Устройство для измерения технологических параметров Советский патент 1987 года по МПК G06F17/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения информационно- измерительных и телемеханических .систем.

Цель изобретения - повьшшние точности измерения технологических параметров.

На чертеже представлено устройство для измерения технологических пара- метров.

(1)

Устройство содержит генератор 1 Представим входной сигнал датчика тактовых импульсов, триггер 2, блок 3 5 в виде ряда Фурье с частотой первой считывания параметра, формирователь t5 гармоники СО, : 4 частотных характеристик, датчик 5

параметра, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 6, первый коммутатор 7, функциональный преобразователь (t)

Z1 ag. cos eu,t «- |S bg X

X sin

ext

(2)

рье 8, пятьй 9 и шестой 10 блоки ум-20 подставим соотношения (1) и (2) в

ножения (БУ), второй коммутатор 11,интегральное уравнение

первый сумматор 12, первьй 13, вто-y(t) J x(t - t ) q ( о) d c, (3) рой 14, третий 15 и четвертый 16 БУ,

где q(t) - весовая характеристика

инвертор 17, второй 18 и третий 19 сумматоры, первьш 20 и второй 21 блоки деления (БД).

Устройство работает следующим образом, .

Сигнал с генератора 1 тактовых импульсов, представляющего собой муль- тивибратор, поступает на вход триггера 2 и устанавливает его в обратно состояние. Сигнал инверсного выхода триггера 2 разрешает запись кодовых комбинаций сигнала с датчика 5 пара- метра, полученных на выходе АЦП 6, в блок 3. Длительность процесса записи сигнала с АЦП 6 определяется частотой импульсов, вырабатываемь:х

генератором 1 тактовых импульсов,

По истечении заданного времени измерения t триггер 2 устанавливается

Поскольку выражение (4) - тождество, то приравнивая коэффициенты при

в исходное состояние, т.е. сигнал с его инверсного выхода разрешает счи- ,5 одинаковых гармонических составляю- тывание записанных кодовых комбинаций щих, получим систему двух уравнений сигнала датчика 5 в блоке 3, которые с двумя неизвестными а, Ц для каж поступают на вход преобразователя 8, дого Р 1,2,,,.,К. Решая полученную Одновременно с этим сигнал t инверс- систему, находим:

кого выхода триггера поступает на вход формирователя 4 и разрешает считывание заранее записанных значений вещественной Р(оз,) и мнимой Q(8«,) частотных характеристик датчика 5 (I 0,1,.,,,20), которые поступают на входы первого коммутатора. Формирователь 4 представляет собой два

одинаковых блока памяти с возможностью перезаписи информации, один из

которых служит для хранения Р(Есо,), а другой - QCtu,).

Сигнал с выхода блока 3 поступает на вход преобразователя 8, который осуществляет разложение выходного сигнала датчика 5 в ряд Фурье с частотой первой гармоники

27

/ч SS - «

О). ,.

ше

COS Cot + ZI n e.1

(1)

входной сигнал датчика Фурье с частотой перво

Z1 ag. cos eu,t «- |S bg X

ext

(2)

y(t) J x(t - t ) q ( о) d c, (3)

5

5

где q(t) - весовая характеристика

датчика 5. После подстановки получим:

П1о Ji-лЛ

Т m . cos-eo,t+

D.

К

.

E t.

уР(0)+ Z: aeP(«u.)+ beQ(co,)-X

Ь„ P(tu,)-ae Q(eo,)v

к r X COS Eo, t + 21 bg

e-1 L X sinfco,t.

(4)

где P(Eco,) и Q(8c),) - соответственно значения вещественной и мнимой частотных характеристик датчика 5 на частотах со оз, ( Е 1 , 2,. .,, К) ;

Р(0) - значение вещественной частотной характеристики датчика 5 на частоте U 0.

Поскольку выражение (4) - тождество, то приравнивая коэффициенты при

одинаковых гармонических составляю- щих, получим систему двух уравнений с двумя неизвестными а, Ц для каж дого Р 1,2,,,.,К. Решая полученную систему, находим:

(есо) - (w,)

е - p4iu )Q(

(5)

пеР(еи,)+ m.g(EWi). е РЧ1а) -н 5 ГЕи) Сигналы, соответствующие коэффициентам разложения в ряды Фурье сигнала y(t), mg и ng, поступают на входы второго коммутатора 11, Первый выход первого коммутатора 7, содержащий

вь ппения точности измерения технологических параметров, в йего йведены блок считывания параметра, формирователь частотных характеристик, функциональный преобразователь, второй коммутатор, шесть блоков умножения, второй и третий сумматоры, два блока деления, аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к выходу

31302299

значения Р(6со,), соединен с входами ВУ 9, а второй выход первого коммутатора 7, содержащий Q(Eo,), соединен с входами БУ 10, сигналы с выходов БУ 9 и 10 поступают на вход первого 5 сумматора 12, на выходе которого получаем сигнал, соответствующий знаменателю выражений (5): Р(о,) + + Q(co,). Значения Р(С),) поступают на первые входы БУ 13 и 16, а Q(Q,) 0 датчика параметра, а выходом - к ин- поступают на первый вход БУ 15 и че- формационному входу блока считывания рез инвертор 17 на первый вход БУ 14, на вторые входы БУ 13 и 14 поступает сигнал, соответствующий коэффициенту п с первого выхода второго коммутатора 11, а на вторые входы БУ 15 и 16 - сигнал, соответствующий коэффициенту mg с второго выхода второго коммутатора 11, Сигналы с выходов БУ

20

параметра, соединенного управляющим входом с инверсным выходом триггера, подключенного установочным входом к 5 выходу генератора тактовых импульсов, а выход блока считывания параметра соединен с входом функционального , преобразователя, подключенного к пер- чому и второму входам второго коммутатора, соединенного первым выходом с первыми входами соответственно первого и второго блоков умножения, а вторым выходом - с первьши входами третьего и четвертого блоков умноже13 и 15 поступают на входы второго сумматора 18, на выходе которого получаем сигнал, соответствующий п х X P(cj,) + meQ(u,), сигналы с выходов БУ 14 и 16 поступают на входы третьего сумматора 19, на выходе ко- ния, выход 1 первого и третьего блоков торого получаем сигнал, соответствую- умножения подключены соответственно щий mg Р(сэ,) - Hg P(Cu,). Сигнал с выхода первого сумматора 12 поступает на первый вход БД 20, а на второй вход БД 20 - сигнал с выхода второго -30 ветственно к первому и второму входам сумматора 18, таким образом, на выхо- третьего сумматора, а выходы второго де первого БД 20 получаем сигнал, соответствующий коэффициенту Ь.

Сигналы с выхс. дав БУ 14 и 16 поступают на входы третьего сумматора 35 входы которых подключены к выходу 19, сигнал с выхода которого поступа- первого сумматора, соединенного пер- ет на первый вход второго БД 21, на второй вход БД 21 подается сигнал с выхода первого сумматора 12, таким образом, на выходе БД 21 получаем 40 сигнал, соответствующий а.

Количество тактов работы устройства определяется числом К членов разложения в ряд Фурье выходного сигнала датчика 5 и определяется преоб- 5 ных характеристик, соединенного вхо- раэователем 8.дом с инверсным выходом триггера,

первый выход первого коммутатора подФормула изобретения ключен к вторым входам первого -и четвертого блоков умножения, второй выУстройство для измерения техноло- 50 ход подключен к второму входу третьего и через инвертор к второму входу второго блока умножения, а выходы - первого и второго блоков деления соединены соответственно с первым и вторым выходами устройства.

к первому и второму входам второго сумматора, выходы четвертого и второго блоков умножения подключены сооти третьего сумматоров соединены с первыми входами первого и второго блоков деления соответственно, вторые

вым и вторым входами соответственно с выходами пятого и шестого блоков умножения, первые и вторые входы которых подключены соответственно к пер- первому и второму выходам первого коммутатора, связанного первым и вторым входами, соответственно с первым и вторым выходами формирователя частотгических параметров, содержащее датчик параметра, генератор тактовых импульсов, триггер, первый коммутатор, первый сумматор и инвертор, отличающее ся тем, что, с целью по-55

ВНИИПИ

Заказ 1218/49 Тираж 673 Подписное

Произв.-полигр.--пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

вь ппения точности измерения технологических параметров, в йего йведены блок считывания параметра, формирователь частотных характеристик, функциональный преобразователь, второй коммутатор, шесть блоков умножения, второй и третий сумматоры, два блока деления, аналого-цифровой преобразователь, подключенный входом к выходу

датчика параметра, а выходом - к ин- формационному входу блока считывания

датчика параметра, а выходом - к ин- формационному входу блока считывания

параметра, соединенного управляющим входом с инверсным выходом триггера, подключенного установочным входом к выходу генератора тактовых импульсов, а выход блока считывания параметра соединен с входом функционального преобразователя, подключенного к пер- чому и второму входам второго коммутатора, соединенного первым выходом с первыми входами соответственно первого и второго блоков умножения, а вторым выходом - с первьши входами третьего и четвертого блоков умножения, выход 1 первого и третьего блоков умножения подключены соответственно ветственно к первому и второму входам третьего сумматора, а выходы второго

ния, выход 1 первого и третьего блоков умножения подключены соответственно ветственно к первому и второму входам третьего сумматора, а выходы второго

к первому и второму входам второго сумматора, выходы четвертого и второго блоков умножения подключены соотния, выход 1 первого и третьего блоков умножения подключены соответственно ветственно к первому и второму входам третьего сумматора, а выходы второго

входы которых подключены к выходу первого сумматора, соединенного пер-

и третьего сумматоров соединены с первыми входами первого и второго блоков деления соответственно, вторые

входы которых подключены к выходу первого сумматора, соединенного пер-

ных характеристик, соединенного вхо- дом с инверсным выходом триггера,

вым и вторым входами соответственно с выходами пятого и шестого блоков умножения, первые и вторые входы которых подключены соответственно к пер- первому и второму выходам первого коммутатора, связанного первым и вторым входами, соответственно с первым и вторым выходами формирователя частот

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения информационно- измерительных и телемеханических систем. Цель изобретения - повышение точности измерения технологических параметров за счет динамических свойств измерительных преобразователей. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, триггер 2, блок 3 считывания параметра, формирователь 4 час- .тотных характеристик, датчик 5 параметра, аналого-цифровой преобразователь 6, первый коммутатор 7, функциональный преобразователь 8, пятый 9, шестой 10 блоки умножения, второй коммутатор 11, первый сумматор 12, первый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16 блоки умножения, инвертор 17, второй 18, третий 19 сумматоры, первый 20, второй 21 блоки деления. 1 ил. с в (Л /Z шыи ±± 20 Z1