Нелинейный преобразователь Советский патент 1983 года по МПК G06G7/26 

/К

У

:л

it :о

Фих.

Изобретение относится к вычислительной и измерительной технике и предназначено для линеаризации характеристик датчиков, обладающих значительными нелинейными характеристиками, а также может быть использовано для широкого класса современных электронно-измерительных приборов, работающих в комплекте с датчиками подобного назначения рН-метры, терморезисторы и т.п.) .

Известен нелинейный преобразователь, предназначенный для коррекции нелинейности характеристик частотных датчиков, который содержит первый ключ, первый вход которого является входом преобразователя, второй вход подключен к входу запуска устройства, а третий вход - к выходу переполнения первого счетчика и к первому входу второго ключа. Выход первого ключа соединен с первым входом третьего ключа, соединеннох о вторым входом с выходом генератора опорной частоты, третьим входом с выходом переполнения второго счетчика и BTOpidM входом второго ключа, а выходом - с первым входом двоичного умножителя. Вторые входы последнего через последовательно соединенное наборное поле и дешифратор полключены к выходам разрядов второго счетчика ij .

.Однако такой преобразователь сложен в изготовлении: технически сложно создать генератор опорной частоты, быстродействие преобразователя незначительное, что обусловлено большим количеством пороговых элементов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является нелинейный преобразователь, включающий два генератора пилообразного напряжения с управляемыми амплитудами, схему сравнения, ключ и запоминающий блок Для определения начала и конца работы генераторов пилообразного напряжения предусмотрен блок синхронизации. Генераторы пилообразного напряжения соединены между собой и с блоком синхронизации. Выход первого генератора пилообразного напряжения соединен с одним из входов схемы сравнен, а его выход подключен к ключу, соединенному с выходом второго генератора пилообразного напряжения и запоминающий блок 2 .

Недостатком известного преобразователя является узкая область применения,, так как он. может Оыть использован лишь для выполнения множительно-делительной операции.

Цель изобретения - расширение области применения преобразователя за счет обеспечения возможности линеаризации преобразуемого сигнала произвольной формы.

Поставленная цель достигается тем, что в нелинейный преобразователь, содержащий генератор развертывающего напряжения, выход которого через ключ соединен с входом запоминающего блока, выход которого является выходом преобразователя, управляющий вход ключа соединен с выходом схемы сравнения, первый вход которой соединен с выходом датчика преобразуемого сигнала, введен блок функциональг-ого преобразовния, вход которого соединен с выходом генератора развертывающего напряжения,а выход подключен к второму входу схемы сравнения.

На фиг, 1 приведена структурная схема нелинейного преобразователя, на фиг. 2 - эпюры напряжений, поясняющие работу преобразователя.

Нелинейный преобразователь содержит датчик 1 преобразуемого сигнала, блок 2 функционального преобразования, схему 3 сравнения, генератор 4 развертываюш,его напряжения, ключ 5 и запоминающий блок б

Датчик 1 соединен с одним кз входов схемы 3 сравнения, второй вход которой соединен с выходом блока 2 функционального преобразования. Вхо блока 2 соединен с выходом генератора 4 развертывающего напряжения, подключенным через ключ 5 к запоминающему блоку б, выход которого является выходом преобразователя. Управляющий вход ключа 5 соединен с выходом cxeivfci 3 сравнения.

Преобразователь работает следующим образом.

Сигналы с выхода датчика 1 llf, и блока 2 функционального преобразования U( 1, (i пост5шают на входы схемы 3 сравнения. Сдновременно на блок 2 функционального преобразования поступает напряжение j i,2(i)oT генератора 4 развертывающего напряжения. При достижении равенства I UQ О срабатывает схема 3 сравнения, которая отключает ключ 5. При этом развертывается цепь подачи пилообразкого развертывающего напряжения на запоминающий блок 6, Заполненное напряжение будет связано.линейной зависимостью с Преобразуемым параметром Это нетрудно проследить в случае измерения, например, температуры Э с помощью термосопротивления: или иного термодатчика, обладающего значительной нелинейной характеристико Пусть напряжение, генерируекое .датчиком, описывается выражением Uo - i() 9 d t f t .- температурный

коэффициент). Если 1).i , то с учетом вышеизложенного имеем

,

т.е. имеем линейную зависимость ДК, р - коэффициенты.

Следует отметить, что на фиг. 2а значение Ug соответствует максимальному значению выходного сигнала датчика. Вполне естественно, что блок 2, отображающий функциональную зависимость и о -1(х) выходного сигнала датчика от некоторой физической величины X , выраженной в масштабе времени t(x ot.t, где uL - масштабный коэффициент), должен иметь максимальное напряжение на выходе, равное UQ , При этом на фиг. 2 а рассматривается случай, когда текущее значение УО const, т.е. временной интервал, соответствующий равенству Uo и и остается неизменным.

8 9 В В

U.

Of

о и

и.

и.

Л-L

-iH4-h

На фиг, 25 приведена форма сигнала на выходе блока 2 при подаче на его вход пилообразного Нй1пряжения U.2 , форма которого приведена на фиг, 26, Эпюры напряжений на фиг. 2г характеризуют форму напряжения J Ij после срабатывания схемы 3 сравнения в случае отсутствия в схеме запоминающего блока б (например емкостного запоминающего устройства) , а

0 эпюры на фиг, 2(j характеризуют форму напряжения U при наличии запоминающего блока 6.

Предлагаемый преобразователь позволяет линеаризовать широкий класс

5 нелинейных зависимостей.

При этом пpeимvщecтвoм предлагаемого преобразователя по сравнению с серийно выпускаемым промышленностью прибором ТНВ-1373 является более высокая точность измере0ния параметров технологических процессов.

.

H--f

Фиг. 2.

НЕЛИНЕЙНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ содержащий генератор развертьюающего напряжения, выход которого через ключ соединен с входом запоминающего блока, выход которого является выходом преобразователя управляющий вход ключа соединен с выходом схемы сравнения, первый вход которой соединен с выходом датчика ,преобразуемого сигнала, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения преобразователя, в него введен блок- функционального преобразования, вход которого соединен с выходом генератора развертывающего напряжения, а выход подключен к второму входу схемы сравнения. (Л