Измерительно-вычислительное устройство для определения параметров быстропеременных и пульсирующих потоков жидкостей

Г -ОП И ИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл. С 06 15/4 с присое2) Приорите Гооударствеииыи коцитаСовата Миииотроа СССРпо делам изобретеиийи открытий(Я) УДК 681. 32(088. убликовано 30,11.74 Бюллетень44 Дата опубликования описания 1,04.75 П, Игнатьев, В. А. Рогожин, В, В, Кротов, Г. М, Ш Т. А. КузьминыхАвторыизобретения 1) Заявитель МЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОСТРОПЕРЕМЕННЫХ И ПУЛЬСИРУЮШИХ ПОТОКОВ ЖИДКОСТЕЙ 0 Изобретение относится к области автоматики, вычислительной и контрольно-измерительной техники и предназначается для автоматизации измерения и анализа параметров нестационарных потоков жидкости и газа.5 Устройство может быть использовано для измерения теплофизических параметров процесса в стационарных и переходных режимахИзвестна автоматизированная система аналогичного назначения, содержащая датчи ки-преобразователи неэлектрических величин в электрические эквиваленты, коммутатор параметров, устройства преобразования непрерывных электрических величин В кодкариф. метическое устройство, устройство управлетния оперативное и долговременное запоминающие устройства типовых и специальных программ, устройства текущего времени и временных интервалов, устройства ввода и вывода информации, пульт управления.2В процессе определения параметров быстропеременных и пульсирующих расходов ,жидкостей требуется проведение измерения параметров потока в реальном масштабе времени, максимальное быстродействие для 2снятия переходных характеристик параметров быстропеременных расходов.В известной системе задача измерения параметров с привязкой к текущему времени может быть решена по индивидуальным прог" ,раммам, предусматривающим последовательное измерение параметра и измерение текущего времени по командам. Причем из-эа .того, что каждая команда программы имеет типовые этапы: чтение команды, анализ ее ,модификации, формирование адресов, выполнение операции, запись результата и, следовательно, ограниченное быстродействие, возникает дополнительная погрешность изме рения параметров в реальном масштабе времени. Громоздкость таких индивидуальных программ также снижает быстродействиеКроме того,в известной системе не учтены особенности определения параметров быстропеременных и пульсирующих потоков: каждое измерение параметра должно быть привязано к текущему времени в момент измерения для снятия переходных характери, стик параметров необходимо циклическое измерение с автоматическим заданием кодействия измерения параметров, представленных в виде. частоты переменного напряжения за счет автоматического изменения количества измеряемых периодов частоты; упростить схему, преобразователя частоты )и временных интервалов в код испольэова; нием сумматора арифметического устройства в качестве счетчика импульсов с генератора для формирования эквивалентного двоичного кода,На чертеже показана блок-схема предлагаемого и эмери тельно-вычислительного устройства. 15 Устройствр содержит генератор 1 опорных импульсов, схему 2 выдачи кодов варифметическое устройство, коммутатор 3,преобразователь 4 напряжения в код, реустроиства через вторую схему И , второйгист 5 текстовой индикации, пульт 6 упвход которой подключен к выходу генератагистравления фо мирователь 7 временных инра опорных импульсов, Выход арифметиче- о Равленин фоРте валов, делитель 8 частоты, схему "И" О, ского устройства соединен с входом местно- терваловблок 10 текущего времени, регистр 11 коммутатора 3, схему 12 приемов кода, регистр 13 цифровой индикации, местное устойство 14 управления, счетчик 15 измеря- подключен к центральному устройству управемых периодов, схему "И" 16, блок 17 оперативной памяти, арифметическое устройство 18, блок 19 ввода и вывода, блок 20долговременной памяти, центральное устрой 30 ство 21 управления и датчики 22. Устройство включает также печатающее устройстления, выход которого соединен с входомместного устройства управления, Выход мево, счетчик команд, перфорируюшее устройство регистр команд и фотосчитывающее;устройство (на чертеже не показаны).И змерительно-вычислительное устройство работает следующим образом,В блоках 20 и 17 заранее записывают общую программу определения и анализа параметров потока, Запись программы в блоке 17 производит фотосчитывающее устройство через блок 19 и арифметическое устройство 18. стояииого тока, частоты иеремеииого напряжеиия, частоты следования импульсов с одновременной регистрацией текущего времени, соогветствующего моменту измерения;циклическое измерение с автоматическимизменением количества циклов измерениябез повторения типовых этапов выполиения команд; увеличение точности и быстроличества циклов. Количество циклов измерения для разных параметров может бытьразличным,Предлагаемое измерительно-вычислительное устройство дополнительно содержит генератор опорных импульсов, делитель частоты, схему выдачи кодов в арифметическоеустройство, регистр текстовой индикации,счетчик измеряемых периодов, регистр коммутатора, схему приема кодов, схемы "И",местное устройство управления, блок текущего времени, Выход коммутатора черезформирователь временных интервалов и схму "И подключен к входу счетчика измеряемых периодов, второй вход схемы "И"соединен с выходом местного устройствауправления. Выход счетчика измеряемых периодов подключен к входу арифметическогоО Р Р стного устройства управления соединен соответственно с входами преобразователя напряжения в код, регистров цифровой и текстовой индикации и схемы выдачи кодов в арифметическое устройство, другие входы которой соединены соответственно с выходами преобразователя напряжения в код делителя частоты и блока текущего времени, Вход делителя частоты соединен с выходом генератора опорных импульсов, выход схемы выдачи кодов в арифметическое устройство с входом арифметического устройства, выход которого через схему приема кодов соединен со входами регистров цифровой и текстовой индикации. Выходы регистров цифровой и текстовой индикации соединены с входами пульта управления.Такое выполнение схемы измерительновычислительного устройства позволяет осуществить измерение электрических сигналов, представленных в виде напряжения поИзменение программы в блоке 20 осуцествляется заменой его заранее прошитых ассет. В микропрограммной части блока 2 О поранится последовательность микроопереций ;пециальных команд измерения параметра 5 О тиклического измерения, регистрации текуцего времени и выдержки времени, текстовой и цифровой индикации, а также последовательность микроопераций обычных команд математического обеспечения измерительнэйй вычислительного устройства При необходимости до начала работы может быть прове" дена корректировка программы, исходныхданных, самопроверка устройства по программам текстов,В процессе работы устройство решает следующие основные задачи ввод программы; автоматическое управление ходом програм мы в реальном масштабе времени; в соответствии с программой автоматическое управление измерением, регистрацией пара;- метров; оперативная индикация в цифровой и текстовой форме о ходе контроля па-,1 О раметров потока, математическая и логическая обработка результатов измерения с учетом нелинейности тарировочных характеристик датчиков, преобразователей, приведения результатов измерения к фиэическо- П му масштабу, вычисления поправок в зависимости от изменения внешних условий, определение экстремальных значений парамет ров расхода, вычисление взаимосвяЬанных непосредственно неэамеряемых параметров. 2 ООбщим для большинства этих задач является измерение величины сигнала, поступающего от датчика 22 (первичного преобразователя) по выбранному каналу коммутатора 3. Для этого расшифровка очеред- д 5 ной команды осуществляется микропрограммной частью блока 20 и на выходе устройства 21 формируется последовательность микроопераций той или иной команды. Причем последовательность микроопераций 30 специальных команд передается на устройство 14, которое обеспечивает выполнение этих команд. Для команды "измерение параметра"его номер передается через схему 12 в регистр 11 для включения выбранного канала коммутатора 3, обеспечивается выдержка времени в тысячных долях секунды до окон-, чания переходных процессов, В зависимо О сти от номера канала сигнал с датчика 22 поступает на преобразователь 4, далее через схему 2 в арифметическое устройство 18 или на формирователь 7 для параметров в виде частоты напряжения. . 45Предварительно иэ фиксированной ячейки блока 17 через схему приема кодов в счетчик 15 заносится соответствующий обратный код числа измеряемых периодов. В момент начала измерения местное уст- бО ройство управления открывает схему "И 9, и последовательность импульсов, соответствующих переходу напряжения частоты через нуль, поступает на вход счетчика 15. Одновременно открывается схема "И" 161 и 55 последовательность импульсов с генератора 1 подается на вход сумматора арифметического устройства, выполняющего временно функции преобразователя частоты напряжения в код.В момент переполнения счетчика 15схемы "Иф 9 и 16 закрываются, эквивалентный частоте двоичный код записывается с сумматора 18 в блок 17. С выходаустройства 10 код текущего времени, соответствующий моменту измерения, черезсхему 2 поступает в арифметическое устройство 18, Далее устройство 14 отключается, а устройство 21 завершает выполнение типовых этапов данной команды -запись результата и обеспечивает выполнение следующей команды.Автоматическое изменение содержимогосчетчика 15 позволяет увеличить точностьизмерения при увеличении числа измеряемыхпериодов или увеличить быстродействие приуменьшении числа измеряемых периодов,т. е. позволяет увеличить точность и быстродействие измерения в зависимости отповедения параметров,Для команды циклическое измерение еетиповые этапы - чтение команды, анализмодификации формирование адресов - выполняет устройство 21, а для выполнениязаданного числа измерений, записи результата и регистрации текущего времени подключается устройство 14. Это устройство взависимости от номера параметра подключвет выход коммутатора 3 к преобразователю 4, вырабатывает импульс начала преобразования, а по импульсу конец преобразования передает эквивалентный двоичный кодпреобразователя 4 через схему 2 в арифметическое устройство 18, записывает вблоке 17 по адресу команды, увеличиваетадрес на единицу, если количество циклов измерений не закончено, повторяет следующееизмерение.,Запись результата в блоке опервтнвной памяти происходит беэ повторения типовых;этапов команды, При записи в блоке 17последнего измерения из числа требуемых1устройство 14 передает значение текущеговремени через схему 2 в арифметическоеустройство 18 и в блок 17,Если выход коммутатора 3 подключаетсяк формирователю 7, устройство 14 передкаждым измерением в цикле измерениявосстанавливает содержимое счетчика 15 ссумматора арифметического устройства 18эквивалентный двоичный код измеряемойчастоты записывается в блоке 17 и регистрируется текущее время в момент последнего измерения цикла. После математической и логической обработки полученнойинформации результаты выдаются на печать, перфорацию, цифровую или текстовуюИзмерительно-вычислительное устройство для определения параметров быстроперемен. .ных и пульсирующих потоков жидкостей, со держащее датчики, соединенные с коммутатором, выход которого подключен к входу преобразователя напряжения в код, формирователь временных интервалов, пульт управления, арифметическое устройство, входы 20 которого соединены с выходами блока оперативной памяти и блока долговременной памяти входы которых соединены с выходами центрального устройства управления, блок ввода и вывода, отличающее с а тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно дополнительно содержит генератор опорных импульсов, делитель частоты, схему выдачи кодов а арифметическое устройство, регистр тек стовой индикации, счетчик измеряемых периодов, регистр коммутатора, схему приема кодов, схемы "И" местное устройство управления, блок текущего времени, выход индикацию .в соответствии с общим алгоритмом программы,Регистр 5 текстовой индикации обеспечивает высвечивание на пульте 6 управления текстовых пояснений, а регистр 13 цифровой индикации - вывод на цифровую индикацию пульта управления результатов замера. и номера контролируемого параметра потока. Предмет изобретения коммутатора через формирователь временньинтервалов и схему "И" подключен к входу счетчика измеряемых периодов, второйвход схемы И соединен с выходом местного устройства управления, выход счетчика измеряемых периодов подключен. квходу арифметического устройства черезвторую схему "И", второй вход которойподключен к выходу генератора опорных ц импульсов, выход арифметического устройства соединен с входом местного устройствауправления, выход которого соединен с входом счетчика измеряемых периодов, выходблока долговременной памяти подключенк центральному устройству управления, выход которого соединен с входом местногоустройства управления, выход местного уст, ройства управления соединен соответственно с входами преобразователя напряжения вкод, регистров цифровой и текстовой индикации и схемы выдачи кодов в арифметическое устройство, другие входы которойсоединены соответственно с выходами преобразователя напряжения в код, делителячастоты и блока текущего времени, входделителя частоты соединен с выходом .генератора опорных импульсов; выход схемы выдачи кодов в арифметическое устройство соединен с входом арифметическогоустройства, выход которого через схемуприема кодов соединен с входами регистроьцифровой и текстовой индикации, выходырегистров цифровой и текстовой индикациисоединены с входами пульта управления.482001 едакгоР Т, Рыбалова ФехРедрыбвлко КоРРектоРы: Заказ Я Уо ПодпнсиоСССР 11 редприятие ч 1 атент, Москва, Г.59, Бережковская наб.,11 П 11 П осударл венного комитпо делам изобретении Москва, 113035, Рау 624 Тираж а Совета Минис и открытий кая наб., 4