Времяимпульсный преобразователь отношения величин

(54) ВРЕМЯИМПУЛЪ ОТНОШЕНИЯ ВЕЛИЧИ (57) Изобретениезованию аналогов может быть испол и вычислительной относится к прых величин в ко зовано в автоматик техни частно еСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Специальное проектно-констрторское и технологическое бюро ипогружному электрооборудованию дбурения скважин и добычи йефти Всоюзного научно-производственногобъединения "Потенциал"(56) Авторское свидетельство СССИ 306480, кл. Н 03 М 1(50, 1968,Авторское свидетельство СССРР 902251, кл. Н 03 М 1(50, 1979. ти в телеметрических системах для контроля параметров и газовых скважин в процессе их бурения. Изобретение позволяет повысить точность преобразования путем распределения величины отклонения эталонной величины Н от опорного значения М по всему диапазону определения преобразуемой величины. Выходы Фильтров 12 и 11 образуют шины эталонной и преобразуе- сЮ1325702 мой величин, Сигналы, присутствующие в шине эталонной величины, совместно с выходными сигналами блока управления 6 разрешают прохождение импульсов с генератора 3 через элемент И 5 на счетчик 4 эталонной величины, определяющий Д И = И - И, и блок деления 7, Сигналы с шины преобразуемой величины и блока 7 поступают на блок деления 8, далее на блок коррекции 9 и через элемент И 1 на счетчик 2 пре.образуемой величины. При нулевом сос.таянии разрядных выходов счетчика 4нуль-орган 12 запрещает прохождениеимпульсов от генератора 3 на входблока деления 8. Тем самым корректируется выходной результат преобразования в зависимости от отклоненияэталонной величины от опорного значения. 4 э.п. Ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к преобразованию аналоговых величин в код иможет быть использовано в автоматикеи вычислительной технике, в частности в телеметрических системах дляконтроля параметров нефтяных и газовых скважин в процессе их бурения.Цель изобретения - повышение точности преобразования.На фиг, 1 приведена структурнаясхема преобразователя; на фиг. 2электрическая схема преобразователя;на Фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства (номерБ соответствует номеру элемента.).5 вВремяимг 1 ульсный преобразовательотношения величин содержит элементИ 1, счетчик 2 преобразуемой величины, генератор 3 импульсов, счетчик 4эталонной величины, элемент И 5, блок6 управления, блоки 7 и 8 деления,блок 9 коррекции, блок 10 определениязнака, Фильтры 1 и 12 преобразуемойи эталонной величин,Блок 9 коррекции (фиг,2) содержитлинию 13 задержки, расширитель 14длительности импульсов, элемент 15,выполняющий функции НЕИЗИИ,а в блок 10 определения знакавходиттриггер 16 знака и нульорган 17, Блок 7 деления состоит иэ реверсивного счетчика 18и счетчика 19, элемента И 20 иэлемента ИЛИ 21, Блок 8 деления выполнен в виде операционного счетчика,Фильтры 11 и 12 преобразуемой и эталонной величин необходимы для выделения укаэанных параметров из разделенных во времени сигналов, присутствующих во входной шине. Выходы фильтров 12 и 11 образуют шины эталонной и преобразуемой величин. Сигналы, присутствующие в шинах эталонной и преобразуемой величин, соответственно, каждые в свой интервал времени или совместно с выходными сигналами блока 6 управления разрешают прохождение импульсов через элемент И 5 на счетчик 4 эталонной величины и блок 7 деления или поступают на блок 8 деления, устанавливая его предварительно в заданное состояние, и через элемент И 1 на счетчик 2 преобразуемой величины.Блок 6 управления, представляющийсобой триггер, счетным входом подключенный к шине эталонной величины, определяет порядок работы всего устройства в целом, сначала подключая к генератору 3 счетчик 4 эталонной величины, предварительно установив его в состояние Б (опорная величина), а впоследствии пересчитывая код, хра нившийся в счетчике 4 эталонной величины, в блок 7 деления, Выход нуль- органа 17 запрещает прохождение импульсов от генератора 3 на вход блока 8 при нулевом состоянии разрядных выходов счетчика 4. Триггер 16 знака изменяет свое состояние при переходе счетчика 4 через состояние логического нуля и определяет направление работы блока 9 коррекдии, подключая 35элементы ИЛИ элемента НЕИЛИИ 15.Счетчик 18, входящий в состав блока 7 деления, устанавливается в логическое состояние, соответствующее выходному коду эталонного счетчика 4, сигналом с выхода блока 6 управления и со своего выхода переноса, которыйтакже подключен к счетчику 19, который просчитывает число переходов счетчика 18 через нулевое состояние за время действия сигнала эталонной величины.Выходной код счетчика 19 по фронту сигнала преобразуемой величины переписывается в блок 8 деления, импульс с выхода переноса которого устанавли вает его в то же логическое состояние. Число импульсов на вводе переноса блока 8 деления соответствует отношению преобразуемой величины и числа, соответствующего выходному ко ду блока 7 деления.Устройство работает следующим образом.На входы фильтров 12 и 11 с входной шины поступают импульсы, разде- ц .ленные по времени и модулированные по длительности, которые соответствуют эталонной и преобразуемой величинам. Импульс эталонной величины по счетному входу изменяет состояние 25 блока 6 управления, определяя такты работы всего устройства. В первом такте блок 6 управления разрешает прохождение импульсов от генератора 3 через элемент И 5, на выходе кото- ЗО рого формируется импульсная последовательность, число импульсов которой соответствует численному значению эталонной величины, на счетный вход счетчика 4, который предварительно фронтом импульса с первого выхода блока 6 управления устанавливается в состояние М , а через триггер 15 знака ло входу управления переключается в режим вычитания, т,е. производится вычитание входного числа М.Если число импульсов. М, соответствующее эталонной величине и поступающее на счетный вход счетчика 4 эталонной величины, равно числу импуль сов М опорной величины, счетчик 4 по окончании сигнала эталонной величины устанавливается в нулевое состояние, Таким образом й М = М - М о = О,В этом случае при счете последо-. вательности импульсов, соответствующей преобразуемой величине, на выходе переноса блока 8 деления импульсы не возникают, так как его счетный вход закрыт сигналом с выхода нуль-органа 17, и на входах элемента НЕИЛИИ.15, связанных с выходом блока 8 деления и выходом расширителя 14 длительности импульсов, держится низкий потенциал.Триггер 16 знака, установленный в состояние логической единицы фронтом импульса с выхода блока 6 управления, остается в этом же состоянии, разрешая прохождение задержанных линией 13 задержки импульсов с генератора 3 на выход блока 9 коррекции только через нижнюю половину элемента НЕИЛИИ 5.С выхода блока 9 коррекции импульсы поступают на вход элемента И 1 и проходят через него на счетчик 2 преобразуемой величины за время воздействия на первый вход элемента И 1 сигнала преобразуемой величины. Таким образом, при М - Мо = А М = 0 в счетчик 2 преобразуемой величины поступают с генератора 3 все импульсы за время действия на первом входе элемента И 1 сигнала преобразуемой величины.Под воздействием внешних факторов длительность импульса, соответствующего эталонной величине, может изменяться, в результате чего число импульсов заполнения сигнала эталонной величины М также изменяется и становится отличным от М на величинугде М - число импульсов, соответствующее эталонной величине;М, - число импульсов, соответствующее опорной величине.При этом знак приращения ДМ зависит от соотношения величин М и М.Равномерно распределив й М на весь интервал эталонной величины, получают интервал коррекции и, т.е.МиилиМВ общем случае число и дробное,однако, если оперировать только целыми числами,и аМ+и, =ММ где и - остаток от деленияо лМпри условии, что и - целое число.Если М ( М , на разрядных выходах счетчика 4 по окончании действия сигнала этапонной величины устанавливается числоХ в двоичном коде, а триггер 16 определения знака не меняет своего исходного логического состояния.5 Если И ) И то счетчик ч после подсчета К, импульсов реверсируется, после чего на его выходах формируется число дМ, а триггер 16 определения знака меняет свое логическое состояние.Блоком 1 деления производится опеМрация деления -- 1 т.е. получениеДл 5 интервала коррекции и, с записью полученного результата в счетчик 19.При подсчете числа импульсов, соответствующего преобразуемой величине, блок 8 деления после поступления и импульсов с генератора 3 на его счетный вход обнуляется импульсом с.о своего выхода переноса и выдает сигнал управления блоку 9 коррекции, который в зависимости от логического 25 состояния триггера 16 знака в этот момент или формирует дополнительный импульс, который накладывается на выходную последовательность генератора 3 импульсов (при И ( И,), или 30 запрещает прохождение одного импульса этой же последоватепьности на вход элемента И 1 (при И ) Мо),Таким образом, в счетчике преобразуемой величины формируется код, про- ,. порциональный длительности преобразуемой величины и одновременно представляющий собой отношение преобразуемой и эталонной величин. Формула изобретения 1. Времяимпульсный преобразователь отношения величин, содержащий первый элемент И, выход которого соединен с входом счетчика преобразуемой величины, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, выход подключен к первому входу счетчика эталонной величины, второй вход соединен с первым выходом блока управления, о т л и ч а ю . щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования, в него введены фильтры эталонной и преобразуемой величин, два блока деления, блок определения знака и блок коррекции, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй 1325702 6вход которого объединен с первым входом первого блока деления и подключенчерез фильтр преобразуемой величинык входной шине, с которой соединенвход фильтра эталонной величины, выход которого подключенк входу блокауправления, третьему входу второгоэлемента И и первому входу второгоблока деления, второй вход которогосоединен с вторым выходом блока управления, третий вход - с выходомгенератора импульсов, четвертый вхоцобъединен с первым входом блока определения знака и соединен с выходомразрядов счетчика эталонной величины,выход переноса которого соединен свторым входом блока определения знака, первый выхоц которого подключенк второму входу первого блока деления, а второй и третий выход соответственно - к первым и вторым входамблока коррекции, третий вход которого объединен с третьим входом первого блока деления и подключен к выходу генератора импульсов, а четвертыйвход соединен с выходом первого блока деления, четвертый вход которогоподключен к выходу второго блока деления, третий вход блока определениязнака объединен с вторым входом счетчика эталонной величины и подключенк первому выходу блока управления, авторой выход блока определения знакасоединен с третьим входом счетчикаэталонной величины.2. Преобразователь по и. 1, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что блоккоррекции выполнен на линии задержки,расширителе длительности импульсов и40 элементе НЕИЛИИ, выход которогоявляется выходом блока, первый и второй вход являются соответственно первым и вторым входами блока, третий ичетвертый входы объединены и подключены к выходу линии задержки, входкоторой является третьим входом блока, пятый вход соединен с выходомрасширителя длительности импульсов,вход которого объединен с шестым входом элемента НЕИЛИИ и являетсячетвертым входом блока,3. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что блокопределения знака выполнен в виденуль-органа и триггера, первый и второй входы которого являются вторым итретьим входами блока соответственно,а первый к второй выходы являются соответственно вторым и третьим выхода7 13257 ми блока, а вход нуль-органа является первым входом блока, а выход его является первым выходом блока.4. Преобразователь по п, 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что блок управления выполнен на триггере, вход которого является входом блока, а прямой и инверсный выходы являются соответственно вторым и первым выходами блока. 105, Преобразователь по п.1, о т - личающий с я тем, что второй блок деления выполнен на элементах И, ИЛК, реверсивном счетчике и счетчике, счетный вход которого объединен с 15 02 8первым входом элемента ИЛИ и подключен к выходу переполнения реверсивного счетчика, а вход сброса объединенс первым входом элемента И, вторымвходом элемента ИЛИ и является вторымвходом блока, первый и третий входыкоторого являются соответственно вторым и третьим входами элемента И, выход которого подключен к вычитающемувходу реверсивного счетчика, установочный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а входы установкикодов являются четвертым входом блока, выходом которого являются выходысчетчика., ВНИИ одписно 113035,4 5 Производственно-полиграфическое предприятие, г,Ужгород, ул.Проектная,ндых.72ых. алых.З 6 ых.Ф 8 ыл,)о Игых.3 М 8 вх,д Йых.9 Ис Ма Вых Я И Ив Тираж 901Государственного комитет ам изобретений и открыти Москва, Ж, Раушская на