминальные коэффициенты (число сочетаний из ипо 1-1). 1 при нечетном ;3 14186замеров и = 4, а помеха представленазависимостью Е а + а, + а о, (8) Как следует из (7) для этого случая (и = 4) И - ЗИ + ЗИ В 4 410 Из последнего выражения следует, что для измерения входного сигнала с датчика при поочередном от замера к замеру включении и выключении тока питания датчика необходимо при аппроксимации помехи полиномом второго порядка произвести 4 замера, просуммировать их с коэффициентами 1, Зф 3 -1 соответственно и получен ный результат разделить на 4.В предлагаемом устройстве это осуществляется следующим образом,В исходном состоянии счетчик 9 сброшен, счетчик 10 и счетные триггеры 15 и 16 установлены в единичное состояние. По первому тактовому сигналу от генератора 1 триггеры 15 и 16 и счетчик 10 устанавливаются в нулевое состояние, и через мультиплексор 12 по первому управляющему сигналу с дешифратора 11 к преобразователю 14 напряжения во временной интервал подключа-ется первый из датчиков. На датчики в этот момент поступает напряжение питания от источника 5 напряжения через коммутатор 4, открытый сигналом упРавления с прямого выхода триггера 15, счетчик 9 установлен в режим прямого счета управляющим сигналом на его .первом управляющем входе. Через элемент 6 задержки, служащий для исключения влияния переходньм процессов в мультиплексоре 12 на результат измерения, запускается преобразователь 14 напряжения во временной интервал, с выхода которого подается разрешающий сигнал на элементы И 17 и 18. Схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, на которую поступают сигналы с прямого выхода тригге-. ра 15 и с выхода второго триггера 16, формирует на своем выходе разрешаю 55 щий сигнал на элемент И 18, разрешая тем самым поступление на вход счетчика 9 через элемент ИЛИ 8 частоты Г с генератора 2 импульсов, поделенной 894на 3 делителем 20 частоты следованияимпульсов.Счетчик 9 заполняется за интервалвремени, заданный преобразователем14 напряжения во временной интервал,импульсами частоты Г/3. Это будет результат первого измерения И выражение (9). Второй тактовый импульс сгенератора 1 перебрасывает триггер 15в единичное состояние, при этом коммутатор 4 закрывается, счетчик 9переключается в режим обратного счета(второй управляющий вход), а элементИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 формируют на своем вьмоде запрещающий сигнал и черезэлемент НЕ 3 теперь открыт элементИ 17 для заполнения счетчика 9 импульсами частоты Г (без деления на3) при очередном измерении. В результате на счетчик 9 добавляется членЗИ со знаком "минус", выражение (9).Следующий (третий) тактовый импульс с генератора 1 импульсов перебрасывает триггер 15 в нулевое итриггер 16 в единичное состояние, приэтом коммутатор 4 открывается, счетчик 9 устанавливается в режим прямого счета (первый управляющий вход),а элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 19 не меняет своего состояния, и третий замер вновь производится при открытомэлементе И 17, т,е. счетчик 9 заполняется импульсами частоты Г притретьем замере и на него добавляется член ЗИэ со знаком "плюс", выражение (9),Следующий (четвертый) тактовыйимпульс с генератора 1 импульсов устанавливает триггеры .15 и 16 в единичные состояния, следовательно,закрывает коммутатор 4, изменяет выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ 19, устанавливает счетчик 9 в режим обратного счета (второй управляющий вход) . Во время заполнения счетчика 9 импульсами открывается элемент И 18 и залолняющая частота К/3,т.е, работает делитель 20 частоты.На счетчик 9 добавляется член Нсо знаком "минус", выражение (9), ирезультат преобразований может бытьсчитан со старших (ш) разрядов счетчика 9 (ш - общее количество его разпядов) . Тем самым выполнена операция делекеия полученной на счетчике 9 суммы,. на 4, т.е. получают результат изме5 14 86 рений по первому каналу согласно вы - . ражению (9).Этот результат считывается на регистратор по синхросигналу, поступающему на управляющий вход устройства через элемент 7 задержки (с выхода триггера 16 при поступлении очередного тактового импульса с гене"атора 1, при этом происходит пере Оючение счетчика 10 и мультиплексор 12 подключает очередной датчик 13 навход преобразователя 14 напряжения Эо временной интервал. Чтение результата в регистратор производится при 1 этом за время, определяемое. элементом 6 задержки, после чтения результата счетчик 9 сбрасывается и повто.ряется цикл из четырех измерений для очередного датчика, подключенного че О рез мультиплексор 12. формула изобретения Устройство для ввода информации, 25 одержащее два генератора импульсов, сточник напряжения, группу датчиков, два счетчика, дешифратор, мультиплексор, преобразователь напряжения,коммутатор, два элемента задержки, эле- ЗО мент ИЛИ, элемент НЕ, выход первогогенератора соединен через первый элемент задержки с управляющим входом преобразователя напряжения, выход элемента ИЛИ соединен со счетным вхо дом первого счетчика, выходы которого являются информационными выходами устройства, выход второго элемента задержки является синхронизирующим Выходом устройства, выходы второго счетчика соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с 3 89 6адресными входами мультиплексора, выход которого соединен с информационным входом преобразователя напряжения, выход источника напряжения со-,единен с информационным входом коммутатора, выход которого соединен свходами питания датчиков, выходы которых соединены с информационнымивходами мультиплексора, вход второго элемента задержки соединен сосчетным входом второго счетчика,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности вводимой информации, в устройство введены дватриггера, делитель частоты, два элемента И, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,синхровход первого триггера соединенс выходом первого генератора, прямой выход первого триггера соединенс управляющим входом коммутатора,первым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ и первым управляющим входом первого счетчика, инверсный выход первого триггера соединен с синхровходом второго триггера и вторым управляющим входом первого счетчика,выход второго триггера соединен сосчетным входом второго счетчика ивторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, выход которого соединен с третьим входом второго элемента И и через элемента НЕ - с третьим входомпервого элемента И, выход второго генератора соединен с вторым входомпервого элемента И и через делительчастоты с вторым входом второго элемента И, выход преобразователя напряжения соединен с первыми входамипервого и второго элементов И, выходы которых соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ,4153/45 аж 7 ское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зводственно-полиграф ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и от13035, Москва, Ж, Раушская Подписноетета СССРрытийнаб., д, 4/5