Измерительная система

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскиСоциалистическиРеспублик(22) Заявлеио 09,03. 81 (21) 3258195/18-21 РЦМ,Кд,с присоединением заявки Но Н 03 К 13/02 Гоеударствеиннй комитет СССР по делам изобретений н открнтнйДата опубликования описания 15,02.83 72) Авторыизобретения В.Н. Судариков и Ю.А. 73) Заявитель Ея:.(54 ) ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА анной измерит неполное искл замеров,ата оизведения по ия форьи изме ак .время выпо еров неиэвест льнойчениеже нереяемонео,Недост системю я числа иэб , воэможнос эультатам го сигнал ния отдел тками вляются ыт очныхь восп измеретак ных за Изобретение относится к экспери= ментальной ядерной,физике и может быть использовано в информационно- измерительных системах при изучении механизмов протекания термоядерных реакций.Известна измерительная система, содержащая аналого-цифровой преобразователь, включающий в себя входной усилитель и измерительныйблок, и устройство для его управления, осуществляющее измерение интервалов между замерами в зависимости от величины первой производной измеряемого, сигнала. Такое устройство позволяет сократить объем избыточной информации, передаваемой во внешнее запоминающее .устройство измерительным блоком аналого-цифрового преобразователя эа счет уменьшения числа за.- меров, когда входная величина меня- . ется недостаточно 1. Известна измерительная система, содержащая аналого-цифровой преобра зователь, вход которого. соединен с входной шиной устройства. Разрядные выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с входами устройСтва сравнения, выход управления и разрядные выходы которого. соединены. соответственно "принятая выборка даниыхф) с входами адреса и записи и с первой группой информационных входов. запоминающего устройства, вторая группа информационных входов которого соединена с разрядными выхо- дами счетчика адреса (САК), Выходы адреса запоминающего устройства сое.динены с входами устройства обнаружения запоминания памяти. Выход блока управления приемом данных соединен с входом управления устройства сравнения, вход синхронизации которо го соединен с выходом синхронизатора и с входом счетчика адресов каналов ("синхронизация выборок" ).Вход синхронизатора и вход управления аналого-цифрового преобразова- . теля соединены с выходом генератора, Такое устройство с помощью устройст ва сравнения исключает повторяющиеся кодт, последовательно поступаю 997245щие с выхода аналого-цифрового преобразователя, и записывает в запоминающее устройство только значащиевыборки вместе с их временной координатой, поступающей с выхода счетчика адресов каналов,Требуемое быстродействие всехэлементов устройства определяетсятактовой частотой, вырабатываемойгенератором, а объем запоминающегоустройства - числом фиксируемых внем эа один цикл измерения значащих выборок, причем при высокой тактовой частоте, необходимой для обеспечения требуемой точности измеренияформы сигнала, большую часть обменапамяти занимает адресная координатавыборки 23.Недостатком известной измерительной системы является ее низкая надежность, поскольку для обеспечениявысокой точности измерений она требует быстродейстнующего многозарядного запоминающего устройства большого объема.Цель изобретения - повышение надежности измерительной системы. 25Поставленная цель достигаетсятем, что в измерительную систему,содержащую аналого-цифровой преобразователь, разрядные выходы которогочерез блок сравнения соединены с 30первой группой информационных входовпервого запоминающего устройства,входы записи и адреса которого соединены с выходом управления блокасраннения, вход управления котоРого 35соединен с выходом блока управления приемом данных, вход управленияаналого-цифрового преобразователясоединен с выходом генератора и свходом синхронизатора, ныход котоРого соединен с входом синхронизацииблока сравнения и с входом счетчикаадреса, группа младших разрядовкоторого соединена с второй группойинформационных входов первого запоминающего устройства, выходы адреса 45которого соединены с входами первогоустройства обнаружения заполненияпамяти, а первая и вторая группы выходов гервого запоминающего устройст -ва соединены соответственно с первой и второй группами выходных щин,введены второе запоминающее устройство, второе устройство обнаружениязаполнения памяти, триггер, элементИЛИ, два элемента задержки и три 55формирователя, причем выход старшего разряда группы, младших разрядовсчетчика адреса через первый формиоонатель соединен с первым входомтриггера и с входом первого элемента задержки, выход которого черезвторой формирователь соединен с входом записи второго запоминающего устройства, информационные входы кото"рого соединены с выходами группы старших разрядов счетчика адреса, а выходы - с входами второго устройства обнаружения заполнения памяти, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого устройства обнаружения заполнения памяти, выход - с входом блока управления приемом данных, выход управления блока сравнения через второй элемент задержки соединен с вторым входом триггера, выход которого сое динен с дополнительным информационным входом первого запоминающего устройства и через третий формирователь с входом адреса второго запоминающего устройства, выходы которого соединены с третьей группой ныходных шин и с дополнительной выходной шиной устройства, при этом дополнительный выход первого запоминающего устройства соединен с дополнительной выходной шиной.На фиг. 1 представлена структурная схема измерительной система, на фиг. 2 - временные графики, поясняющие ее работу.Измерительная система содержит аналого-цифровой преобразователь 1, входную шину 2, блок 3 сравнения, ин формационные входы 4, первое запоминающее устройство 5, нход записи б, вход адреса 7, выход управления 8 элемент 9 задержки, триггер 10, вход упранления 11, генератор 12, син - хронизатор 13, вход синхронизации 14, счетчик 15 адреса, группу 16 младших разрядов, информационные входы 17, первый формирователь 18, элемент задержки 19, второй формирователь 20, вход записи 21, второе запоминающее устройство 22, третий формирователь 23, дополнительный информационный вход 24, выходы адреса 25, первое устройстно 26 обнаружения заполнения памяти, элемент ИЛИ 27, вход адреса 28,.выход адреса 29, второе устройство 30 обнаружения заполнения памяти, блок 31 управления приемом данных, вход управления 32, группу 33 старших разрядов, информационные входы 34, группу выходов 35, группы выходов 36 и 37, дополнительный выход 38, группу выходных шин 39 - 41, дополнительную выходную шину 42.При этом вход аналого-цифрового преобразователя 1 соединен с входной шиной 2, а разрядные выходы с входами блока 3 сравнения, выходы которого соединены с группой информационных входов 4 запоминающего устройства 5, вход записи б и вход адреса 7 которого соединены с выходом управления 8 блока 3 сравнения и через элемент 9 задержки с вторым входом триггера 10. Вход управления 11 аналого-цифрового преобразователя 1соединен с выходом генератора 12 ис входом синхронизатора 13,.выход которого соединен с входом синхронизации 14 блока 3 сравнения и с входом счетчика 15 адреса. Группа 16мпадших разрядов счетчика 15 адреса соединена с группой информационных входов 17 запоминающего устройства 5. Выход старшего разряда группы 16 через формирователь 18 соединен с первым входом триггера 10 и 10с входом элемента задержки 19, выход которого через Формирователь 20соединен с входом записи 21 запоминающего устройства 22. Выход триггера 10 соединен с входом Формирователя 23 и с дополнительным информационным входом 24 запоминающего устройства 5, выходы адреса 25 которогосоединены с входами устройства 26обнаружения заполнения памяти, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 27. Выход Формирователя 23 соединен с входом адреса28 запоминающего устройства 22, выходы адреса 29 которого соединеныс входами устройства 30 обнаружениязаполнения памяти, выход которогосоединен с первым входом элементаИЛИ 27, Выход элемента ИЛИ 27 соединен с входом блока 31 управленияприемом данных, выход которого соединен с входом управления 32 блока3 сравнения. Группа старших разрядон 33 счетчика 15 адреса соединенас информационными входами 34 запоминающего устройства 22. Группа выходов 35 запоминающего устройства 5,соответствующая группе входов 4,группа выходов 36 запоминающегоустройства 5, соответствующая группевходов 17, группа выходов 37 запоминающего устройства 22 и дополнительный выход 38 запоминающего устройства 5, соответствующий дополнительному информационному входу 24,соединена соответственно с группами выходных шин 39 - 41 и с дополнительной выходной шиной 42.Измерительная система работаетследующим образом,Перед началом измерения по внешней команде, поступающей на блок 31управления приемом данных, последний с помощью входа управления 32блокирует работу блока 3 сравнения.Эапоминающие устройства 5 и 22 устанавливаются внешними сигналами висходные состояния и переводятсяв режим записи.По внешней команде, поступающей.на блок 31 управления приемом данных, последний с помощью входа управления 32 разблокирует работу блока 3 сравнения и переводит измерительную систему в режим измерения.В режиме измерения входной сигналпоступает через входную шину 2 на 65 вход аналого-цифрового преобразователя 1, В момент прихода импульса свыхода генератора 12 на вход управления 11 аналого-цифрового преобразователя 1 последний выдает зарегйстрированный им код величины входногосигнала на вход блока 3 сравнения.Импульсы генератора 12, пройдя через синхронизатор 13, осуществляющийих временную трансформацию, поступает на вход счетчика 15 адреса, увеличивая всякий раз .его состояния наединицу, и на вход синхронизации 1 А,синхронизируя прием кода с аналогоцифрового преобразователя 1 блока 3сравнения. Если код, полученный вданный момент времени блоком 3 сравнения, отличается от полученного имранее, что соответствует появлениюзначащей выборки, блок 3 сравненияпередает значащий код на группу информационных входов 4 запоминающегоустройства 5, на группу информационных входон 17 которого поступаетинформация с группы младших раэрядон 16 счетчика 15 адреса, Вместе стем на ныходе управления 8 блока 3сравнения вырабатывается импульс, поступающий на вход адреса 7 запоминающего устройства 5, изменяющий внем адрес, а также поступающий наего вход записи 6 и осуществляющийзапись н запоминающее устройство 5по новому адресу величины сигнала сгруппы информационных входов 4 имладшую часть ее временного адреса сгруппы информационных входов 17, Одновременно с дополнительного информационного входа 24 в дополнительныйразряд запоминающего устройстна 5записывается состояние триггера 10.С выхода 8 блока 3 сравнения импульспоступает через элемент 9 задержкина вход триггера 10, устанавливаяего в нулевое состояние после записиинформации в запоминающее устройство 5..При переполнении группы младших разрядов 16 счетчика адреса 15, от старшего разряда этой группы срабатывает формирователь 18, Импульс Формирователя 18 устанавливает триггер 10 в состояние "1". При этом срабатывает формирователь 23, импульс которого поступает на вход адреса 28 запоминающего устройства 22 и устанавливает в нем новый адрес. Через время, определяемое элементом задержки 19, и необходимое для установки адреса, запускается формирователь 20. Импульс формирователя 20 поступает на вход записи 21 запоминающего устройства 22, осуществляя запись по установленному в нем адресу состояния группы старших разрядов 33 счетчика 15.адреса, поступающего на информационные входы 34.В дальнейшем при отсутствии значащих выборок и импульсов на выходеуправления 8 устройства 3 сравненияпо мере появления перепопнений группы младших разрядов 16 счетчика 15адреса. срабатывает Формнрователь. 518, импульс которого.подтверждаетединичное состояние триггера 10 и,пройдя элемент задержки 19 и формирователь 20, поступает на вход эапичси 21 запоминающегоустройства 22. 10При этом в,запоминающее устройство22 всякий раэ по одному и тому,жеадресу, последовательно замещая другдруга, записывается .состояние группы старших разрядов 33 счетчика 15адреса,При появлении значащей. выборки навыходе управления 8 блока 3 сравнения появляется импульс, осуществляющий запись величины сигнала. и младшей части адреса в запоминающееустройство 5. По,дополнительному информационному входу. 24 при этомзаписывается "1". Пройдя элемент 9задержки, импульс с выхода управления 8 блока 3 сравнения после окончания записи в запоминающее устройство 5 срабатывает триггер 10 в нулевое состояние.В случае, когда за время междудвумя. последовательными значащими. выборками переполнения группы млад.ших разрядов 16 счетчика 15 адресане происходит, информация записывается только в запоминающее устройство 5, причем с дополнительного информационного входа 24 записывает ся ц 0 дТаким образом, срабатывание формирователя 18 и запись информации взапоминающее устройство 22 производится периодически при каждом переполнении группы младаих разрядов 16 счетчика .15 адресов, причем изменениеадреса, предшествующее записи, производится только в случае, когда переполнению группы 16 младших разрядов предшествовало появление значащей выборки, записываемой в запоминающее устройство 5,Адрес по которому производится.запись информации в запоминающее устройство 5 с выхода адреса 25, поступает в устройство 26 обнаружения эаполнения памяти, Адрес, по которому производится запись в запоминаю 55щее устройство 22,с выхода адреса29 поступает в устройство обнаружения заполнения памяти 30, При заполненни одного из запоминающих устройств 5, 22 сигнал с выхода устройства заполнения памяти 26 или 30 60через элемент ИЛИ 27 поступает навход блока 31 управления приемомданных, который через вход управления 32 блокирует работу блока 3сравнения и прекращает процесс изме рения. Внешняя команда, поступающая на блок управления приемом данных 31, подтверждает блокировку блока 3 сраВ- нения, после чего запоминающие устройства 5 и 22 переводятся висходные состояния и устанавливаются в режим считыванияСчитывание. информации производится следующим образом.Информация, считанная по первому адресу запоминающего устройства 5 с группы выходных шин 39, соответст - вует первому значению величины измеряемого сигнала А, Информация, считанная по этому же,адресу с группы выходнйх шин 40;, соответствует младшим разрядам временного адреса. Если с дополнительной выходной шины 42 при этом считан."0", то старшие разряды временного адреса берутся из предыдущего считывания при считывании первой. выборки принимаются равными нулю). Если с дополнительной выходной шины считана "1", то старшие разряды временного адреса данной значащей выборки считываются с выходных шин 41 по.первому адресу запоминающего устройства 22. Затем адрес в запоминающем устройст ве 5 увеличивается на 1, а если производилось считывание информации с выходных шин 41, то увеличивается и адрес в запоминающем устройстве 22. Аналогичным образом производится считывание информации из запоминающих устройств 5 и 22 до извлечения всех значащих выборок,. количество которых ограничивается объемом запоминающих устройств 5 и 22.Временная диаграмма, иллюстрирующая работу устройства, в режиме измерения приведена на фиг. 2 (43-56), где 43 - измеряемый входной сигнал, поступающий на входную шину 2; 44 поступление по внешней команде с блока управления. приемом данных 31 на вход управления 32 блока 3 сравнения разрешающего сигнала, начинающего процесс измерения; 45 - моменты поступлення синхроимпульсов с выхода генератора 12 и появления кодов на выходах аналого-цифрового преобразователя 1; 46 - изменение младших разрядов 16 счетчика 15 адреса для случая, когда группа 16 содержит два разряда (величина необходимой зад".Ржки относительно импульсов генератора 12.обеспечивается синхронизатором 13); 47 - изменение старших разрядов 33.счетчика адреса 15;48 - импульсы формирователя 18, срабатывающего при каждом переполнении младших разрядов 16 счетчика 15 адреса, 49 - изменение состояния дополнительного информационного входа 24 запоминающего устройства 5 и триггера 10, устанавливающегося в единичное состояние при каждом переполненииИсточники информации,.принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 451188, кл, Н 03 К 13/02, 19752. Воздушно-космическая телеметрия, Перевод с англ, под ред. Трофимова К.Н 1968, Воениздат, с, 200- 206, рис. 4, 17 (прототип). 60Формула изобретенияИзмерительная си стема, содержащая аналого-цифровой преобразователь, разрядные выходы которого через блок сравнения соединены с первой групмладших разрядов 16 счетчика 15 ад- пой информационных входов первогоеса и устанавливающегося в нулевое . запоминающего устройства, входы заресасостояние при появлении значащей вы- писи и адреса которого соедсое инены сборки, 50 - моменты появления эна- выходом управления блока .сравнения,чащих выборок и импульсов на выходе вход управления которого соединенуправления 8 устройства 3 сравнения, 5 с выходом блока управления приемом51 - некие адреса в запоминаю- данных, вход управления аналого-цифро.- измеинеи с выустройстве 5 происходящее при вого преобразователя соединкаждой значащей выборке," 52 - момен- ходом генератора и с входом хрсин оты записи информации в запоминающее ниэатора, выход которого соеди,ен сустройство 5; 53 - сигнал, поступаю- )О входом синхронизации блока сравнениящий с выхода элемента 9 задержки, и с входом счетчика адреса, группа54 - импульсы формирователя 23, сра- младших разрядов которого соединенабатывающего при переходе триггера 10 с второй группой информационных вхо"в единичное состояние, 55 - измене- дов первого запоминающего устройства,ние адреса в запоминающем устройст выходы адреса которого соединены с22 п оисходящее под действием им- входами первого устройства обнаружения заполнения памяти, а п ре ваяименты записи информации в запоминаю- вторая группы выходов первого запоминающего устройства соединены соКак следует из эпюр фиг. 2, за- ответственно с первой ив р . Рутоой г и 20пись информации в запоминающее уст- пами выходных шин, о т лтли ч аюойство 22 происходит в детермениро- щ а я с я тем, что, с целью повыванные моменты времени независимо щения надежности, введены второе заот статического характера появления поминающее устройство, второе устройзначащих вы ороборок с блока 3 сравне- ство обнаружения заполнения памяти,25И И ва элементания, причем период записи с состав- триггер, элемент Л, два элеляет задержки и три формирователя, причем211 выход старшего разряда группы младс =ших разрядов счетчика адреса через2 г. Гпервый формирователь соединен с пери ы мл 0 вым входом триггера и с входом перлемента з держки вод коресов каналовдинен с входом записи второго эапомичастота генератора 12.ст ойства информационныеТакое соотношение позволяет исинаее стройство 35 ходы которого соединены с выходамипользовать запом ющ , увхо кг ппы старших разрядов счетчика ад 22 с 2 раз меньшем быстродействием группы старреса, а выходы - с входами второгочем запоминающее устройство 5ю его ст ой- устро ства ой обнаружения заполненияЧисло слов запомина щ у рпамяти д торого соединен с перства , с учет22 с четом статистического памяти, выход которого со40 вым входом элемента ИЛИ, второй входхарактера и уост пления значащих вибо- второго соединен с выходом первогорок, может быть ме ьеньше числа слов за- коустройства обнаружения заполненияпоминающего устройства 5.памяти, выход - с входом блока управИспользование второго запоминаюления п иемом данных, выход управлещего устройства,т выполненного нания блока сравнения через второйле ия прэлементах, быст одействие которых 45рэлемент задержки соединен с вторымв 2 раз меньше б с родейств яментов известной иэм рэ е ительной сисинен с дополнительным информационтеью, второго уст ого стройства обнаружения динен с допным входом первого запоминающего устзаполнения памяти,триггера, схемый через третий ФормировательИЛИ, двух элементов задер р 50жки и т ех ро ства и чееса второго запоминающелей в их связи с извест- с входом адреса второго иФормирователе в их яго устройства выходы которого соеными блоками сущ ественно повышает нанены с третьей группой выходныхдежность за счет того, рчто и едлагае- диншин, при этом дополнительный выходмая измерительная система позволяет отказаться от выпос дополнительной выходной шиобъема памяти на элементах с высоким динен с допобыстродействием, а также эа счет уменой.ньшения суммарного объема памяти.997245 г У ЮР Ю б Г д 1 2 Р 4 едак Тираж ПИ Государст о делам изобМосква, ЖЗаказ 958/77ВН одпис но 934 енног етени 5, Ра комитета СССРи открытийскал наб., д,4/ 303 иал ППП "Патент", г. Ужгор ная,ИЦ50 Р 1 д Ю Р ФВ4,9 Составитель А, КузнецовДичинская Техред М.Гергель Корректор В. Прохне