Устройство для формирования числового эквивалента измеряемого параметра

.Е.Ииш фровые частото973, с.35,ство СССР 3/10, 1976. РИИРОВАНИЯ ЧИСИЕРЯЕИОГО ПАРАотносится к иэмерии может быть испольГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗО(71) Казанский авиациТрудового Красного ЗнДружбы народов инСтитполева(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФО(57) Изобретениетельной технике зовано в цифровых устройствах для измерения периодов. Цель иэобретения - повышение точности измерений. Устройство содержит накопительный счетчик 1, счетчики 2 и 3, элемент 4 ИЛИ, элементы 5 и 6 И, триггер 7, логический блок 8, блок 9 памяти и блок 10 . управления. Введение в устройство счетчиков 2, 3, логического блока, блока управления, элемента ИЛИ, блока памяти и образование новых связей между элементами устройства обеспечит отсутствие изменений формируемого числового эквивалента измеряемого параметра при колебаниях измеряемого параметра в зависимости от его сред- ф него значения до 1/6-1/3 величины, -соответствующей весу младшего разряда. 2 табл., 4 нл.510 20 25 30 35 40 45 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь.зовано в цифровых устройствах дляизмерения периодов,Цель изобретения - повышение точности измерения.На фиг. 1 приведена Функциональнаясхема устройства для формированиячислового эквивалента измеряемогопараметра; на фиг.2 - ось значенийизмеряемого параметра и его числового,эквивалента; на фиг.3 - изменениепредельной амплитуды колебаний измеряемого параметра, до достижениякоторой отсутствуют колебания числового эквивалента; в зависимости отсреднего значения измеряемого параметра; на фиг.4 - временные диаграммы выходных сигналов блока управления,Устройство для формирования числового эквивалента измеряемого параметра содержит накопительный счетчик 1, первый 2 и второй 3 дополнительные ,счетчики, элемент ИЛИ 4, первый 5 и, второй 6 элементы И, триггер 7, логический блок 8, блок 9 памяти и блок 10 управления. Счетный вход накопительного счетчика 1 соединен с выходом первого дополнительного счетчика 2, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 4, первый и второй входы элемента ИЛИ 4 соединены с выходами элементов И 5 и 6. Первый и второй установочные входы триггера 7 соединены с выходами логического блока 8, первый и второй входы которого соединены с выходами разрядов второго дополнительного счетчика 3. С выходом триггера 7 сое. динен первый вход второго элемента И 6. Счетный вход второго дополнительного счетчика 3 соединен с выходом первого элементаИ 5 сигнальные входы блока 9 памяти соединены с выходами разрядов накопительного счетчика 1. Первый выход блока 10 управления соединен с установочными входами накопительного и первого дополнительного счетчиков 1 и 2, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока управления соединены,соответственно с установочным входом второго дополнительного счетчика 3, третьим входом логического . блока 8, первым входом первого элемента И 5, вторым входом второго зле мента И 6 и установочным входом блока 9 памяти, Первый вход блока 10 управления является первым входом 11 устройства, а второй вход первого элемента И 6 - вторым входом 12 устройства.Устройство для формирования числового эквивалента измеряемого параметра работает следующим образом.На вход 12 поступают импульсы, подсчет которых производится .в процессе Формирования числового эквивалента, а на вход 11 - импульсы, определякяцие продолжительность интервалов времени, за которые производится формирование числового эквивалента, т.е.периодами импульсов, поступающих на вход 12, производитсяквантование интервалов времени, информация о длительности которых поступает на вход 11. На время подсчета импульсов первый элемент И 5открыт сигналом с блока 10 управления (Фиг.4 а), а второй элемент И 6сигналом с блока 10 управления закрыт (Фи.4 б). Импульсы с входа 12поступают на счетные входы дополнительных счетчиков 2 и 3, а с выхода первого дополнительного счетчика 2 - на счетный вход накопительного счетчика 11. Коэффициент пересчета дополнительных счетчиков 2 и 3 принимается равным трем. После окончания квантуемого интервала времени, за котобурый производится формирование числового эквивалента измеряемого параметра в накопительном счетчике 1, сигналом с блока 10 управления задается импульс на вход элемента И 6 фиг.4 б). Если триггер 7 находится в единичном состоянии, то с выхода элемента И 6 поступает дополнительный импульс на счетный вход первого дополнительного счетчика 2. Если триггер 7 находится в нулевом состоянии, то дополнительный импульс на вход счетчика 2 не подается.При подаче на вход счетчика 2 дополнительного импульса могут иметь место две ситуации. Если до этого в счетчике 2 было зафиксировано число 2, то поступление дополнительного импульса на вход счетчика 2 приводит к переходу этого счетчика в нулевое состояние и подаче с его выхода на вход накопительного счетчика 1 дополнительного импульса. Поэтому к ранее сформированному в счетчике 1 числу прибавляется едини50 ца, т.е. происходит коррекция формируемого числового эквивалента измеряемого параметра. При других состояниях счетчика 2 этого не произойдет,Затем с блока 10 управления подаетсяимпульс на вход логического блока 8(фиг.4 в). При этом, если в дополнительном счетчике 3 зафиксированочисло О, с выхода логического блока8 подается сигнал на вход триггера 107, устанавливающий его в единичноесостояние. Если в дополнительномсчетчике 3 зафиксировано число 1, тос выхода логического блока 8 подается сигнал на установку триггера 7 в 15нулевое состояние. Если в дополнительном счетчике 3 зафиксированочисло 2, то сигнал с выхода логического блока 8 на переключение триггера 7 не поступит и триггер 7 сохранит прежнее состояние. Сигналами сустройства 10 управления число, зафиксированное в накопительном счетчике 1, заносится в блок 9 памяти(фиг.4 г), а затем накопительный счет- г 5 чик "1 и дополнительные счетчики 2 и3 устанавливаются в исходное состояние сигналами с выходов блока 10управления (фиг.4 д). Далее циклы . формирования числового эквивалентаизмеряемого параметра повторяются.Следовательно, если в текущем циклеизмерения в дополнительном счетчике2 зафиксировано число два, а в дополнительном счетчике 3 в предшествующем цикле измерения зафиксировано35число ноль или в предшествующем цикле измерения в дополнительном счетчике 3 зафиксировано число два, а до этого в нем фиксировалось числоноль, то к подсчитанному накопительным счетчиком 1 количеству импульсовдобавляется еще один. Таким образом,Формируемый числовой эквивалент зависит не только от значения измеряемого параметра в текущем цикле изме 45 рения, но и от его значения в у. предыдущем, а в некоторых случаях и в более ранних циклах измерения. На основании рассмотренного функционирования устройства для формирования числового эквивалента измеряемого параметра можно определить значения предельной амплитуды колебаний измеряемого параметра, до достижения которой формируемый числовой эквива 4лент носит стабильный характер. Приэтом используются обозначенияА - измеряемый параметр;Н - числовой эквивалент измеряемого параметра0 = Е Т = КА;- частота импульсов, поступающих на вход 12; - продолжительность ин-тервалов времени, информация о которых поступает на вход 11; - коэффициент пропорциональности между числовым эквивалентом измеряемого параметра и измеряемым параметром;среднее значение измеряемого параметра, относительно которого могут происходить его колебания;некоторые значения числового эквивалента, которые могут фиксиро. ваться счетчиком 1, исоответствующие случаи,когда в счетчиках 2 и3 фиксируется нулевоезначение;- значения измеряемогопараметра, которым соответствуют числовыеэквивалейты;- вес младшего разрядасчетчика 1 приращение измеряемого параметра, которому соответствует вес младшего разряда счетчика 1; вес разрядов счетчиков 2 и 313 приращение измеряемого параметра, которому соответствует вес разрядов счетчиков 2 и 3ЬА, - промежуточные числовые эквиваленты не фиксируемые счетчиком 11228033 бпараметр прежде, чем попасть в пределы, указанные в верхней строке. Остальные промежуточные числовыеэквиваленты определяются аналогичнымобразом. А;,А;г А 1 А, А; А,ф 1 1 иг- значения измеряемогопараметра, которым соответствуют промежуточ ные числовые эквиваленты с одинаковыми индексами. А А +ЬА = А - 2 ЬА1 1,1 -1 2 г уА =А +2 ьА=А-аАФ,г 1-ф гОстальные значения измеряемого параметра, которым соответствуют промежуточные числовые эквиваленты, определяются аналогичным образом, 20Используемые обозначения поясняются фиг.2. На фиг.2 совмещены ось значений измеряемого параметра и ось числовых эквивалентов.1 25Для фиксации ситуаций, при которых производится коррекция числового эквивалента, формируемого в накопительном счетчике 1, т.е.добавление в, этот счетчик единицы, составлена табл. 1. В табл. 1 записаны пределы, в30 которых может находиться значение измеряемого параметра во время предшествующего цикла измерения и пре-делы, в которых может находиться значение измеряемого параметра в те- З 5 кущем цикле измерения. Знак "+" обозначает, что при конкретной ситуации, определяемой таблицей, и сформированному в текущем цикле измерения числу в накопительном счетчике 1 добавляется единица. Значок "-" обозначает, что добавления единицы ие произво. дится. При простаиовке значков верхние границы в состав пределов не включены. Если в клетке проставле ны два значка, то при данной ситуации добавление единицы может произой-" ти, а может и не произойти. Это зависит от того, в каких пределах находилось значение измеряемого параметра до попадания в пределы, соогветствующие столбцам, Раскрытие этой неопределенности приведено в табл.2В табл.2 столбцы. табл1, включающйенеопределенность, представлены каждый в виде двух столбцов. Вверхуэтих столбцов занесены пределы, в которых может находиться измеряемый 15аАе А+ аАг Асри изменяется от аАг до 0,5 дАг.При А+ 0,5 дАгА А+ дА пре.дельная амплитуда колебаний 5Н =И., +аИг=;-2 аг; и Н +2 аы = И -абаз, 4-ц Ф-т г 1 На основании рассмотренного функционирования предлагаемого устройства можно определить зависимость предельной амплитуды колебаний ьА измеряемого параметра от среднего значения измеряемого параметра, до которой формируемый числовой эквивалент является устойчивым.ПРи ААА;+ 0,5 ЬАг пРедельная амплитуда колебаний ь Апр Аери изменяется от 0,5 ЬАг до дА .При А,+ аА д АсрА, + 1,5 дА предельная амплитуда колебаний ь Аи = А;+ 2 ЬАг- Асри изменяется от дАг до 0,5 аАг,При А+ 1 5 аАгАср А;+ 2 ьАгпредельная амплитуда колебаний аАо Ас А, - а Аи изменяется от 0,5 аАдо дАПри А,+ 2 аА А йА,+ 2,5 ЬА предельная амплитуда колебаний Ь Ав А+ Асри изменяется от ЬАг до 0,5 дАг.При А+ 2,5 ьА й А,р й А; предельная амплитуда колебаний Ав "Ас А 2 дАи изменяется от 0,5 дАг до аАг,При изменении А, в других пределах характер изменейия 6 А повторяется.На фиг.3 графически представлен характер изменения относительной предельной амплитуды колебаний по оси значений измеряемого параметра для предлагаемого устройства (сплошная линия) и известного устройства (пунктирная линия). Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает отсутствие изменений формируемого числового эквивалента измеряемого параметра при колебаниях измеряемого параметра в зависимости от его среднего значения до 1/6-1/3 величины, соответствующей.5Устройство для формирования числового эквивалента измеряемого параметра, содержащее накопительный счетчик, два элемента И и триггер, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью О повышения точности измерения, в него введены два дополнительных счетчика, логический блок, блок управления, элемент ИЛИ и блок памяти, причем счетный вход первого дополнительного 15 счетчика соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И и счетным входом второго дополнительного счетчика, а второй вход - с выходом вто рого элемента И, первый вход которого соединен с выходом триггера, пер 33 8вый и второй установочные входы которого соединены с выходами логического блока, первый и второй входы которого соединены с выходами разрядов второго дополнительного счетчика, первый выход блока управления - с установочными входами накопительного счетчика и первого дополнительного. счетчика, второй, третий, четвертый, пятый и шестой выходы блока памяти соединены соответственно с установочным входом второго дополнительного счетчика, третьим входом логического блока, первым входом первого элемента И, вторым входом второго элемента И и установочным входом блока памяти, сигнальные входы которого соединены с выходами разрядов накопительного счетчика, вход блока управления является первым входом устройства, а второй вход первого элемента И - вторым входом устройства.