Многоканальное адаптивное устройство регистрации Советский патент 1984 года по МПК G01D9/28 

бора канала выполнен в виде последовательно соединенных детектора максимального сигнала, блока сравнения, триггера, элемента И, счетчика, а также блока ключей, генератора и дешифратора, при этом выход генератора соединен с вторым входом элемента И, выходы дешифратора соединены с входами блока ключей, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, причем входы детектора максимального сигнала и блока ключей являются первыми входами блока выбора канала, входы дешифратора его вторыми входами, второй вход триггера - его третьим входом, а выходы дешифратора, триггера, счетчика и генератора являются соответственно первь1ми, вторьп /, третьими и четвертым выходами блока выбора канала

1. МНОГОКАНАЛЬНОЕ АДАПТИВНОЕ УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ, содержащее в каждом канале последовательно соединенные датчики, преобразователи погрешности аппроксимации, первые блоки сравнения, сумматор, при этом выходы каждого датчика соединены также с первыми входами ключей, выходы которых соединены с регистратором, выход каждого преобра. зователя погрешности аппроксимации с ОДНИМ ИЗ первых входов блока выбора канала, а также с одним из первых входов блока сравнения, выходы которого соединены с первыми входами первых схем И, выходы которых соединены с вторыми входами ключей , первые выходы блока выбора канала соединены с вторыми входами первых схем И, вторые входы первых блоков сравнения подключены к шиме , источника максимального напряжения, выход сумматора соединен с третьими: ч входами поеобоазователей погоешности аппооксимаиии, выходы блока задания погрешности соединены с вторыми входами второго блока сравнения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены последовательно соединенные в каждом информационном канале третий элемент И, элемент ИЛИ, второй элемент И, последовательно соединенные ПЯТЫЙ элемент И, второй триггер, переключатель, блок сравнения кодов, згщатчик времени, инвертор И четвертый элемент И, а также введены счетчик И первые триггеры, причем вторые входы вторых элементов И соединены между собой, с выходом . регистрирующего устройства, с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, с первым входом блока сравнения кодоэ, выходы вторых элементов И соединены с вторыми входами преобразователей погрешности аппроксимации, первые триггеры в каждом канале включены между первыми блоками сравнения и сумматором, выходы § первых элементов И соединены с пер(Л выми входами элементов ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входа га ключей, выход задатчика времени сое(динен с первыми входами третьих и |пятого элементов И, вход счетчика § соединен с выходом блока сравнения кодов, а выходы - с вторыми входами блока сравнения кодов и с первыми входами переключателя, вторые входы которого соединены с третьими выходами блока выбора канала, выходы переключателя соединены с вторыми о входами блока выбора канала, первые выходы блока выбора канала соединены с третьими входами третьих элеменСХ) тов И, вторые выходы - с третьими входами первых элементов И и с вторыми входами третьих элементов И, четвертый выход - с вторым входом задатчика времени, третий вход блока выбора канала соединен с выходом четвертого элемента И и с первым входом второго триггера, второй выход первого триггера в каждом информационном канале соединен с выходом .первого элемента И, 2. Устройство по п.1, Отличающееся тем, что блок вы-

1

Изобретение отвисится к измери Iтельным информационным-системам и может использоваться, например, в машинах (системах) централизованного контроля.

Известна измерительная информационная система со сжатием данных, содержащая датчики с блоками преобразования, блок сжатия, два коммутатора. Два счетчика, две схемы совпадения, блок установки, дешифратор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), блоки обработки и индикации.

Входные п-аоаметры системы разбиты на несколько групп однотипных параметров. Блок сжатия выбирает в каждой группе два экстремальных параметра и передает их через коммутатор на АЦП, В блоке обработки коды этих экстремальных параметров сравниваются с кодами уставок, и в зависимости от того, вышли эти параметры из зоны или нет, создается сигнал на тот или иной счетчик. Привыходе экстремальных параметров из зоны производится регистрация всех параметров данной группы по очереди. Если параметры данной группы не вышли из нормы, то продолжается опрос только экстремальных параметров tlj.

Недостатками этого устройства являются ограниченность его применения, так как в отдельную группу можно объединить параметры, имеющие одн и ту же уставку, ограниченное быстродействие в контроле и регистрации О;гдельного параметра, возможность появления больших недопустимых погрешностей аппроксимации, например, при аварийных ситуациях контролируемого объекта. Второй и третий недостатки объясняются появлением очереди при обслуживании всех параметров одной или нескольких групп.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является многоканальное адаптивное устройство регистрации, содержащее в каждом

канале последовательно соединенные датчики, преобразователи погрешности аппроксимации., первые блоки сравнения, сумматор, при этом выходы каждого датчика соединены также с первыми входами ключей, выходы которых соединены с регистратором, выход Каждого преобразователя погрености аппроксимации - с одним из певых входов блока выбора канала,, а также с одним из первых входов блока сравнения, выходы которого соединены с первыми входами первых схем И, выходы которых соединены с вторыми входами ключей, первые выходы блока выбора канала соединены с вторыми входами первых схем И, вторые входы первых блоков сравнения подключены к шине источника максимального напряжения, выход сумматор соединен с третьими входами преобразователей .погрешности аппроксимации, йыходы блока задания погрешцости- соединены с вторыми входами второго блока сравнения С 23.

Недостатком известного устройства является возможность появления недопустимых погрешностей аппроксимации и полного отсутствия информации от отдельных малоактивных каналов в случае относительно высокой общей загрузки и низкого приоритета канала. Такая же ситуация-может наблюдаться также при неисправности ППА.

Целью изобретения является повышение точности устройства путем снижения погрешности аппроксимации в малоактивных каналах путем принудительной регистрации этих каналов через определенные промежутки времени.

Поставленная цель достигается тем, что в многосанальное адаптивное устройство регистрации, содержащее- в каждом информационном канале последовательно соединенные датчики преобразователи погрешности аппроксимации, первые блоки сравнения. сумматор, при этом вмходы каждого датчика соединены также с первыми входами ключей, выходы которых соединены с регистратором, выход каждого преобразователя погрешности .аппроксимации - с одним из первых .входов блока выбора канала, а также :с одним из входов блока сравнения, выходы которого соединены с первыки вх бдами первых схем И, выходы котор с.оединены с вторыми входами ключей, первые выходы блока выбора канала соединены с.вторыми входами первых схем И, вторые входы первых блоков сравнения подключены к шине источника максимального напряжения, выход сумматора соединен с третьими входами преобразователей погрешности аппроксимации, ВЕЛХО.ДЫ блока задания погрешности соединены с вторыми входами второго блока сравнения, введены последовательно соединенные в каж дом информационном канале третий эле мент И, элемент ИЛИ, второй элемент И, последовательно соединенные -пятый элемент И, второй триггер, переключатель, блок сравнения кодов, задатчик времени, инвертор и четвертый элемент И, а также введены счетчик и первые триггеры, причем вторые входы вторых элементов И соединены между собой, с выходом регистрирующего устройства, с вторыми входами четвертого и пятого элементов И, с первым входом блока сравнения ко- дон, выходы вторых элементов И соединены с вторыми входами преобразоватёлей погрешности аппроксимации, первые триггеры в каждом канале включены между первыми блокйми сравнения и сумматором, выходы первых элементов И соединены с первыми входами элементов ИЛИ, выходы которых соединены с вторыми входами, ключей, выход задатчйка времени соединен с первыми входами третьих и пятого элементов И вход счетчика соединен с выходом блока сравнения кодов, а выходы - с вторыми входами блока сравнения кодов и с первыми входами переключателя, вторые входы которого соединены с третьими выходами блока выбора канала, выходы переключателя соединены с вторыми входами блока вы бора канала, первые выходы блока выбора канала соединены с третьими входами третьих элементов И вторые выходы - с третьими входами первых элементов И и с вторьами входами третьих элементов И четвертый выход - с вторым входом задатчйка времени третий вход блока выбора канала соединен с выходом четвертого элемента и и с первым входом второго триггера. второй выход первого триггера в каждом информационном канале соединен с выходом первого элемента И. Кроме того, блок выбора канала выполнен в виде последовательно соединенных детектора максимального сигнала, блока сравнения, триггера, элемента И, счетчика, а также блока ключей, генератора и дешифратора при этом выход генератора соединен с вторЕлм входом элемента И, выходы дешифратора соединены с входами блока ключей, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, причем входы детектора максимального сигнала и блока ключей являются первыгф входами блока выбора канала, входы дешифратора - его вторыми входами, вход триггера - его третьим входом, а выходы дешифратора, триггера, счетчика и генерато,ра являются соответственно первым, вторым, третьими и четвертым выходами блока выбора канала. На чертеже представлена структурная схема многоканального адаптивно.го устройства, регистрации. Устройство содержит датчики 1, предназначенные для преобразования параметров объекта в унифицированный сигнал, например напряжение постоянного тока, преобразователи 2 погрешности аппроксимации ППА , служащие для выработки напряжения, пропорционального погрешности аппроксимации, блок 3 выбора канала; предназначенный для нахождения канала с наибольшей погрешностью аппроксимации, первые блоки 4 и второй блок 5 сравнения, служащие для выработки сигналов 1 при появлений на первых их входах напряжений больших, чем напряжения на вторых входах, первые триггеры 6, служащие для запоминания выходного сигнала первых блоков 4 сравнения на время цикла, сумматор 7, предназначенный для создания напряжения, пропорционального числу сработавших блоков 4 сравнения (и триггеров 6). Устройство содержит также ключи 8, служащие для передачи сигналов датчиков 1 к регистрирующему устройству 9, предназначенному для регистрации параметров объекта, счетчик 10, служащий для формирования кода адреса контролируемого канала, блок 11 сравнения кодов, предназначенный для выработки сигнала совпадения кодов, поступающих от счетчика 10 и адресных выходов блока 3 выбора канала , переключатель 12 служащий для счетчика 10 и адресных выходов блока 3 выбора канала. переключатель 12, служащий для подключения к адресным входамблока 3 выбора канала адресных выходов блока 3 выбооа канала при нормальной работе устройства или счетчика 10 при достиже ни максимально возможного интервала между отсчётами контролируемого канала. Максимально возможный интервал задается задатчиком 13 времени, которым может служить, например, счетчик, запускаемый от тактового выхода блока 3 выбора канала и сбрасываемый выходным сигналом блока 11 сравнения кодов. Устройство содержит также блок 14 задания погрешности, служащий для задания допустимой погрешности аппроксимации отдельно по каждому каналу, второй триггер 15, служащий для выработки сигнала управления переключателем 12, первые 16, вторые 17, третьи 18, четвертый 19 и пятый 20 элементы И, служащие для выработки сигналов совпадения, собирательные элементы ИЛИ 21, инвертор (22 и шину 23 источника.максимально го напряжения, соответствующего максимально возможному напряжению на выходе ППА 2 (например, напряжению питания ;.

Кроме того, блок 3 выбора канала содержит детектор 24 максимального сигнала, выполненный, например, на диодной сборке, причем число диодов равно числу информационных каналов, блок 25 ключей, служащий для подключения выходных сигналов ППА 2 к первому входу блока 26 сравнения, служащего для выработки сигнала при появлении на его входах одинаковых по величине сигналов, триггер 27 и элемент И 28, служащие для запуска счетчика 29 от генератор 1 30, и дешифратор 31, предназначенный для преобразования кодов счетчиков 10 и 29 (например, двоичных. | в позиционный код.

Выход датчика 1 соединен с первыми входами ППА 2 и ключа 8, второй вход которого соединен с первым входом второго элемента И 17, вторые входы элементов И 17 всех информационных каналов объединены и подключены к выходу регистрирующего устройства 9, входы которого соединены с выходами Ключей 8, выход второго элемента И 17 подключён ко второму входу ППА 2, третьи входы ППА 2 всех информационных каналов объединены и подключены к выходу сумматора 7, входы которого подключены к выходам первых триггеров .6, первые входы которых соединены с выходами первых блоков 4 сравнения, первые входы которых подключены к выходам ППА 2, к первым входам блока 3 выбора канала, и к первым входам- второго блока 5 сравнения, вторые входы которого соединены с выходами блока 14 задания погрешности,, вторые входы первых блоков 4 сравнения соединены с шиной 23 источника максимального напряжения, вторые входы первых триггеров б соединены с выходами первых элементов И 16, первые входы которых соединены с выходами второго блока 5 сравнения, вторые входы которых элементов И 16 соединены с первыми выходами блока 3 выбора канала, ВТОРОЙ выход которого .соединен с тоетьими вхо дами первых элементов и.16. Входы элемента ИЛИ 21 соединены с выходами первого и третьего элементов И 16 и 18, выход элемента ИЛИ 21 подключен ко второму входу ключа 8, вход инвертора 22 подключен к выходу задатчика 13 времени и к первым входам третих и пятого элементов И 18 и 20, вы ход инвертора 22 подключен к первому входу четвертого элемента И 19, второй вход которого соединен с выходом регистрирующего устройства 9, с вторым входом пятого элемента И 20 и с первым входом блока 11 сравнения кодов вторые входы которого подключены к выходам -счетчика 10 и к первым входам переключателя 12, вторые входы которого соединены с третьими внходами блока 3 выбора канала, вто;;рь7е входы которого подключены к переключателя 12 и к третьим входам блока 11 сравнения кодов, вывыход которого подключен к входу , счетчика 10 и к nepBoivjy входу задатчика 13, ВТОРОЙ вход которого соединен с четвертым вьтходом блока 3 выбора канала, третий вход которого подключен к выходу четвертого элемента И 19 и к пеовому входу второго триггера 15, второй .вход которого Соединен с выходом пятого элемента И 20, а выход подключен к третьему входу переключателя 12, вторые нходы третьих элементов И 18 подключены к первым выходам бл.ока 3 выбора канала, второй выход которого соединен с третьими входами третьих элементов И 18.

Входы детектора 4 максимального сигнала соединены с пеовыми входами блока 3 выбора канала и первыми входами блока 25 ключей, вторые входы которого соединены с выходами дешифратора 31, входы которого-подключены к второму входу блока 3 выбрра канала, выходы дешифратора 31 соединены с пеовшт выходами блока 3 выбора канала, выход детектора 24 соединен с первым входом блока 26 сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока 25 ключей, выход блока 26 сравнения подключен к первому входу триггера 27, второй вход КОТОРОГО соединен с третьим входом блока 3 выбора канала, первый выход триггера 27 подключен к пеовому входу элемента И 28, второй вход которого соединен с выходом генератора 30 и четвертым выходом бло5 ка 3 выбора канала, выход элемента

И 28 подключен Ко входу счетчика 29, выходы которого подключены к третьим выходам блока 3 выбора канала, второй выход которого подключен ко второму выходу триггера 27.

Пёоеключатель 12 представляет собой набор элементов И с двумя вхоДс1ми каждый, одного инвертора и элементов ИЛИ по числу разрядов кода адреса. Число элементов И равно удвоенному, числу разрядов кода адреса, одна половина которых подключена к выходам счетчика 29, а другая: - к выходам счетчика 1О. Вторые входы элементов И, подключенных к счетчику 10, непосредственно соединены с выходом триггера 15, а вторые входы элементов И, подключенных к счетчику. 29, соединены с выходом триггера 15 через инвестор.

БЛОК 5 сравнения представляет , собой набор стандартных блоков сравнения по числу датчиков, аналогичных блокам 6 сравнения.

Устройство работает следующим Образом.

В зависимости от выходного сигнала задатчика 13 времени устройство работает в двух режимах.

Первый режим - режим адаптивного подключения сигналов датчиков 1 к регистриоуюшему устройству 9, т.е. режим работы известного устройства. При этом по окончании регистрации предыдущего параметра регистри- ,, рующее устройство 9выдает импульс Конец регистрации. Этот импульс может вырабатываться либо самим регистрирующим устройством 9. либо специальным генератором, период следования импульсов которого определяется временем регистрации. На выходе задатчика 13 времени - нулевой сигнал. Сигнал от регистрирующего устройства 9 поступает на блок 11 сравнения кодов, где происходит сравнение кода на выходе счетчика 10 и кода, поступившего на вход дешифратора 31 в предыдущем цикле. Если эти коды одинаковые, то счетчик 10 переключается в следующее положение сигналом от блока 11, а задатчик 13 (счетчик) сбрасывается в начальное положение. Если указанные коды неодинаковы, то сигнал на выходе блока 11 не появляется. Одновременно сигнал от регистрирующего устройства 9 через элемент И 19, второй вход которого стробирован единичным сигналом от инвертора 22, устанавливает триггер 27 в единичное состояние, а триггер 15 в нулевое состоят ние (если до этого триггер 15 был в другом состоянии-, так что к входу ешифратора 31 через переключатель 12 окажется подключенным счетчик 29, и импульсы от генератора 30 через

элемент И 28 поступают на вход счетчика 29.

Напряжения с ППА 2 одновременно поступают на детектор 24 максимального сигнала и на блок 25 ключей. На выходе детектора 24 всегда присутствует наибольшее напряжение от всех ППА. Это наибольшее напряжение подключено к первому входу блока 26 сравнения, к второму входу

которого подается напряжение от ППА 2 через блок 25 ключей. Если напряжения на входах блока 26 сравнения iоказываются одинаковыми, то блок 26 вьщает сигнал, запрещающий через

триггер 27 и элемент И 28,дальнейшее прохождение импульсов с генератора 30 на счетчик 29. На выходе счетчика 29 образуется код (например, двоичный) номера (адрес ) канала,

У которого в данный момент погрешность аппроксимации входного сигнала наибольшая. Сигнал с соответствующего выхода дешифратора 31 поступает на первый вход элемента И 16, на

второй вход которого поступает сигнал от блока 5сравнения. Кроме того, на третий вход элемента И 16 поступает единичный сигнал со второго выхода триггера 27. Этот сигнал необходим для того, чтобы на регистрирующее УСТРОЙСТВО 9 сигналы в процессе поиска наиболее активного канала не Подавались. Единичный сигнал на выходе какого-либо элемента И 16 появится только в том случае, если

данный элемент 16 соответствует каналу с наибольшей погрешностью аппроксимации, и эта погрешность больше или равна заданной, определяемой,блоком 14 задания погрешности.

По окончании регистрации выбранного параметра происходит сброс ППА 2 этого канала от элемента И 17.

При высокой активности входных сигналов ППА 2 в некоторых каналах

могут работать в режиме насыщения и, в пределе, устройство может пе-. рейти на неадаптивный режим работы, режим поочередной регистрации. Для исключения этого явления устройство содержит блоки 4, 6, 7 и шину 23 источника максимального напряжения, осуществлякхцих обратную связь по погрешности аппроксимации и регулирование передаточной характеристики ППА 2 таким образом,что передаточная характеристика выводится на линейный участок, и блок 3 выбора канала выбирает канал с наибольшей погрешностью аппроксимации.

Одновременно аадатчик 13 времени заполняетсй импульсами от генератора 30. Время заполнения устанавливается равным максимально воэмо жному интервалу между отсчетами одного канала и определяется как ди