Цифровое устройство для обработки информации многопараметровых частотных датчиков Советский патент 1985 года по МПК G01R23/10 

00

00

sj

ел

Од Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении телеметрических систем одновременного контроля нескольких разнородных физических параметров. Известно устройство для обработки информации двухпараметровых частотны датчиков, содержащее блок разделения каналов, опорный генератор и формирователь временных интервалов С . Данное устройство имеет низкую точность и не может обрабатьюать более двух частотных сигналов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровое устройство для обработки инфор мации двухпараметровых частотных датчиков, содержащее формирователь временных интервалов, опорный генератор, блок ключей, п реверсивных счетчиков, выход опорного генератора подключен к формирователю временных интервалов, выходы которого связаны с управляющими входами блока ключей, а выходы блока ключей соединены с суммирующими и вычитающими входами реверсивных счетчиков, и блок разделения каналов 23„ Недостатком известного устройства является низкая точность и невозможность обработки более двух частотных сигналов. Цель изобретения - повышение точности обработки информации и расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем что в цифровое устройство для обработки информации многопараметровых частотных датчиков, содержащее форми рователь временных интервалов, опорный генератор, блок ключей и п ревер сивных счетчиков, выход опорного генератора подключен к формирователю временных интервалов, выходы которог связаны с управляющими входами блока ключей, а выходы блока ключей соединены с суммирующими и вычитающими входами реверсивных счетчиков,введены распределитель импульсов и п блоков синхронизации, первые входы кото рых соединены с выходом опорного генератора, вторые входы подключены к выходам распределителя импульсов,, а выходы связаны с информационными вхо дами блока ключей, при этом выход опорного генератора подключен к вход распределителя импульсов, а входами устройства являются третьи входы блоков синхронизации. На чертеже показана функциональная схема цифрового устройства обработки информации многопараметровых частотных датчиков. Устройство содержит опорный reheратор 1, распределитель 2 импульсов , блоков 3 синхронизации,формирователь k временных интервалов, блок 5 ключей, п реверсивных счетчиков 6. Выход опорного генератора 1 подключен к формирователю 4 временных интервалов, выходы которого связаны с управляющими входами блока 5 ключей. Выходы блока 5 ключей соединены с суммирующими и вычитающими входами реверсивных счетчиков 6. Первые входы блоков 3 синхронизации соединены с выходом опорного генератора 1, а вторые входы подключены К выходам распределителя 2 импульсов. Выходы блоков 3 синхронизации подключены к информационным входам блока ключей 5. Выход опорного генератора подключен к-входу распределителя 2 импульсов. Входами устройства являются третьи входы блоков 3 синхронизации, на которые подаются выходные сигналы автогенераторов, кварцевые резонаторы которых включены в многопараметровый чувствительный датчик. Устройство работает следующим образом. Сигнал опорного генератора 1 поступает на распределитель 2 импульсов, устройство 3 синхронизации и формирователь 4 временных интервалов. Для разделения во времени прихода фронтов импульсов информационных частот распределитель импульсов 2 формирует п сдвинутых друг относительно друга по фазе на - частот f(i 1,п), равных д/п, где f - частота опорного генератора 1. Обычно информационный сигнал, поступающий от датчика, гетеродинируется, поэтому информационные частоты F; (i 1,п) в 300-400 раз ниже, чем f. Это позволяет синхронизировать фронты информационных частот F, (i 1 ,п) с соответствующими fj (i 1,п) без существенных потерь информации. Максимальная задержка прихода фронта информационного импульса составит Тд- п, где Тд - период опорной частоты fg. Поскольку f гораздо выше. 311 чем информационные частоты, то задержка будет мала по отношению к периоду информационной частоты, кроме того, она не-накапливается, поэтому в худшем случае за все время счета tij она может привести к потере одного фронта информационной частоты, что не превьшает собственной погрешности реверсивного счетчика. Одновременно на входы устройств синхронизации подаются информационные частоты F. (i 1,п), по фронтам которых на выходе устройств синхронизации формируются короткие импульсы длительностью, определяемой частотой опорного генератора. Поскольку короткие информационные импульсы каждой из входных частот синхронизированы со своим сдвинутым по фазе сигналом, то они не совпадают во времени, что позволяет одновременно подавать их на соответствующие входы реверсивных счетчиков 6. Многопараметровый метод измерений основан на совместном использовании нескольких многомерных выходных сигналов автогенераторов, кварцевые резонаторы которых включены в многопар метровый чувствительньш-датчик. Причем эти сигналы различным образом за ВИСЯТ от измеряемых физических величин и благодаря возможности варьировать й широких пределах избирательность кварцевых резонаторов (коэффициенты чувствительности к измеряемым физическим параметрам) образуют в общем случае систему из п независимых уравнении о (() «-{ Г о)(VNo)-L((%-%) .п,(-Jg;«n,()- п() где Яр (.1,5-, 1 коэффициенты преобразования по , темпе1 атуре, силе кассе и другим параметрам;X -, (i 1, - измеряемые физические параметры; Х;о11 1,П - координаты реперторой определялись .коэффициенты чувствительности о , (i,j 1,п); { .1 1, о 1 - начальные частоты автогенераторов в 55 реперной точке; f.() - текущие частоты автогенераторов. Данное устройство определяет решесистемы уравнений вида (I) отноельно искомых параметров х. (i .n), Решение ищется в виде оэ(фициенты обратной матрицы А деляются как 0,j 1, п 1 - алгебраическое дополнение к элементу а матрицы А; Д - определитель матрицы А. се коэффициенты а;. имеют разость Н/Гц, и т.п,, что пояет перейти от системы уравнений к системе следующего вида N Т F, N - вектор выходных кодов, образующихся в реверсивных счетчиках;Т - матрица временных интервалов, в течение которых информационные частоты поступают на реверсивные счетчики; F - вектор информационных частот. ременные интервалы tj; (ij l,n), авляющие матрицу Т, определяются оотношения: tij Ка, , К - коэффициент пропорциональи, определяемый требуемой точное представления информации в двоич- коде. По сигналу Пуск блок 5,ключей обеспечивает коммутацию синхронизированных информационных частот к соответствующим входам реверсивных счетчиков 6 (что определяется знаком соответствующего коэффициента

Матрицы A) в течение интервалов времени, задаваемых формирователем 4 временных интервалов (длительности интервалов соотносятся как соответствукяцие коэффициенты матрицы А).

В результате по окончании самого большого временного интервала в реверсивных четчиках 6 сформируются коды ll(i «75), соответствуннцие искомым параметрам x.(i « 1 ,п)

Таким образом, введение в устройство распределителя импульсов и п

устройств синхронизации информативных частот с частотой опорного генератора, соединенных с опорным генератором, кроме того, подключен выходов распределителя импульсов к входам устройств синхронизации, а входов устройств синхронизации - .к информационным входам блока ключей выгодно отлнчает предлагаемое устройство от известного и позволяет значительно расширить его функционалные возможности и повысить точность обработки сигналов.

ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЩ1И МНОГОПАРАМЕТРОВЫХ ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее формирователь временных интервалов, опорный генератор, блок ключей и h реверсивных счетчиков, выход опорного генератора подключен к формирователю временных интервалов, выходы которого связаны с управляющими входами блока ключей, а выходы блока ключей соединены с суммирующими и вычитающими входа ми реверсивных счетчиков, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обработки информации и расширения функциональных возможностей, в иего введены распределитель импульсов и h блоков синхронизации, первые входы которых соединены с выходом опорного генератора, вторые входы подключены к выходам распределителя импульсов, а выходы связаны с информационными входами блока § ключей, при этом выход опорного генератора подключен к входу распределителя импульсов, а входами устройства являются третьи входы блоков синхронизации,с: