Устройство для передачи телеизмерительной информации Советский патент 1984 года по МПК G08C19/28 

Изобретение относится к телеизмерениям и может использоваться в телемеханике, радиотелеметрии дальней связи. По основному авт.св. № 551687 известно устройство, содержащ е дат чики , выход каяшого из которых подключен к первым входам соответствующих преобразователя погрешности аппроксимации и ключевого элемента, вторые входы одноименных преобразователей погрешности аппроксимациии ключевых элементов объединены и подключены к управляющим выходам анализатора погрешностей, выходы преобразователей погрешности аппроксимации соединены с информационными входами анализатора погрешностей , выход генератора импульсов подключен к входу распределителя, управляющий выход которого соединен с соответствующими входами анализатора погрешностей и блока синхронизации, выход которого подключен к первому входу передатчика, первые входы элементов И подключены к соответствующим выходам распредели теля, вторые входы элементов И соединены с адресными выходами анализа тора погрешностей, выходы элементов И через элемент ИЛИ подключены к первому входу аналогового модулятора, выходы ключевых элементов объеди нены и подключены к второму входу аналогового модулятора, выход которо го подключен к второму входу передатчика , В устройстве сигналы датчиков под вергаются адаптивной коммутации. При этом каждый преобразователь погрешности аппроксимации на своем выходе формирует сигнал, пропорциональ ный аппроксимации по выбранному алго ритму. Анализатор погрешностей по си гналу с выхода распределителя выбира ет преобразователь погрешности аппро ксимагии и соответственно канал с максимальным значением погрешности аппроксимации и подключает выходной сигнал выбранного канала (датчика) через ключевой элемент к информационному входу аналогового модулятора Одновременно с этим анализатор погре шностей сбрасывает в нулевое состоя ние выбранный преобразователь погреш ности аппроксимации и формирует параллельный код номера выбранного ка нала, поступающий на входы элементов И. На выходах распределителя импуль сов, соединенных с другими входами элементов Ч, последовательно появля ются сигналы. При этом на управляющий вход аналогового модулятора через элемент ИЛИ поступает последова тельный код опрашиваемого в данном иикле канала. При наличии единицы в соответствукнцем разряде в-канал связи передается на данном такте ин формация в аналоговой форме о выходном сигнале опрашиваемого датчика, а при Наличии нуля - некоторый условный аналоговый сигнал или ничего не передается. После передачи таким образом последовательного кода адреса и информации о величине выходного сигнала опрашиваемого датчика анализатор погрешностей по сигналу с выхода распределителя вновь действует вышеуказанным образом и цикл повторяется. Началу передачи непосредственно измерительной информации предагествует передача синхронизирующих посылок, формируемых блоком синхронизации в начале каждого цикла передачи по сигналу от распределителя. Недостатком известного устройства Является низкая точность. Цель изобретения - повьпиение точности устройства. Указанная цель достигается тем, Что в устройство для передачи телеизмерительной информации введены блок сравнения, триггер, блок выбора калибровочного сигнала, ключ и вторые ключевые элементы, первые входы которых подключены к выходам соответствующих датчиков, вторые входы к соответствующим вторьлм управляющим выходам анализатора погрешностей,выходы вторых ключевых элементов через блок выбора калибровочного сигнала подключены к первому входу ключа, информационный выход анализатора погрешностей подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к входу уставок, выход блока сравнения соединен с информационным входом триггера, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу распределителя, прямой выход триггера подключен к управляющему входу анализатора погрешностей, инверсный выход - к второму входу ктеоча, выход которого подключен к входу аналогового модулятора . Кроме того, блок выбора калибровочного сигнала содержит источник калибровочного напряжения, делитель напряжения,, элемент сравнения, элемент НЕ, клочи и шину нулевого потенциала, выход источника калибровочного напряжения соединен с первым входом первого ключа и через делитеЛь напряжения с первым входом элемента сравнения, выход элемента сравнения соединен через элемент НЕ с вторым ВХОДОМпервого ключа и Непосредственно с первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выходы ключей и второй вход элемента сравнения соединены соответственно с выходом и входом блока выбора калибровочного сигнала. На/фиг.1 представлена Структурная схема устройства для передачи телеизмерительной информаиии, на фиг.2 схема возможной реализации анализатора погрешностей; на фиг.З - то же блока выбора калибровочного сигнала Устройство для передачи телеизмерительной информации содержит дат чики 1, преобразователи 2 погрешнос ти аппроксимации fППА), первые ключевые элементы 3, аналоговый модулятор 4, анализатор 5 погрешностей, элементы И б, распределитель 7, бло 8 синхронизации, передатчик 9, генератор 10 импульсов, элемент ИЛИ 1 вторые ключевые элементы 12, блок 1 выбора калибровочного сигнала, ключ 14, блок 15 сравнения, триггер-16. Датчики 1 предназначены для преобразования информации от объекта в электрический сигнал, например напряжение постоянного тока. ППА 2 предназначены для выработки сигнала (напряжения), пропорционального текущему значению погрешности аппроксимации входного сигнала преобразо-вателя 3 определенньтм полиномом. .. Ключи 3 служат для передачи сигналов датчиковна вход аналогового мо дулятора в соответствии с сигналами управления от анализатора 5, модулятор 4 предназначен для преобразования аналоговых сигналов в определяемый способом построения модулятора параметр (амплитуду импульса, ширину импульса, частоту следования импульсов, временной интервал между соседними импульсами и т.-д.) на каждом тактовом интервале. При помощи анализатора 5 происходит вьщеление максимального из поступающих от преобразователей сигналов -Е/иакс определение номера преобразователя 2 (канал) с §, и выработка сигналов управления пре образователями 2 ключевыми элемента ми 3 -И 12. Анализатор 5 может быть. построен, как показано на фиг.2, и содержит детектор 17 максимального сигнала, элемент 18 сравнения,триггер 19, первый элемент И 20, вторые элементы И 21, клкхчи 22, генератор 23 импульсов, третий элемент И 24, счетчик 25, дешифратор 26. Анализатор 5 реализует по.следова тельно-параллельный способ анализа погрешностей аппроксимации в ТИС с адаптивной коммутацией. Анализатор 5 работает следунидим образом. Детектор 17 вырабатывает сигнал д Рравный максимальному из сигнало поступающих от ППА 2. По сигналу от распределителя 7 начинается выбор ППА-2 cfc . Триггер 19 устанавлиrnvtr f . вается в состояние О, элемент И 2 открывается, сигналы от генератора 23 проходят на счетчик 25, который ПОМОЩЬЮ дешифратора 26 управляет ра ботой ключей 22. Происходит пооче-, редное открывание ключей 22 и сравнение сигналов от ППА 2 , -При равенстве сравниваемых сигналов ( i макс вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 19 в состояние 1, элемент И 24 закрывается, счетчик 25 и дешифратор 26 останавливаются на том канале, поrpeDHOCTb аппроксимации сигнала которого наибольшая. Двоичный код номера выбранного ППА 2 (канала) снимается с выходов счетчика 25, В качестве сигналов управления ключевыми элементами 12 используются сигналы с выходов де1ииЛратора 26. Сигналы управления ключевыми элементами 3 и ППА 2 вырабатываются из сигналов с выходов дешифратора 26 после окончания выбора канала при наличии единичного сигнала от триггера 16 (для этого служат элементы И 20 и И 21). Элемент И 6 служит для преобразования параллельного кода адреса канала в последовательный, распределитель 7 обеспечивает формирование телеизмерительного кадра, распределяя приходящую на его вход последовательность тактовых импульсов так, что они поочередно поступают на каждьй. выход распределителя. Блок 8 по сигналу от распределителя 7 формирует синхронизирующие посылки в начале каждого цикла передачи.; Передатчик 9 производит модуляцию какого-либо параметра несущего в|лсокочастотного сигнала и передачу промодуйированного сигнала в канал связи. Генератор 10 вырабатывает перио-дическую последовательность импульсов. Элемент ИЛИ 11 служит для объединения сигналов от элемента И 6.Ключевые элементьт 12 служат для передачи сигналов датчиков на вход блока 13. Блок 13 обеспечивает выбор из двух калибровочных сигналов - Vfn и О (величина v соответствует максимальному значению сигнала с датчиков) - одно.го, наиболее отличаквдегося от измерительного сигнала, поступающего на его вход. Блок может быть построен, как показано на фиг.З, и содержит источник 27 калибровочного напряжения V, делитель 28 напряжения с коэффициентом деления, элемент 29 сравнения,, элемент НЕ 30, ключи 31. Сигнал, поступающий на вход блока 13, сравнивается с I если , то на выход блока J.3 поступает О, в противном случае - V. Ключ 14 служит для передачи калибровочного сигнала на вход аналогового модулятора. Блок служит для сравнения сигнала, пропорционального максимальной погрешности апттроксимапии J с некоторой уставкоР 6д к формирования логичёского.сигнала результата сравнения Если -пок 15 фо1 гирует 0 если ,( - 1. Выбор .EJ по-. ясняется ниже. Триггер 16, т ктируе .мый фронтом D-триггер, служит для фиксации (на время цикла, передачи) сигнала с блока 15. Устройство работает следующим об разом. Сигналы латчиЛов 1 поступают на преобразователи 2 погрешности аппро симации. Выходные сигналы преобразователей 2, пропорциональные текущему значениюпогрешности аппроксимации в каждом канале, поступают в анализатор 5 погрешностей, на дополнительном информационном выходе которого постоянно вырабатывается сигнал с преобразователей 2 (. Этот сигнал в блоке 15 сравнения сравнивается с некоторой установкой 8д . Величина б-д может быть вы брана при аппроксимации сигнала полиномом Лагранжа степени п из соотношения , ; где 6д - заданная погрешность аппроксимации при адаптивной коммутации ; величина приращения погре шности в некотором каНале за счет удлинения интервала- аппроксимации на ве- личину, равную периоду адаптивной коммутации в ТИС-Тц. Значение д§д можно найти по формуле гдеМр модуль максимум (п + 1)-ой производной входного сигнала. Так, при п О 4ёд ТцМ.. При таком выборе-gj. калибровка -.(способ калибровки описан ниже) не, приведет к увеличению погрешности аппроксимации в ТИС, Если выполняется соотношение лйкс блок 15 сравнения выдает сигнал 1 и цикл передачи измерительной информации осуществляется следующим Образом. С началом цикла по сигналу от распределителя 7 триггер 16 устанавливается в состояние 1, определяемое сигналом на выходе блока 15 срав нения. На дополнительный вход анализатора 5 погрешностей с прямого выхо да триггера 16 поступает единичный сигнал, разрешающий выдачу анализато ром 5 сигналов управления на ключевы элементы 3 и преобразователи 2. Ключ 14 размыкается сигналом О с инверс ного выхода триггера 16. Это приводит к тому, что предлагаемое, устрой ство работает в режиме адаптивной коммутации (как устройство-прототип Анализатор 5 выбирает канал с подключает измеряемый сигнал выбранного канала (датчика 1) через ключевой элемент 3 к информационному входу аналогового модулятора 4, сбрасывает соответствующий преобразователь 2 и выдает код номера выбранного канала на входы элементов И б. На выходах распределителя 7, соединенных с другими входами- элементов И 6, последовательно появляются сигналы, обеспечивающие преобразование параллельного кода от анализатора 5 в последовательный, поступающий через элемент ИЛИ 11 на управляющий вход модулятора 4. При наличии 1 в разряде этого кода модулятор 4 выдает модулированный сигнал (модуляция параметра сигнал-носителя осуществляется в соответствии с измерительным сигналом на информационном входе модулятора) , при наличии О - условный сигнал или ничего. Сигнал с выхода модулятора 4 поступает в передатчик 9, а с выхода последнего в канал связи. Началу передачи непосредственно измерительной информации предшествует передача синхронизирующих посылок, формируемых блоком 8 синхронизации и в начале каждого цикла передачи, В результате в. канал связи передаются кодовые комбинации , несущие информацию о номере опрашиваемого датчика, а каждая единица кода несет в аналоговой форме информацию о величине выходного сигнала опрашиваемого датчика. При Вмакс; А блок 15 сравнения 4 выдает сигнал О, С началом нового цикла передачи триггер 16 устанавливается в О, на дополнительный управляющий вход анализатора 5 поступает сигнал О, блокирующий срабатывание ключевых элементов 3 и сброс преобразователей 2, ключ 14 замыкается. Это приводит к тому, что анализатор 5 подключает измерительный сигнал выбранного ка- , нала через ключевой элемент 12 к блоку 13 выбора калибровочного сигнала. Блок 13 вырабатывает калибровочный сигнал (О или v), наиболее отличающийся по величине от измерительного сигнала на его входе (это необходимо для последующего выделе-- нйя калибровочных сигналов на приемной стороне). Калибровочный сигнал поступает на информационный вход модулятора 4 через замкнутый ключевой элемент 14, Параллельный код номера выбранного (в данном случае калибруемого) канала с адресных выходов анализатора 5. поступает на входы элементов И 6, преобразуется в последовательный и управляет работой модулятора 4. В результате в канал связи передается последовательный код номера калибруемого канала, причем каждая единица кода несет в аналоговой форме информацию о величине калибровочного сигнала,т.е. устройство работает в режиме калибровки: передает калибровочный сигнал в канал, выбранный анализатором 5 поГреоностей, калибровочные сигналы передаются вместо избыточных (с точки зрения обеспечения заданной погрешности аппроксимации) отсчетов с датчиков.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышенную точность передачи телеизмерительной информации благодаря тому, что производится калибровка каждого канала в процессе работы, причем калибровочные сигналь перелаются вместо избыточных отсчетов с датчиков и потому не требуется создания дополнительного временного канала. В предлагаемом устройстве передача информации ведется аналоговыми методами, характеризующимися повышенной по сравнению с цифровыми погретиностьго.- В этом случае применение калибровки наиболее эффективно.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОР «АЦИИ по SB т. св. 551687, отличающее с я тем, что, с целью повыше ния точности устройства, в него вве дены блок сравнения, триггер, блок выбора калибровочного сигнала, ключ и вторые ключевые элементы, первые входы которых подключены к выходам соответствующих датчиков, вторые входы - к соответствующим вторым управляющим выходам анализатора погрешностей, выходы вторых ключевых элементов через блок выбора калибровочного сигнала подключены к первому входу ключа, информационный вы ход анализатора погрешностей пОдклю чен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к входу уставок, выход блока сравне ния соединен с информационным входом триггера, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу распределителя, прямой выход триггера подключен к управляющему входу анализатора погрешностей, инверсный выход к второму входу ключа, выход которого подключен к входу аналогового модулятора. 2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок выбора калибровочного сигнала содержит источник калибровочного напряжения, делитель напряжения, элемент сравнения, элемент НЕ, ключи и шину нулевого потенциала, выход источника калибровочного напряжения соединен с первым входом первого KJHOча. и через делитель напряжения с первым входом элемента сравнения, выход элемента сравнения соединен через элемент НЕ с вторым входом первого ключа и непосредственно с первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выходы ключей и второй вход элемента сравнения соединены соответственно с выходом и входом блока выбора калибровочного сигнала.

Л-/5 От OmW

фиг.2