Устройство для приема информации Советский патент 1983 года по МПК G08C19/28 

нен с входом первого элемента задержки и вторым входом первого регистра, вход второго элемента зал1|ржки и второй вход второго регистра являются четвертым входом компаратора, первый и второй входы которого соединены соответственно с третьими входами первого и второго триггеров и третьим входом второго регистра.

1. УСТЮЙСТВО ДЛЯ ПРИЕМА ИН.ФОРМАЦИИ, содержащее датчики сигналов, выходы которых подключены к информавдонньш входам коммутатора, выход которого подклю -. чен к первому входу аналого-цифрового пре. образователя, программно-временной блок, первые выходы которого соединены с управлйю1ЦИМИ входами коммутатора, задатчик сигналов, отличающееся тем, что, с целью повышенияинформативности устройства, в него введены делитель, умножитель, выштатель, компаратор, регистры и информационное табло, первые выходы задатчика сигналов подключены к первым свответствующим входам программно-временного блока и блока памяти, второй и третий выходы соответственно к второму и третьему входам блока памяти, к четвертым входам которого подключены соответственно третьи выходы программно-времениого блока, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно) с первым, вторым, третьим и четвертым входами компаратора, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первым входам делителя и пятым входам компаратора и блока памяти, первые выходы которого соединены соответственно с шестыми входами компаратора, первый, второй и третий выходы котороto соединены соответственно с первым, вторым, и третьим входами первого регистра, вторью и третьи выходы блока памяти соединень соотts Т2;Ш1Г А: /11-« I &НБЛЯч:11:ЖА ветственно с вторыми входами делителя и пер|Выми входами первого умножителя, выходы которого подключены соответстпенио к первым входам второго регистра, выходы первого и второго регистров подключены соответственно к входам информационного табло, выходь целителя через первые входы последовательно соединенных второго умножителя и вычитателя соединены с вторыми входами первого умножителя, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятььй выходы программно-временного блока соединены соответственно с третьим входом делителя, вторым входом второго умножителя, вторым входом вычитателя и четвертым входом первого регистра, третьим входом первого умножителя, вторым входом второго регистра. . 2. Устройство по п. 1,отличающее с я тем, что компаратор содержит элемент сравнения, элементы задержки, элемент И, элемент ИЛИ, блок элементов ИЛИ, регистры, триггеры, первый и второй, выходы элемента сравнения подключены соответственно к первым входам первого и второго триггеров, выходы которых соединены с первым и вто- рым входами элемента И, выходы первого и второго элементов задержки подключеныj 4 ; соответственно к вторым входам первого иi О О. второго триггеров, выходы первого и второго , регистров подключены соответственно к первым и вторым входам блока элементов ИЛИ, выхода которого соединены, с первыми входа- i ми элемента сравнения, к второму входу которого подключен выход элемента И, первый и второй входа которого являются третьим и четвертым входами компаратора, третьи входы злемента сравнения соединень с пятымивходами компаратора, первый, второй и третий выходы которого являются соответственно выходами триггеров и элемента И, первые входы, регистров являются шестыми входами компараторг. третий вход компаратора соеди

1

Изобретение относится к цифровой измерительной технике, к измерению давления и силы с помощью струнных датчиков с частотным выходом.

Известно измерительное устройство для дифференциальных частотных датчиков, обеспечи-. вающее цифровое измерение разности частот дифференциальных датчиков 1 .

Однако указанное устройство не может обеспечивать прямой цифровой отсчет непосредственно измеряемой датчиком величины (давления, силы) при использовании струнных датчиков. Это об7,ясияется нелинейной зависимостью выходной частоты струнного датчика от измеряемой величины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измерительное информационное устройство для приема информации, содержащее датчики сигналов, выходы которых через нормализатор подключены к информационным входам коммутатора, выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, программно-вре менной блок, первые выходы которого соеди:йены с управляющими входами коммутатора, вычислительный блок, запоминающий блок, блок обработки сигналов, задатчик сигналов (блок сигнализаторов), блок коррекции, элементы И и второй коммутатор 2.

Извесшое устройство не позволяет осуществля1ь оперативное изменение величин заданных крайних значений, так как для зтого необходимо осуществлять перестройку порога срабатывания дополнительны.х датчиков. Кроме того, устройство не позволяет осуществить измерение величины отклонения от заданных крайних значений.

Цель изобретения - повышение информативности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в .устройство для приема информации, содержащее датчики, сигналов, выходы которого под. ключены к информационным входам коммутатора, выход которого подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, прораммно-временной блок, первые выходы RDTOрого соединены с управляющими входами

коммутатора, задатчик сигналов, введены делитель, умножители, вычитатель, компаратор, регистры и информационное табло, первые выходы задатчика сигналов подключены к первым

соответствующим входам программно-временного блока иблока памяти, в юрой и третий выходы соответственно к второму и третьему входам блока памяти, к четвертым входам которого подключены соответственно третьи

выходьр программно-временного блока, четвертый, пятый, щестой и седьмой выходы которого соединены соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами компаратора, выход аналого-цифрового преобразователя подключей к первым входам делителя и пятым входам компаратора и блока памяти, первые выходы которого соединены соответственно с щестыми входами компаратора, первый, второй и третий выходы которого соединены

соответственно с первым, вторым и третьим . входами первого регистра, вторые и третьи выходы блока памяти соединены соответствен но с вторыми входами делителя и первыми входами первого умножителя, выходы которо-

го подключены соответственно к первым входам второго регистра, выходы первого и второго регистров подключены соответственно к входам информационного табло, выходы делителя через йервые входы последовательно соединенных второго умножителя и вычитателя соединены с вторыми входами первого умножителя шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый выходы программно-временного блока соединены соответственно с третьим входом делителя, вторым входом второго умножителя, вторым входом вычитателя и четвертым входом первого регистра, третьим входом первого умножители, вторым входом второго регистра.

Кроме того, компаратор содержит элемент сравнения, .элементы задержки, элемент И, элемент ИЛИ, блок элементов ИЛИ, регистры, триггеры, первый и второй выходы элемента сравнения подключены соответственно к первым входам первого и второго триггеров, выходы которых соединены с первым и вторым входами элемента И, выходы первого и второго элементов задержки подключены соответственно к вторым входам первого и второго триггеров, выходы первого и второго регистров подключены соответственно к первым и вторым входам блока элементов ИЛИ, выходаг которого соединены с первыми входами элемента сравнения, к второму входу которого подключен выход элемента И, первый и второй входы которого являются третьим и четвертым входами компаратора, третьи входы элемента сравнения соединены с пятыми входами компаратора, первый; второй и третий выходы которого являются соответственно выходами трнг геров и элемента И, первые входы регистров являются шестыми входами компаратора, третий вход компаратора соединен с входом первого элемента задержки к вторым входом первого регистра, вход второго элемента задержки и второй вход второго регистра явля-, ются четвертым входом компаратора, первый и второй входы которого соединены соот-. ветственно с третьими входами первого и второго триггеров и третьим входом второго ре- гнстра.

На фиг. 1 показана функциональная схема редлагаемого устройства; на фиг. 2 - алгоритм его работы; на фиг. 3 - схема компаратора; на фиг. 4 - алгоритм его работы.

Устройство содержит датдаки I сигналов, коммутатор 2, блок 3 памяти, программно-Временной блок 4, аналого-цифровой преобразователь 5. Регистры 6 и 7 и информационное табло 8 составляют контрольно-индикаторный блок. Делитель 9, второй умножитель 10, вы;штатель И, первый умножитель 12 и компаратор 13 составляют вычислительный блок, который обеспечивает пересчет периода выходных колебаний датчиков в единицы измеряемых величин.

Обмен информацией между блоками 3, 5 и 9 осуществляется по интерфейсу 14 управление коммутатором с выходом блока 4 обеспёчнвается по шинамв15.

Выдача кодов крайних значений периодов датчиков в компаратор 13 из блока 3 осуществляется по интерфейсу 16, а выдача начальных значений периода в делитель 9 - по интерфейсу 17. Выдача значений постоянных коэффициентов из блока 3 в умнояоггель 12 осуществляется по интерфейсу 18.

Передача кодов измеряемых величий из ; вычислительного блока в регистры 6 и 7 обеспечивается по ншнам 19, передача информации о превышении крайних значений с выходов компаратора на регистр 6 обеспечивается сигналами К1, К2, КЗ..

Последовательность обработки информа1ЩИ в вычислительном блоке задается синхроимпульсами С1-С6 с выходов блока 4, запись результатов обработки информации в .регистры 6 и 7 обеспечивается по синхроимпульоЗГм С5 и С7.

Блок 4 обеспечивает последовательное формирование сигналов I, 2, . . .К для поочередного подключения выводов датчиков через коммутатор к входу преобразователя 5, формирование

сигнала запуска щ еобразователя 5, а также формирование сигналов по программе для управления работой других блоков устройства и хранение и последовательную выда чу на вход блока 3 адресов ячеек памяти, подлежащих выборке в каждый момент времени. Задатчик 20 сигналов обеспечивает выбор режима работы блока 3, а также запись начальных значений периодов и поправочных коэффициентов в ячейки блока 3.

Связь задатчика 20 с блоками 3 и 4 осуществляется по интерфейсу 21. В блок 3 записывается перед началом работы значения перио- . дов датчиков Т Т} соответствующие граничным значенням измеряемого параметра,

3 также начальное значение периода Т,, нор- , и поправочные коэффициенты

(:г-г ; -j ) соответственно с выходов, задатчнка 20 или только с задатчнкг 20. Компаратор содержит регистры 22 и 23 граничных значений периода, блек 24 элементов ИЛИ, шины 25 связи выходов блока 24 с входами элемента 26 сравнения, элемент ИЛИ 27, элементы 28 и 29 задержки, триггеры 30 и 31 и элемент И 32.

После записи в блок 3 величин Т , Т

и

Т.. ,-- и -р- на блок 3 подается сигнал К,р K/j

Выборка с выхода задатчика 20.

Устройство обеспечивает поочередное цифровое измерение величин Xi, Хл, ... X j и индикацию как измеряемых величин, так и превыщения этими величинами граничных значений.

Выходная частота каждого из датчиков 1 связана с силой натяжения струны соответствующего датчика зависимостью

-о/

(Ь)

1 + KF

ВЫХ

где F - сипа натяження струны; 5 К - конструкционный коэффициент; f - начальное значение частоты (при

П.гм 0).

При измерении давления натяжение струны

осуществляется с помощью герметичного сильSO j фона.....

Зависимость выходной частоты Fgj|,y т: .Йз меряемого давления в ,зтом случае имеет вид имеет вид

)

fp-/ 1 t K-S-P

BbiX

где S - площадь поперечного сечения снльфона;Р - измеряемое давление. Очевидно, что зависимость выходной частоты от измеряемой силы или давления нелинейна. Линейная зависимость наблюдается между измеряемой величиной и квадратом выходной частоты J п А. к с. - ь лр1о (imf .viHHyc ДЛЯ датчика Знак .viHHyc для датчика с понижением частоты при увеличении Р и F. Совремегшые цифровые измерители более оперативно обеспечивают измерение периода, поэтому можно представить выражения (3 и 4 относительно периодов 1„, и Т .-.1 гл:1о 1. . VfebiJJi :-. ЧС U,,Jj, (6) где Т-, Т„ - соответственно начальный о ttb . (при Р и F 0) и текущий периоды колебаний на выходе датчика. Таким образом, при обработке сигналов в вычислительном блоке с выхода преобразов теля 5 в соответствии с алгоритмом (фиг. 2) и выражениями (5 и 6) обеспечивается прямой отсчет измеряемой вели1шны по табло 8. Устройство работает следующим образом. По одной из щин 15 с выхода 4 подается сигнал подключения соответствующего датчика через коммутатор 2. Через время переключения коммутатора 2 подается сигнал запуска преобразователя 5 с выхода блока 4. По окон чании измерения результат подается по интерфейсу 14 на выходы делителя 9 и компаратора 13. Коммутатор 2 может быть переключен (с данного момента времени) в другое состоя ние для подготовки к измер,ению периода колебаний на выходе следующего датчика. К этому времени на регистры 22 и 23 (фиг. 3) компаратора 13 загшсаны коды, соответствующие нижнему и верхнему граничным значениям периода колебаний подключенного к цифровому измерителю периода датчика. Коды записываются в регистры 22 и 23 по синхроимпульсам Cj и По cifflxpoHM пульсу СЗ разрещается продвижение кода Т , записанного в регистре 22 через блок 24 .«, на вход элемента 26. По синхроимпульсу СЗ, подаваемому на управляющий вход элемента 26 через элемент 27 осуществляется срав некие кода 1 с кодом подаваемым на входы А элемента 26 с выхода измерителя периода по интерфейсу 17. В случае. осуществляется установка в единиче состояние триггера 30 по синхроимпульсу З, задержанному элементом 28 на время равнения кодов в элементе 26. По синхроимпульсу С4 разрещается продвиение йода Т с выходов регистра 23 через лок 24 на выходы элемента 26. По инхроимпульсу С, подаваемому на управлящий вход элемента 27 через элемент 26 , осуествляется сравнение кода Т с кодом Тц5м ействующим на входах элемента 26. В случае Т, осуществляется установка единичное состояние триггера 31 по синхроимпульсу С4, задержанному элементом 29 а время сравнения кодов Т и Т в элементе 26. Таким образом, после действия синхроимпульса С4 на единичных выходах триггеров 30 и 31 могут быть следующие комбинации: 00- значение параметра в заданных пределах;01или 10 - значение параметра выше или ниже соответстве1шо верхнего или нижнего граничного значения; 11 - неисправность. Результат цифрового сравнения выдается в виде сигналов К1-КЗ на входы Д1-ДЗ регистра 6 и записывается в регистр по синхроимпульсу С5.. Значение кода , подаваемое по интерфейсу 17 на одни входы делителя 9, делится по синхроимпульсу СЗ на значение кода Т, подаваемого на другие входы делителя 9 по интерфейсу 17 с выхода блока 3 памяти. Результат деления подается на ул;ножитель 10, где возводится в квадрат по синхроимпульсу С4, а затем результат подается на входы вычитателя 11 Для вычитания разности 1 (тУТвы11).. Результат вычисления подается с вычитателя 11 на одни входы умножителя 12. На другие входы умножителя 12 к этому времени подается по интерфейсу 18 с выходов блока 3 постоянный коэффициент 1 К., S или1|1С(в зависимости от типа датчика). По синхроимпульсу С6 осуществляется вычисление значения измеряемого давления Р или силы Г с последующей вьщачей результата измерения по интерфейсу 21 на информационные входы регистра 7 и записью в регистр по синхроимпульсу С7. Таким образом, после действия синхроимпульса С7 на табло 8 высвечивается как значение измеряемого параметра, так и превышение этим значением заданных границ. Запуек цифрового измерителя периода для измерения выходного параметра следующего датчика может быть осуществлен с. момента вьщачи синхроимпульса СЗ, а с м омента фор - . мирования синхроимпульса С1 следующей пач710ки обеспечена обработка и индикация информ ции по приведенному алгоритму. Для каждого измеряемого параметра ХГ, Xj , . . . X V. в блок 3 памяти могут быть занесены и йспользо&аны при вычислении свои значения величин ) 1 fk что расширяет возможности устройства. Выборка адресов необходимых значений указанных величин для каждого датчика обеспе чивается с блока 4. Работа блока 4 при записи начальных условий с клавиатуры поясняется алгоритмом фиг. 4, который является дополнением алгоритма фиг. 2. Реализация блока 4 осуществляется известными методами. При необходимости одновреме ной индикации Нескольких параметров Xj, Хг, . . . Хц необходимо в контрольно-индака торном блоке использовать необходамое количество регистров 6 и 7 с организацией их работы известными методами. Граничные значения Т н Тц могут быть оперативно изменены путем занесения их в блок 3 памяти с задатчика 20, что расширяет i возможности использования предлагаемого измерителя. Предлагаемый цифровой измеритель можно использовать в составе автоматизированной измерительно-регулирующей системы абсолютных давле1Шй дня настройки и проверки приборов давления в диапазоне 1-110 кПа. Параметры се1тйных датчиков позволяют обеспечить погрешность измерения давления и сипы не более 0,15% от верхней границы диапазонов. При использовании изобретения обеспечивается повышение произЪодительностн измерений в десятки раз, улучшаются условия труда, открывается возможность автоматизации трудоемких py4Hbtx операций. Возможно применение устройства i в системах многоточечного измерения давления нли силы струнными датчиками, а также в виде самостоятельного многоканального цифрового измерительного црнбора.

ЛГ/

XI

.JfP-7-

UK

гй

-

/Iv

Ж/v

у V

15 1

/f

/

CfC2 C7

itl J

n

л f

J

TVV

0 21

Q

т

(

Записи

оыоорка

0

IS

/

(HatfMO

Запись вЛюк памяти Уна1/еff uTo,.Tf,rA

/

Переклю vcffue комму т аторл

3anutb ujfffpumejibHOiO

(««««MMi

Вычисление отношения TofTiSf40Kf9

BbivumoMtfe р-ф2}в 5м1Г(

obrffopKO-KpaUHia nSfMoA из ffOfcitnaMjrmu

.

/11ндикация ( от-клонения I V Злаке S

,( wf рез1мьтота l V измерения I S&iione,fy

фиг.З

( )

Q o/3Mifj offaHue сигналее перекую veHtfA кон My/паmofxr

/

Формирование ,f navf(tf uftntMb coS

/

Вб/ёорла TfU3fjio/faJ и S

79 no Ci

f

BetSopKo Tf( из AfoкаЗ и Sbidavae интерфейс f9 noC2

вб/Sop/ta 1/3 S oKQ3 в uffmepipeuc 20 no

6

/

(,)иЗ SJIOKO J n 66/davtf f iiHmep f euc . ZInoCe

Омидамие

Фиг 4