Устройство для обработки сигналов частотных датчиков Советский патент 1985 года по МПК G06F17/00 

чика, вход второго элемента сигналива схемы сравнения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ .СИГНАЛОВ ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее два счетчика, схему сравнения, преобразователь частоты в код, блок памяти, первый элемент сигнализации, регистр вывода, выход которого соединен с входом индикатора, генератор тактовых импульсов, о т л и ч а.ющ е е ся что, с целью повышения быстродействия, него введены регистр начального кода, регистр адреса, кнопка начального пуска, переключатель коррекции, переключатель режима, второй элемент сигнализации, элемент И, ИЛИ, дифференцирующий элемент и элемент задержки, выход которого соединен с входом переключателя режима, первый и второй выходы которого подключены соответственно к входам разрешения записи и разрешения считывания блока памяти, адресный вход которого соединен с выходом разрядов регистра адреса, а информационный вход является первым информационным входом устройства, информационный выход блока памяти соединен с информационным входом регистра вывода, разреиЛающий вход которого и первый вход элемента ИЛИ соединены с выходом разрешения запуска блока памяти, выход дифференцирующего элемента подключен к разрешающему входу регистра адреса и к входу элемента задержки, первый и второй входы схемы сравнения соединены соответственно с выходами разрядов регистра начального кода и первого счетчика, информационные входы I которых соединены с информационным (Л выходом преобразователя частоты в код, выход равенства кодов схемы сравнения подключен к первому входу элемента И и к входу дифференцирующего элемента, второй вход элемента И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход подключен к счетным входам первого и второго счетчиков, выходы разрядов второго счетчика соединены синформационным входом регистра адреса, второй вход элемента ИЛИ соединен-с выходом кнопки начального пуска,вход которой является входом пуска устройства, выход элемента ИЛИ подключен к входу запуска преобразователя частоты в код, информационный вход которого является вторым информационным входом устройства, а выход окончания преобразования соединен с установочными входами первого и второго счетчиков и через переключатель коррекции - с разрешающим входом регистра начального кода, вход первого элемента сигнализации соединен

Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительной технике и может быть использовано ,сшя измерения физических величин с п эмощью высокочастотных датчиков .

Целью изобретения является повы- .шегше быстродействия и упрощение эксплуатации устройства.

На фиг, 1 представлена схема устройства , на фиг. 2 -последовательность формирования управляющих сигналов.

Устройство содержи частотный датчик 1, преобразователь 2 частоты в код, шину 3 данных, выход 4 сигнала окончания преобразования, переключатель 5 коррекции, регистр 6 начального кода, счетчик 7, схему 8 сравнения с выходом 9, генератор 20 тактовых импульсов, элемент И .11, счетчик 12, регистр 13 адреса, дифференцирующий элемент 14, блок 15 памяти с информационньм входом 16, информационным выходом 17 и управляющим выходом 18, элемент 19 задержки, переключатель 20 режима регистр 21 вывода, индикатор 22, кнопку 23 начального пуска, элемент 24 ИЛИ, элементы 25 и 26. сигнализации.

Устройство работает следующим образом.

Запуск устройства поСЛе включения питания осуществляется с помощью кнопки 23 на.чальйого пуска через элемент ИЛИ 24 путем запуска преобразователя 2 в момент t,. В момент tg через время счета ut tj - t, преобразователь 2 вьщает в шину 3 код . частоты far, а на выход 4 -сигнал конца преобразования. Код частоты записывается в счетчик 7 и затем срабатывается в схеме 8 сравнения с начальным кодом fag, хранящимся в регистре 6. Код fag записывается в регистр 6 однократно при заданном на входе датчика начальном (нулевом) значении измеряемой величины и нажатом переключателе 5. За счет выбора fttn F. с момента t, форми3 y-WMH.руется сигнал на выходе схемь о (А В ), при этом сигнал на выходе 9 равен нулю и на счетные входы счетчиков 7 и 12 разрешается прохождение частоты f, с генератора 10 через элемент И 1,1 . Счетчик 7 работает в режиме вьиитания, и с каждым счетным импульсом значение кода 6 на его выходах уменьшается. В счетчике 12 синхронно с уменьшением кода счетчика 7 накапливается код разности 8 - А за счет установки счетчика 12 в нулевое состояние в момен tj. При равенстве кодов А и & в момент tj на выходе 9 схемы 8 формируется сигнал, блокирующий прохождение частоты чецез элемент И 11 и разрешающий запись кода разности В-А с выходов разрядов счетчика 12 в регистр 13 сигналом, продифференцрованным с помощью дифференцирующего .элемента 14. Через задержку времени t4 - tj сигналом с выхода элемента 19 задержки через переключатель 20 реяшма разрешается выборка двоично-десятичного кода измеряемой величины, хранящегося в ячейке блока 15 памяти с адресом, равным разности Б - А. По сигналу с выхода 18 в момент tg (Подтверждение выбоки) код изверяемой величины записывается в регистр 21 и отображается в индш а:торе 22.Одновременно сигналом с выхода 18 через элемент ИЛИ 24 осуществляеся повторньй запуск преобразователя 2, затем описанные процессы повторяются в интервале tg - t и т.д. Таким образом, один цикл от начала измерения до вьщачи результата на индикатор состоит из следующих отрезков времени: t j.. t - t 10 с - время преобразования частоты в код; t т t - t

В - А - - время, формирования кода

1

,(t Qft10

с), t

7 t ff - t

адреса

Bbfi; (2 - 3)10с - выборки значения А; из блока памяти и записи его в регистр 21. . При максимальной разности имеем t и -ipoi. ,«акс + 1ц(,|Б 2ЧО с. При меньших зна- . чениях разности В - А длительность цикла tu лежит в пределах 10 При необходимости 1,может быть снижено до 2-10 с выбором t., ,,,5, б 10 с (что вполне допустимо без существенного снижения точности измерения за счет высоких выходных частот датчиков и широкого диапазона их изменения) либо выбором частоты генератора 10f, 50 100 МГц (при использованни элемантов 7, 3, J1, 12 и 13 с рабочими чacтoтa И до 100 МГц), В этом случае возможно измерение физических величин с собственными частотами до 10 Гц. Разность кодаВ А является адре сом ячейки блока памяти, в которой хранится соответствующее этой разности значение измеряемой величины. Значения измеряемой величины в двоич но-десятичном коде записываются в по входам 16 при подаче сигна 1а запи си. Идентификация адресов ячеек блок памяти обеспечивается при этом одновременной подачей соответствующего значения измеряемой величины на вход датчика 1. Фактически режим записи в блок памяти является режимом поверки устройства в целом и может осуществляться 1-2 раза в год. Для коррекции значения частоты fo,, , хранящегося. в регистре 6, необходимо пр П17И А;| О на входе датчика 1 нажать переключатель 5 (Установка нуля). Для контроля и сигнализации о максимальном и минимальном, значениях измеряемой величины в устройстве предусмотрены элементы сигнализации 25 и 26, подключенные к выходу схемы 8 и к выходу нулевого кода счетчика 7 соответственно. Наличие сигнала на выходе А & схемы 8 говорит о выходе измеряемскй величины за нижний допустимьй предел г, а наличие сигнала на выходе нулевого кода счетчика 7 говорит о выходе измеряемой величины за верхний догг;-.-тикьй предел. В обоих случаях p-::: v. таты измерений могут быть некорректны и следует принять меры по устракекшо причиг; BoaHjiKHOEaHHH. с;гяа.ио;: указывающих на выход измерямой величины за допустимые пределы. Устройство может работать с автогекераторньми датчиками, характеристика которых может быть нелинейной, немонотонной. Главное требование к датчику - это стабильность его ха.рактеристики. За счет хранения характеристики датчика 1 в блоке памяти снимается требование к повторяемости характеристики в различных образцах датчиков, потому что вместе с датчиком можно сменить в блоке памяти весь массив значений измеряемой величины. Следует учитывать возможность авто- . матической записи информации в блоке памяти при проверке и изготовлении устройства, что существенно снижает трудоемкость процесса „ловерки и изготовления. Если устройство работает с датчиком абсолютного давления, то в качестве поверочного средства можно использовать автоматический задатчик АЗД-1М, которьй фop Dфyeт на выходе цифровой код давления а давление задается по nporjjaMMe,