Устройство накопления и обработкиинформации

(22)Заявлено 08.08.77 (21) 2520392/18-10с присоединением заявки РЙ(51) М, Кд. (01 2 5/245 Гасударственный комитет по делам изооретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО НАКОПЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ где тс - толщина покрытия; ст - константа;Устройство накопления и обработки информации, например, к радиоизотопным толщиномерам покрытий, предназначено для накопления и обработки информации в цифровом виде в процессе измерений5 радиоизотопными, преимущественно переносными, приборами различного назначения. Особенностью таких приборов является,нелинейная зависимость между измеряемой величиной и результатом измерения.Известны устройства накопления и обработки информации, в которых имеет 15 ся линеаризация зависимости результатов измерения от измеряемой величины 11.Недостатком таких устройств является сравнительно узкий диапазон величин, в котором возможна линеаризация.Известны устройства накопления и обработки информации, обеспечивающие высокую точность обработки информации в цифровом вице 2,Однако они имеют достаточно сложную схему, не позволяющую использовать их в переносных приборах и простых приборах технологического контроля.Наиболее близким техническим реше- . нием к предлагаемому является устройство накопления и обработки информации, например, к рациоизотопным толщиномерам покрытий, содержащее накопительный счетчик, генератор импульсов, таймер, связанный с входным вентилем, блокирующий вентиль, а также цве пересчетные схемы 3.Отличительной особенностью описываемого устройства является возможность обработки накапливаемой в процессе измерений информации по формуле;схк: ъ + 0,5+ 0,53, (1)3- поток рассеянного излучения;- поток рассеянного излученияОдля слоя насышения,Результат измерения, полученный спомощью описанного регистратора, пропорционален измеряемой толщине покрытия с нелинейностью в конце диапазонаот 0 до 0,6 не хуже 3%.Недостатком данного устройства является сравнительно не высокое его быстроцействие, так как процесс накопления и обработки в нем результатов измерений осуществляется циклически. Так,например, в течение первого цикла набора импульсов в накопительном счетчике регистрируется число импульсов, пропорциональное только первому слагаемому выражения (1). При втором и третьемциклах, накапливаются в накопительномсчетчике импульсы, число которых пропорционально остальным слагаемым.Таким образом, полное время измерения равно:+ +иЭ 1 2 325где 6 Ф ,- длительности, соответственно первого, второго и третьего цикловизмерения.Следует поцчеркнуть, что для получения необходимой статистической погрешности измерения было бы аостаточно Времени набора. Следовательно, временные интервалы работы регистратора 6и Ь уже в данном случае не влияют навеличину статистической погрешности измерения, а являются просто необходимыми цля данной аппаратурной реализациивыражения (1). Цель изобретения - повышение быстро 40 действия обработки информации в рацио- изотопных толщиномерах покрытий при сохранении точности в широком диапазоне измерений и достаточной простоты схемы.Зто достигается тем, что в устройст 45 во ввецены многовходовая логическая схема ИЛИ, два формирователя импульсов, присоединенные к выходу входного вентиля, и триггер управления, каждый вход которого связан с одним из выходов пересчетных схем, при этом выход одного формирователя соединен непосредственно с входом схемы ИЛИ, выход второго формирователя - с другим входом схемы ИЛИ через блокирующий вентиль, управляющий вход которого связан с выкодом триггера управления и входом второй пересчетной схемы, счетный вход которой связан с генератором импульсов, при этом счетный вход первой пересчетной схемы присоединен к выходу входного вентиля, а выход схемы ИЛИ к входу накопительного счетчика.Конструктивное осуществление устройства прецставлено на чертежах.На фиг, 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы отдельных блоков, на фиг. 3 блок-схема одного из вариантов устройства.Устройство содержит датчик 1, входной вентиль 2, таймер 3, накопительный/счетчик 4, генератор 5,5 импульсов, триггер 6,6 управления, блокируюдий вентиль 7,7, два формирователя 8 и 9 импульсов, пересчетные схемы 10, 10, 11, 11 и многовхоаовую логическую схему ИЛИ 12.Устройство работает следующим образом.В исхоаном положении входной вентиль 2 и блокируюший вентиль 7 закрыты, а триггер 6 управления, счетчик 4 и пересчетная схема 10 находятся в нулевых состояниях.При наличии разрешаюшего сигнала таймера 3 через входной вентиль 2 начинают поступать импульсы с цатчика 1 со скоростью счета и (имп,/с), которые попадают одновременно на формирователи 8 и 9 ипересчетную схему 10. При этом формирователи 8 и 9 формируют по одному импульсу из каждого входного импульса по его фронтам (фиг. 2), а пересчетная схема 10 осуществляет непрерывный (в течение времени измерения Ти ) пересчет входных импульсов сиЬмкоэффициентом пересчета К , Б течение времени Тц происходит также накопление импульсов в накопительном счетчике 4, поступаюших с выхода формирователя 8, Сигнал с выхода перес- четной схемы 10 изменяет состояние триггера 6 управления, который дает разрешение на прохожаение импульсов с выхода формирователя 9 через вентиль 7 управления в накопительный счетчик 4, а также на заполнение пересчетной схемы 11 импульсами генератора 5 частотой 1 г, При этом прохожцение импульсов через вентиль 7 буает осуществляться только в течение времени Т, обусловленного набором импульсов в пересчетной схеме 11 и прекращается по его заполнении, так как в момент заполнения пересчетной схемы 11 изменяет свое состоТаким образом, в накопительном счетчике 4 за время Ти будет зарегистрировано всего И импульсов;- (.Выбор величин К ипроисходят, ис- ЗОходя из необходимого диапазона скоростного счета, Если и, - минимальнаяскорость счета, а п - максимальиоссК сная скорость счета, то"ЬаКС35Мин МинОбычно в большинстве случаев наличиевторого члена обеспечивает нужную точность. В самом деле, если реализуетсявыражение сх - у+ 0,5 у-(1 то нелинейность на конце диапазона измененияОХ от 0 до 0,4 составляет 2%. Оцнако в ряде случаев имеется необходимость проводить измерения в более широком диапазоне при сохранении или повышении точности. Эти требования можнолегко обеспечить путем простого наращивания схемы еще одной группой элементов 5, 6, 7, 9, 10 и 11 (фиг, 3),В этом случае точность увеличивает ося за счет учета третьего члена ьяааразложения (1),При этом выход блокирующего вентиля 7 (фиг. 3) соединен со свободнымвходом схемы ИЛИ, а вход формирователя 9 импульсов с выходом формирователя 8 импульсов основного устройства,а вход пересчетной схемы 10 с выходомблокирующего вентиля 7 устройства. 5янис триггс.р 6 управления (возвращается в исходное нулевое состояние), который закрывает вентиль 7 и сбрасывает пересчетную схему 11 в нулевое состояние, в котором она находится до момента заполнения пересчетной схемы 1 О.За время Ти в накопительном счетчике 4 буает накоплено Й импульсов, поступивших с выхода формирователя 8иЗ.За время Т Ъпересчетная схема 10иЗмизменит состояние триггера управления ть раз: ЯпТин, .Ъ=и в накопительный счетчик 4 цополниР тельно поступит в отрезки времени через блокирующий вентиль 7 (где с"- время заполнения второй пересчетной схемы) с импульсов,Тогаа в течение времени Т пересчетная схема 10 в дополнительнои группе при заполнении произведет переключения триггера управления, вхоцящего вгруппу, т раз:М 1 и лПри этом дополнительно в накопительный счетчик поступит через блокирующий1 О вентиль 7 й импульсов,ИЬсссс 73 ККгде - время заполнения второйпересчетной схемы в дополнительной15 группе.Следовательно, в накопительном счетчике в этом случае за время Т будетиьм.накоплено М импульсовЙ - Я+с +сс + -+ Ь Тък / ИИмеется принципиальная возможность путем наращивания схемы цополнительнотретьей, четвертой и т, ц. группой элементов 5, 6, 7, 9, 10 и 11 учитывать4-й, 5-й и т, д, члены ряда разложения,(ак видно из изложенного, в предлагаемом устройстве повышение точности неприводит. к потере быстродействия устройства. Вто же время данное устройст-.во обеспечивает максимально возможное быстродействие, обусловленное набором числа импульсов, необходимогодля получения заданной статистическойпогрешности.Таким образом, преимушеством преалагаемого устройства является отсутствие необхоцимости затраты времени наобработку результата измерения, так какобработка результата происходит непосредственно в процессе набора импульсов,число которых определяется только требованиями статистики,Это преимусцество особенно сильнопроявляется при измерении толщины покрытия в условиях производства на потоке,гае необхоцимо применять переносныеприборы для измерения тол.пины покрытийна месте изготовления крупногабаритныхдеталей, и при этом результат измеренияаолжен быть получен непосредственно безприменения цополнительных вычислительных устройств.Другим преимуществом является такжевозможность получения линейной зависимости межцу измеряемой величиной и результатом ее измерения рааиоизотопнымприбором, что позволяет градуироватьприбор непосредственно в единицах измеряемой величины и отказаться о 1 пес трое7 6ния градуировочного графика, Указаннаялинейная зависимость дает возможностьпри градуировке использовать минимальное число эталонов - три ( для начала,середины и конца диапазона измерения),что также является преимуществом передсушествующими устройствами.Предлагаемое устройство может бытьреализовано с помошью серийно выпускаемых интегральных схем средней и большой степени интеграции. Стоимостьтакого устройства при использованииинтегральных схем, например, серии176 будет составлять 100-200 руб,Экономический эффект от примененияпредлагаемого устройства в толщиномерахпокрытий получается за счет экономиивремени измерения; что повышает производительность труда в 1,5-2 раза.Данное устройство может применятьсяне только при измерении толщины покрытий, но и в других случаях, когда применяется радиоизотопный метод измерения, например при измерении толщины,плотности, при анализе состава,фо рмулаизобретенияУстройство накопления и обработки информации, например, к радиоизотопным толщиномерам покрытий, содержащее накопительный счетчик, генератор импульсовтаймер, связанный с входным вен 3тилем, блокирующим вентиль, а также две пересчетные схемы, о т л и ч а ю 7910.щ е е с. я тем, что, с целью повышениябыстродействия обработки информации, внего введены многовходовая логическаясхема ИЛИ, два формирователя импульсов, присоединенные к выходу входноговентиля, и триггер управления, каждыйвхоц которого связан с одним из выходов пересчетных схем, при этом выхододного формирователя соединен непосред 10 ственно с входом схемы ЦЛИ, выход второго формирователя - с другим входомсхемы ИЛИ через блокирующий вентиль,управляющий вход которого связан с выходом триггера управления и входом вто 15 рой пересчетной схемы, счетный входкоторой связан с генератором импульсов, при этом счетный вход первой пересчетной схемы присоединен к выходу входного вентиля, а выход схемы ИЛИ кщ входу накопительного счетчика.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Коколевский В. И, и др. Способлинеаризации градуировочной кривой цляд абсорбционных методов анализа и еготехническая реализация, Сб, "Радиоционная техника". М., Атомиздат, 1974,вып. 10, с.196,2. Курочкин С. С. и др. СпециализиЗО рованные устройства цифрового накопленияи обработки информации, Сб, "Ядерноеприборостроение,", М., Атомизцат, 1974,вып. 26, с, 127.3, Авторское свицетельство СССР687910 Фиг,ормиройтелю д;орииро 5 ателя В,г.Г ременные диаграммы раоа - бходной импульс;о - импульс иа быхооде ро - импульс на оыходе рфи ты рориирооателЗаказ 709/75 Тираж 713 ВНИИИИ Государственно по делам изобретений и 035, Москва, Ж-З 8, РаувПодпи комитет открытийская наб., ц. 4/5 филиал ПИЛ "Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель А, АстаховРедактор Л. Пнсьман Техред М.Петко Корректор Н. Швыдк