Устройство для линеаризации функций

( 54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕАРИЗАЦИИ ФУНКЦИЙ 1 ОИзобретение относится к вычислительной и преобразовательной технике н может быть использовано для вычисления функции линеаризации первичных измерительных преобразователей, для записи и воспроизведения электрических сигналов, характеризующих физические процессы в различных автоматизированных системах управления технологическими процессами. Известно устройство для дискретнойзаписи и воспроизвсдения функций,осуществляющее автоматическое вычисление угловых коэффициентов на участ. 1ках аппроксимируемой функции с неизвестной априорной информацией о ее виде, в котором подлежащий дискретной записи сигнал квантуется по уровню с постоянным шагом квантования, а вычисляемые угловые коэффициенты на каждом шагу квантования заносятся в блок памяти для дальнейшего использования при воспроизведении,функции 1,К недостаткам этого устройстваследует отнести низкую точность, атакже неполную адаптацию дискретнойзаписи функции входного сигнала, таккак величиной шага квантования необходимо задаваться до начала процесса записи,т.е. все-таки необходимы предварительные сведения о форме сигкала) и в процессе записи непредусмотрено изменение велинины шагаквантования в зависимости от скорости изменения сигнала, Заведомоеуменьшение величины шага квантования позволяет повысить точность преобразования, но приводит к получениюизбыточной информации на отдельюхучастках функциональной зависимости,что приводит к неоправданному умдичению оборудования,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому изобретениюявляется устройство, в котором выборучастков аппроксимации и вычисление, угловых коэффициентов на каждом из64307 5 10 Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее блок памяти, счетчик результата, генератор импульсов, переключатели, узел сравнения, цифроаналоговый преобразователь, причем выход устройсгва через первые замыкающие контакты первого и второго переключателя соединены с выходом счетчика результата, первый вход. Узла сравнения через вторые размыкающий и замыкающцй контакты первого перек"лючателя соединен соответственно с входами эталонной и измеряемой величины устройства, введены элемент И, формирователь опорного сигнала и блок разрешения записи причем первый и второй входы элемента И соединены соответственно с выходом генератора импульсов и выходом узла сравнения, второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с аналоговым выходом формирователя опорного сигнала, цифровой выход которого соединен с первым входом блока памяти и первым входом блока разрешения записи, выход которого соединен со вторым - входом блока памяти, выход и третий вход которого соединены соответственно с первым входом формирователя опорного сигнала и выходом сцетчика, вход которого через вторые размыкающий и замыкающий контакты второго переключателя соединен .соответственно со вторыми входами формирователя опорного сигнала, блока разрешения записи и с выходом элемента И, а через пер 55 На чертеже представлена блок"схе-.ма устройства.Схема устройства для линеаризацииФункций содержит первый входввода1 них осуществляется посредством срав кения текуших значений величина входного сигнала и специально формируемой ступенчатой функции с известнымугловым коэффициентом и при достижении разности более допустимой Фиксируют границы участков и их координаты, для чего в устройство включены аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи, блок памяти, генератор и делитель опорной частоты, сумматоры последовательного и параллельного счета, узлы сравнения и коммутации 2Недостатками .этого устройства являются сложность и ограниченные функциональные возможности (невозможность вычисления функции линеаризации без принятия специальных мер).Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства. 4вый размыкающий контакт второго переключателя - со входом"цифрового эквивалента измеряемоф величины" устройства, третий вход блока разрешения записи является входом" задания допустимой погрешности" устройства,Кроме того, блок разрешения записи содержит регистр, два сумматора и элемент задержки, причем первые входы первого и второго сумматоров объединены и являются первым входомблока, первый и второй входы регистра являются соответственно вторыми третьим входами блока, а выход соединен со вторыми входами первого и второго сумматоров, третьи входы которых через элемент задержки соединены с их выходами, которые являютсявыходом блока,Суть изобретения заключается в том,что на вход эталонной величины и насчетный вход счетчика аналого-цифрового преобразователя подают соответственно эталоны Х преобразуемой величины Х и соответствующие им цифровые эквиваленты. При этом уравновешиванне устройства, необходимость вкотором возникает в случае нелинейности 0=1(хз) первичного измерительногопреобразователя, осуществляют посредством изменения его опорного сигналаОсп. В этом случае нелинейность преобразуемой Функции О=Г(х ) на отдельЭных ее участках оценивается величинойотношения изменения опорного сигналасиИ р1 мф При Исстижаиии максиОП 6+4)мально допустимого значения которогов блоке памяти фиксируются координаты4 О ООп; Хучастков -Функция линеариэации,В режиме воспроизведения, рабочийрежим, на вход первичного измерительного преобразователя подают измеряе-мую величину Хи переводят устройст" .во в обычный режим, режим следящего уравновешивания, подключив счетныйвход счетчика к выходу генератора импульсов, при. этом значения коэффициентов преобразования на отдельных участках функции Й Г(х, 6 устанавливают изменением опорных сигналов, значениякоторых выбирают из блока памяти при соответствурцих значениях кодовна цифровом выходе счетчика.Появление-сигнала Ц на входе устройства вызывает разбаланс сигналовОХ) и ОыХна входах узла сравнения148, который у"траняется изменением кода в счетчике 11 от значения 4=0 5до М 1 =МХв 1 с коэффициентом преобраЯзования, определяемым значением опорного сигнала О. Если при достижепонии код 3 а в счетчике 11 значения, равного Й =М сигналы на входах узлаХ 91 фсравнения 8 не будут уравновешены,Ма именно, по прежнему О,д(ц 1 7 Овы(то из блока памяти 16 в блок формирования опорного сигнала 13 перепишется новый цифровой эквивалент Мопорного сигнала 0что означает,опфчто дальнейшее преобразование аналоговой величины ОХ 1 в предел М Э,1 "М будет осуществляется при опорномХУ 2.сигнале 14 Л Я 11ф 11 О 11 Йи т,д., тле, в устройствебудут после"вательно устанавливаться опорные сигы О 11 О Увеличение сигоп 3 Ъд 1 фоп 1"нала на выходе цифроаналогового преобразователя 12 происходит в соответствии с выражением(н0111 вь 1 х ы 1 ь .ц 1и йО Х 1 1 Х 2 1,1+1) Х 1 Хьр,1 ье рб в ).,и, начиная, с 1-ого этапа преобразования при О-ОХИ, устройство работа--ьыет в режиме следящего преобразования,реагируя на изменения во временифункции Х, Учитывая высок"е быстродействие счетно-решающих узлов вычислительной техники, на много превышающих быстродействия первичныхпреобразователей, временем нечувствительности устройства с моментаего включения до выхода в режим следящего уравновешивания можно пренебречь,1, Устройство для линеаризации. функций, содержащее блок памяти, счетчик результата, генератор импульсов, 1 О переключатели, узел сравнения, циф"роаналоговый преобразователь, причемвыход устройства. через первые замыкающие контакты первого и второгс переключаггля соединены с выходом счетчи ка результата, первый вход узла срав- .нения через вторые разм 1 кающий и замыкающий контакты гервого переключа теля соединен соответственно с входами эталонной и измеряемой величиныустройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностии упрощения, оно содержит элемент И,формирователь опорного сигнала иблок разрешения записи, причем первыйи второй входы элемента И соединены 5соответственно с выходом генератораимпульсов и выходом узла сравнения,второй вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, 30 вход которого соединен с аналоговымвыходом формирователя,опорного сигнала, цифровой выход которого соединенс первым входом блока памяти и первымвходом блока разрешения записи, выходкоторого соединен со вторым вхо - 35дом блока памяти, выход и третий входкоторого соединены соответственно спервым входом формирователя опорногосигнала и выходом счетчика, вход которого через втооые размыкающий и замыкающий контакты второго переключателя соединен соответственно со вторымивходами формирователя опорного сигнала, блока разрешения записи и с выходом элемента И а через первый разЭмыкающий контакт второго переключателя - со входом "цифрового эквивалентаизмеряемой величины" устройства, третий вход блока разрешения записи является входом "задания допустимойпогрешности" устройства. поп.1, о тчитем, что блок раздержит регистр, два нт задержки, припервого и второго иены и являются перпегвьм и второй Ь 2Устройствочающе есярешения записи ссумматора,и элемчем первые входысумматоров обьедивым входом блока Таким обрезом, устройство позвдляет па заданной максимально допустимой погрешности линеарнзацииК Е автоматически определить и в дальнейшем воспроизводить отптимальную функцию линеаризацию, что значительно упрощает построение линеаризации устройств, в автоматизированных системах управления, и, в конечном итопе, значительно расширяет область применения устройства.Конструкция устройства проста, для воспроизведения функции линеаризации в блоке памяти достаточно хранить лишь значения параметров участка линеариэации: значение М попорного сигнала и цифровой эквивалент М Х эталона Х измеряемой величины Х,ффФормула изобретениявходы регистра являются соответственно вторым и третьим входами блока,а выход соединен со вторыми входамипервого,и второго сумматоров, третьивходы которых через элемент задержкисоединены с их выходами, которые являются выходом блока. оставитель И. Хазоваехред М.Рейвес К тор Г актор М. Банд тник 7795/73 Тираж 748НИИПИ Государственного комитетапо делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская н Зак ПодписноеР, Проектна иал ент, г. Ужгор 864307 12Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССРВ 478333, кл. 0 06 Г 3/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССР9 742914, кл. 6 06 Г 3/00, 1977.