Устройство для линеаризации характеристик измерительных преобразователей

";-,:.,." - ". ЕНИЯ ДГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ-СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Государственное специальное конструкторское бюро теплофизического приборостроения(56) 1. Авторское свицетельство СССР698000, кл. С 06 Р 15/20, 1978.2. Авторское свицетельство СССРпо заявке3278083/18-24,кп, С, 06 Р 15/20 1981 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕАРИЗАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее блок вычитания и суммирования, два счетчика, делитель частоты,первый постоянный. запоминающий блок,коммутатор, первый и второй выхоцы которого соецинены соответственнос первым и вторым вхоцами блока вы,801037266 читания н суммирования, третий вхоц которого является информационным входом устройства, выхоц блока вычитания и суммирования соединен с вхоцом первого счетчика, первый выход которого соединен с информационным входом коммутатора, второй выход первого счетчика соецинен с входом целителя частоты, выхоц которого поцключен к входу второго счетчика, выход перво го постоянного запоминающего блока подключен к управляющему вхоцу комму татора,. старшие разряцы ацресного вхо-, ца первого постоянного запоминающего блока являются управляющим вхоцом - устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с иелью повышения точиос-Е ти, в него ввецен второй постоянный заломинаюший блок, адресный вход ко торого поцключен к выхоцу второго счетчика, выхоц поцключен к млацшим разрядам ацресного вхоца первого постоянного запоминающего блока.266 2циента целения вхоцных импульсов чиолу, соответствующему величине участка аппроксимации 2 1 .Нецоствтком цанного устройства яв ляется то,что разбиение может проиэвоциться только на равные участки ап проксимапии по вхоцному параметру нелинейного измерительного преобразо вателя, что снижает точность вычислений.Белью изобретения является повышение точности.Поставленная цель цостигается тем, что в устройство, соцержвщее блок вы читання и суммирования, цва счетчика, целитель частоты, первый постоянный запоминающий блок, коммутатор, первый и второй выхоцы которого соецинены соответственно с первым и вторым вхоцами блока вычитания и суммирования, третий вхоц которого является информв ционным вхоцом устройства, выхоц блока вычитания и суммировании соецннен с вхоцом первого счетчика, первый выкоц которого соецинен с информацнон ным вхоцом коммутатора, второй выхоц первого счетчика соецинен е вкоцом целителя частоты, выхоц которого поцк лючен к вкоцу второго счетчика, вы хоц первогопостоянного запоминающего блока поцключен к управляющему вхоцу коммутатора, старшие рвзряцы ацресного входа первого постоянного запоминающего блока явапотся управляк- щим вкоцом устройства, ввецен второй постоянный запоминающий блок, ацрео ный вхоц которого поцключен к выкоцу второго счетчика, а выхоц поцключен к млацшим раэряцам ацресного вхоца первого постоянного запоминаю щего блока.Нв фиг, 1 прецставлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема комму татора; на фиг, 3 - схема блока вычитания и суммирования; на фиг, 4 и 5 временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Линеаризация характеристик измерительных преобразователей выполняется ,путем реализации устройством переца точной функции, осуществляющей кусоч 50 но-линейную аппроксимацию функции, обратной исхоцной нелинейной характерно: тике. Устройство соцержит блок 1 вычитв ния и суммирования, счетчик 2, комму татор 3, целитель 4 частоты, счетчик 8, постоянные запоминающие блоки 6 и 7, циференпирующие элементы 8-12,элемен ты И 13-18,элемент ИЛИ 19,буферный усн литель 20,элементы И 21 и 22,триггеры 23 -1 25, элемент ИЛИ 26.Работа устройства заключается в реализации перецвточной функции, осуществляющей кусочно линейную вппрокснФ Разбиение на участки аппроксимации. осуществляется целителем частоты, цля которого устанавливается коэффициент целения, исхоця из равенства коэффн 1, 1037Изобретение относится к измеритель ной и вычислительной технике и прецнаэ начено цля использования в многоканаль нык измерительных системах с измеритель ными. преобразователями, имеющими раэ личные нелинейные перецаточные хараь теристики.Известно устройство цля линеариза ции характеристик измерительных преобразователей,соцержащее блок вычить , Ю ния и суммирования, цва счетчика, це" шифратор, целитель частоты, коммутирукь щую матрицу и блок выбора характериотик, состояший из наборного поля и переключателя Г 1 115Н ецостатком указанного устройства является невозможность" использования в нем разбиения на неравные участки аппроксимации лйнеаризуемык нелинейных карактеристик измерительных пре р 0 обрвзователей.Наиболее близким по технической. сущности к изобретению является устройство, которое соцержит блок вычитания и суммирования, цва счетчика, цели И тель частоты, постоянный запоминающий блок, коммутатор первый и второй вы хоцы которого соединены соетветст венно с первым и вторым вхоцвми блока вычитания и суммирования, третий З 0 вхоц которого является вкоцом устрой ства, выхоц блока вычитания и суммирования соецинен с вкоцом первого счет чика, первый выход которого соецинен с информационным вхоцом коммутатора, второй выхоц первого счетчика соединен с вхоцом целителя частоты, выхоц которого поцключен к вхоцу второго счеъ чика выхоц второго счетчика поцклю чен к млацшим разряцам ацресного вхоца постоянного запоминающего блока, выкоц которого подключен к управляю .:щему вхоцу коммутатора, старшие раэряцы адресного вкоцв постоянного зало минающего блока являются управляющим " вхоцом устройства.266 4послецовательности. КоммутвтоР 3 Ревлизует принцип построения цвоичногоумы о жителя.Работа блока 1 вычитания и сумми-.рования описана по временным цивгршФ-,мам (режим вычитанияфиг. 4 режиМсуммирования - фиг. 5).Перец началом работы устройства.необхоцимо установить триггер 23 в нулевое состояние. На третий вхоц блока 1, являющийся вхоцом устройства,поступает импульсная послецовательнооть.от преобразователя параметра в числоимпульсов, частота которой целится нацва триггера 2 5 и поступает черезэлемент ИЛИ 26 на выкоц блока 1. Припоступлении на первый вхоц блока 1импульса с первого выкоца коммутатора 3 триггер 24 устанавливается вециничное состояние, Логическая ециницв, поступающая на вхоц триггера 23с выхоцв триггера 24 разрешает переключение триггера 23 в ециничноесостояние,При этом уровень логического нуля,поступающий с инверсного выхоца триггера 23 на вхоц триггера 24, сбрасывает триггер 24 в нулевое состояние.Сформированный на инверсном выхоцетриггера 23 импульс в течение периоцв входной частоты запрещает прокожцение оцного импульса е третьего вхоца блока 1 через элемент И 21 на вкоц. триггера 25, Лвгический уровень навтором вхоце блока 1 вычитания и суммирования опрецепяет режим работы блока. Если нв втором вхоце логическийнуль (режим вычитания), то сформировавная на выхоце триггера 25 импульсная.послецовавательность через элементИЛИ 26 проходит на выход блока 1.Сформированная на входе блока 1 пооледоватепьность соответствует вычитаниюоцного импульса иэ вкоцной последовательности импульсов. Если на второмвходе блока 1 логическая ециница (режим суммирования), то сформированныйна прямом выхоце триггера 23 импульсразрешает прокожцение на выхоц эле-мента И 22 одного импульса входнойпосле цовательности, Сформированный таким образом импульс с выкоца элемента И 22 поступает нв вхоц элементв ИЛИ 26 и цобавляется к импульснойпослецовательности, сформированной навыхоце триггера 25. Полученная импульсная последовательность поступает навыхоц блока 1. При отсутствии импульсов на первом, вхоце блока 1 вычитв 3 1037 мащпо функции обратной линеариэуемой характеристике.На вхоц блока 1 вычитания и сумми рования от преобразователя параметр- число импульсов ( не показан) поступает послецовательность импульсов. В зависимости от коца, .поцанного на адресный вхоц постоянного запоминающего блока. 6, ф вв управляющий вхоц коммутатора поступаЪтоответствующий коц. Он разрешает про 10 хожцение соответствующего числа им пульсов, сформированных на выхоцвх счетчик.,2, нв входы блока 1 вычитания и суммирования. Это число импульсов цобавляется к послецовательности импульсов от преобразователя параметр- число импульсов или вычитается иэ нее на цанноучастке аппроксимации не. линейной характеристики. В результате на вхоц счетчика 2 поступает линеариэованная послецовательность импульсов. Разбиение на участки аппроксимации осуществляется целителем 4 частоты, счетчиком 5 и постоянным запоминающим блоком 7. Выбор коэффициента целения цля целителя 4, а также выборвыхоца счетчика 2, к которому поцключен целитель 4 частоты осуществленисхоця .из равенства коэффициента деления послецовательности вхоцных импульс сов числу, кратным которому является цлина каждого из участков аппроксиМации.Коммутатор 3 работает следующимобразом.На информационный выхоц коммута 35 .тора 3 поступают импульсы с выхоцов триггеров первого счетчика 2, По переходу триггеров счетчика 2 в ециничное состояние цифферендирующие элементы 8-12 вырабатывают. импульсы. 40 Прохожцение этих импульсов через элементы И 13 18 на вхоцы элемен. тв ИЛИ 19 и нв первый выхоц коммутатора 3 опрецеляется логическими уровнями на соответствующих управляю щих вхоцах коммутатора 3. При этом число,импульсов, которые проходят на первый выхоц коммутатора 3 за цикл счетчика 2,равно коцу, поступающему . на управляющий вхоц.коммутатора 3. 50Уровень сигнала, поступающего с буферного усилителя 20 на второй выхоц коммутатора З,опрецеляет будут ли выкоцные импульсы коммутотара 3 цобавляться к входной послецовательности импульсов 55 в блоке 1 вычитания и суммирования или .буцут запрещать прокожцение сооч- ветствующего числа импульсов вхоцной,коэфепиентом цпя слецующего участка,.аппроксимации,Для различных типов измерительныхпреобразователей при их испопьэованиив оцной многоканальной измерительнойсистеме могут потребоваться отпичвющиеся цруг - от друга по цпине отреэков разбиения нв участки аппроксимации.Дпя реализации более оцного разбиениящ, нв участки аппроксимации в оцном пиневризаторе необкоцимо управляющий вхоцустройства, соециненный со старшимивю разрядами ацресного вхоца первого постоянного запоминающего блока 6, соецянить цопопнитепьно со старшими рвэряцвми ацресного вхоца второго постоянного запоминающего блока 7 (показанопунктиром), при этом с, выхоцом счетчика 5 соециня 1 отся млацшие раэряцыацресиого входа постоянного запоминающего бнока 7. Коц, поступающий на старшие разряцы ацресного вхоцв постоянного запоминающего бпокв 7, опрецепяет выбираемый тип разбиения на учась 25 ки аппроксимации,Прецпагаемое устройство повышаетточность линеариэации нелинейныхперецаточных карактеристик измерительнык преобразователей.Характер передаточной характеристикиизмеритепьных преобразователей теплового потока позволяет использовать оцно и то же разбиение на участкиаппроксимации цля всек измерительныхпреобразоватепей теппового потока,35используемых в многоканальной измерительной системе. При этом испопьзуются инцивицувпьные коэффициенты пинеаризацни, цля кажцого измеритепьногоеобразоввтепя, что, в свою очерець,позволяет учесть отпичие перецаточныкхарактеристик иэмеритепьных преобразователей теплового потока друг от друга.Применение разбиения, оптимизирующего погрешность кусочно пинейной45,аппроксимации при зацанном чиспе участков вппроксимадии, позволяет повысить; точность лин,еаризации,3 1037266 6ния и суммироввйия независимо от уровня сигнала на втором вхоце бпока 1импупьсная поспецоватепьность, поступающая на третий вхоц, прокоцит черезэлемент И 21, цейится на цва на триРгере 28 и прохоцит на выкоц бпока 1через элемент ИЛИ 26.Постоянныф запоминающий блок 7включает К групп смежных ячеек памяти, Кажцая группа соответствует оцнофу участку аппроксимации и хранитв квжцой из своих ячеек мпацшие разряцы вцресв ячейки постоянного запомнищего бпока 6, кранящей коц чиспа импульсов, которое цобввпяется к вкоцнойпоспецовательности импульсов ипи вычитается нз нее нв данном участкеаппроксимации. Общее чиспо требуемыхячеек памяти постоянного запоминающего блока 7 равноН: И (1),Ггце М - число поспецоватепьных соотояний счетчика 4, соответствующее 1-му участку аппроксимацищК чиспо участков аппроксимации(групп ячеек постоянногозапоминающего блока 7).Общее число требуемых ячеек памятм постоянного запоминающего блока 6равно М К х Т (2) гце Т - чисполиневризуемых характеристик,Прецполагается, что К в выражении(2) равно целой степени цвух, в спучаенеравенства чиспв участков цепой степе .ни двух при вычислении обьема постоянного запоминающего бпокв 6 считается,что число участков равно минимапьнойстепени цвух, большей К.Переключение участков аппрокеимапиипроиэвоцится счетчиком 5, когца по коцуна выхоце счетчика 5 произвоцится выбор из ячеекпостоянного запоминающе1 го блока 7, соцержащик вцрес ячейкипостоянного запоминающего бпока 6 с.3ы д Юйрсаа Жчход триггера О Юхан иггера ддсКорректорА. П Рецактор О. Заказ 6012/81 Тираж 706 ВНИИПИ Госуцарственного комитета С по цепам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушскаи наб.