Автогенераторный измеритель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК 1191 (1 А 1511 4 С О 1 В 7/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 4 1 Я:г ) У СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОР 2ключи 9 9 я, образцовые чувствительные элементы 1010 я, делитель 11 с переменным коэффициентом деления, блоки 12, 13 памяти, счетчик 14, распределитель 15 импульсов, элемент ИЛИ 16, элемент И 17, одновибратор 18, таймер 19, одновибратор 20, таймер 21, одновибратор 22, триггер 23, ключ 24, триггер 25, элемент И 26, шину 27 запуска, триггеры 28, 2912911, 30. По окончании цикла в счетчике 14 будет храниться число, соответствующее измеряемой физической величине Н гДе М 1, И- физической в частоты авто фиксированные значения еличины, Г 1,Гд и генератора 4, соответст му и второму фиксирован емому значению физичес 2 иле вующие перво ным и измеря кой величины ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР Р 463059, кл. С 01 И 27/86, 1975,Авторское свидетельство СССР В 911139, кл. С 01 В 7/12, 1978.(54) АВТОГЕНЕРАТОРНЫИ ИЗМЕРИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и моает быть использовано в приборостроении для измерения различных электрических и неэлектрических величин. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений, Устройство содержит образцовый чувствительный элемент 1, измерительный чувствительный элемент 2, ключ 3, автогенератор 4, элементы И 5, 6, реверсивный счетчик 7, элемент ИЛИ 8,у "Гя. м й1 Ф зйЖа а (111 Я )15238Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для измерения различных электрических и неэлектрических величин,Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений за счет выбора рациональной блоксхемы устройства. 1 ОНа фиг, 1 представлена блок-схемаизмерителя; на фиг. 2 - зависимостьчастоты автогенератора от измененияфизической величины,На фиг, 2 на вертикальной оси отложена частота, на горизонтальнойзначение физической величины, Ы иИ - фиксированные значения Физической величины, в которых параметры из,мерительного чувствительного датчика, 20определяющие частоту автогенератора,равны параметрам соответствующих образцовых чувствительных элементов,Г иГ,г - частоты автогенератора, соответствующие значениям физической величнны соответственно М 1 и Н Гимчастота автогенератора, соответствующая измеряемому значению физическойвеличины, Нгм - измеренное значениефизической величины, 30Автогенераторный измеритель содержит образцовый чувствительньгй элемент 1, измерительный чувствительныйэлемент 2, ключ 3, автогенератор 4,элементы И 5 и 6, реверсивный счетчик 7, элемент ИЛИ 8, ключи 9 - 9 л,образцовые чувствительные элементы10- 10 я, делитель 11 с переменнымкоэффициентом деления, блоки 12 и 13памяти, счетчик 14, распределитель 15 40импульсов, элемент ИЛИ 16, элементИ 17, одновибратор 18, таймер 19,одновибратор 20, таймер 21, одновибратор 22, триггер 23, ключ 24, триггер25, элемент И 26, шину 27 запуска, 45триггеры 28, 29 - 29, 30.Выходы измерительного чувствительногоо элемента 2 и образцовых чувствительных элементов 1,101- 10 подключены к входам ключей соответственно 24,3,91- 9 выходы которых подключены к входам автогенератора 4.Измеритель работает следующим образом,Импульс начального запуска по шине55 27 запуска поступает на вход распределителя 15 импульсов, Сигнал с первого выхода распределителя 15 импуль 934сон, поступая на Б-вход триггера 28, устанавливает его в единичное состояние, Сигналом с тригг ера 28 открывается ключ 3, Импульс начального эапуска, пройдя элемент ИЛИ 16, поступает на вход К триггера 30 и устанавли" вает е 1 о в нулевое состояние, Сигналом с триггера 30 ключ 24 закрывается.К автогенератору 4 подключается образцовый чувствительный элемент 1,Генератор 4 формирует на своем выходе сигнал с частотой 1, (фиг, 2) . Предположим, что значение физической величины меньше Ь,. Импульс начальногозапуска через элемент ИЛИ 16 переводит триггер 23 в единичное состояние, а триггер 25 - в нулевое, элемент И 17 открыт, а элемент И 26 закрыт, импульс начального запуска включает одновибратор 18, Длительность импульса одновибратора 18 должна быть больше времени включения ключа Э и выключения ключа 24, Импульсом запуска через элемент ИЛИ 8 сбрасывается в исходное (нулевое) состояние реверсивный счетчик 7, в счетчик 14 записывается число, соответствующее значению величины образцового чувствительного элемента 1 (в данном случае Й).После окончания импульса на одновибраторе 18 таймер 19 формирует измерительный импульс, который открывает элемент И 5 для прохождения импульсов автогенератора 4, За время его действия в реверсивный счетчик 7 запишется некоторое число, определяемое частотой автогенератора и длительностью импульса таймера 19. Импульс с выхода таймера 19 поступает на К- вход триггера 30, ключ 3 отключается.Ключ 24 включается, к автогенераторуподключится измерительный чувствительный элемент 2, а элемент 1 отключится, Генератор выдает сигнал с частотой й, ц (фиг. 2), После окончания импульса через задержку, определяемую длительностью импульса одновибратора 20 (она должна быть больше, чем время включения ключа 24), таймер 21 формирует измерительный импульс, длительность которого равна длительности импульса таймера 19. Этот импульс откроет элемент И 6, а импульсы автогенератора 4 поступают на вычитакшгий вход реверсивного счетчика 7. Так как частота Г , (, а длительность импульсов таймеров 19 и 21 одинакова, то число, записанное в счетчик 7 во5 15238время действия импульса таймера 19,сокращается на меньшее число, а импульс переноса на выходе реверсивного счетчика 7 не формируется. Длительность импульсов одновибраторов18 и 20 выбрана большей, чем времяпереключения ключей 3 и 24 для того,чтобы дрейфы времени переключенийключей 3 и 24 за счет действия дестабилизирующих факторов не влияли наточность измеренийПосле окончания импульса таймера21 запускается одновибратор 22. Импульсы одновибратора 22 через открытый элемент И 17 поступают на счетный вход распределителя импульсов,через схему ИЛИ 8 этот импульс поступает на реверсивный счетчик 7, устанавливая его в исходное (нулевое) 20состояние. Распределитель 15 импульсов изменяет состояние. Сигнал навыходной шине элемента 15 изменяетсостояние. Сигнал с элемента ИЛИ 16поступает на К-вход третьего триггера 30, ключ 24 отключается. Сигналс второго выхода распределителя 15импульсов поступает на Б-вход триггера 29 . Ключ 9 открывается, автогенератор 4 начинает вырабатывать колебания с частотой Г (фиг. 2), Предположим, что выполняется соотношение1ц ( К 1. Имея две контрольные точки нелинейной функции, можноразличными способами аппроксимироватьзначения этой функции в промежутке35,между контрольными точками,В предлагаемом устройстве используется кусочно-линейная аппроксимация, которая выполняется по формуле(для участка И Х 1) Сигнал с выходной шины распределителя 15 импульсов поступает на адресные входы блоков 12 и 13 памяти, На выходе блока 13 зафиксировано число М, а на выходе - число, определяемое по Формуле 1 ии езм 50-й ,К = - - -фо - длительность импульса, сформированного блоками 19 - 21. В счетчике 14 фиксируется число где 55 (Г.1,-е,)2 к,-Е,1 аИ = И + -1. - (Х - И ).м йим Ф1 й1 й Х, Сигнал с выхода элемента ИЛИ 16 через задержку, определяемую элемен 93 6том 18, запустит таймер 19. Таймер19 Формирует импульс, открывающийэлемент И 5. Импульс с элемента ИЛИ 16предварительно установит в нулевоесостояние реверсивный счетчик 7, аимпульс с элемента И 17, пройдя элемент ИЛИ 8, - триггер 25 в состояниелогического нуля, элемент И 26 закрыт, За время действия импульса таймера 19 в реверсивный счетчик 7 записывается число, определяемое частотой Г и длительностью. Послеокончания импульса таймера 19 череззадержку, определяемую длительноотьвимпульса одновибратора 20, запустится второй таймер 21. Длительностьимпульсов блоков 19 и 2 1 выбираетсяодинаковой,Импульс с выхода блока 19 поступает на К-вход триггера 29 и на Б-входтриггера 30. После окончания импульса таймера 19 выключится ключ 9 ивключится ключ 24, а к автогеиератору 4 подключится измерительный чувствительный элемент 2, образцовый чув"ствительный элемент 10 отключится.Генератор 4 формирует сигнал с часто"той 1. Импульсы автогенератора 4поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 7. Так как Г с Гкз,я,а длительность импульсов блоков 19 и21 одинакова, то в определенный момент на выходе счетчика 7 формируетсяимпульс обратного переноса, посколькучисло импульсов, поступивших на вычитающий вход реверсивного счетчика,больше, чем число хранящееся в счетчике, так как Гс Гэц . Этот импульсустановит в единичное состояние триггер 25. Импульсы автогенератора 4 через элемент И 26 поступают на вход делителя 11, а импульсы с выхода делителя 11 - на счетный вход счетчика 14,За время действия импульса таймера 21на вход делителя 11 поступит числоимпульсов И яз На счетный вход счетчика 14 поступает число импульсов М так как в счетчике 14 хранилось число К, то после окончания импульсатаймера 21 в счетчике 14 хранится числоК + -- (В, - К ),Гиам- а.юэм ф К, - Е ф 5Формула и э обре те нияАвтогенераторный измеритель, содержащий измерительный чувствительный элемент, образцовый чувствительный элемент, два ключа и автогенератор, выходы измерительного чувствительного элемента и образцового чувствительного элемента подклщчены к сигнальным входам соответственно первого и второго ключа, вьпсоды которых подключены к входу автогенератора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, .с целью повышения точности и расши О рения диапазона измерений,в него вве" дены и дополнительных образцовых чувствительных элементов, л дополнительных ключей, четьЕе триггера, п дополнитепьных триггеров, четыре эле мента И, два элемента ИЛИ, реверсивный счетчик, делитель с управляемым коэффициентом деления, счетчиК, два эапоминаицих блока, распределитель импульсов, три одновибратора, два тай-ЗО мера и шина запуска, выход автогенератора подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых подключены соответютвенно к суммирующему и вычитающему входам ревер 35 сивного счетчика, выход которого подключен к 8-входу первого триггера и К-входу второго триггера, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого подклю чен к счетному входу распределителя импульсов и первым входам первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к Б-входу счетчика и входу первого одновибрато ра, выход которого через последовательно включенные первый таймер, второй одновибратор, второй таймер и тре-. тий одновибратор подключен к второму входу третьего элемента И, выход первого триггера подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к счетному входу делителя с управляемым коэффициентом деления, выход которого подключен к счетному входу счетчика, шина запуска подключена к Б-входу второго триггера, К-входу распределителя импульсов, второму входу второго элемента ИЛИ и второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к К-входам реверсивного счетчика и первого триггера, выход второго элемента И подключен к второму входу четвертого элемента И, выход второго элемента ИЛИ подключен к К-входу третьего триггера, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, выход первого таймера подключен к Б-входу третьего и К-входам четвертого дополнительных триггеров и второму входу первого элемента К, выход второго таймера подключен к второму входу второго элемента И, выходы распределителя импульсов подключены к входам первого н второго запоминающих блоков, выходы которых подключены соответственно к управляющему входу делителя частоты с управляемым коэффициентом деления и входу предустановки счетчика, первый выход распределителя им пульсов подключен к Б-входу четвертого триггера, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, остальные выходы распределителя импульсов - к Я-входу соответствующего дополнительного триггера, выходы которьм подключены к входу управления соответствующего дополнительного ключа, выходы дополнительных ключей подключены к входу автогенератора, а выходы дополнительньм образцовых чувствительных элементов подключены к сигнальным входам соответствующих дополнительных ключей.1523893 Уу Яюм Фг Составитель В. ПодолянТехред М.Дидык Корректор М. Васильева Редактор И, Шулла Заказ 7031/4 2 Тирам 683 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10 1