Устройство для измерения неэлектрических величин Советский патент 1988 года по МПК G01B7/00 

ПI

оо

Од

00

ел to

1

Изобретение относится к области измерений, в частности к автоматическому контролю и регулированию, и может быть использовано при измерениях различных незлектрических величин, например перемещений, деформаций, размеров.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства за счет выбора структуры, рационально использующей время измерения.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит датчик 1, измерительный автогенератор 2, генератор 3 опорных импульсов, злементы И 4-10, счетчики 11-14, реверсивный счетчик 15, блок 16 сравнения кодов, триггеры 17-20, одновибраторы 21 и 22, элемент ИЛИ 23, дешифратор 24, индикатор 25, шину 26 сброса и элемент НЕ 27. Выход датчика 1 через измерительный генератор 2 подключен к первым входам элементов И 4 и 5.

Устройство работает следующим образом. I

Частота генератора 3 опорных импульсов выбирается исходя из соотнош

1

ния

2

FO

U

где

FM частота

FC измерительного автогенератора 2, частота генератора 3 опорных импульсов .

При включении устройства триггер

17находится в нулевом состоянии,все ключи закрыты. В счетчики 14 и 13 импульсов предварительно заносится код числа Np, определяющего разрядность результата преобразования. Команда с инверсного выхода триггера

19управления открывает элемент И 5 и импульсы с выхода измерительного автогенератора 2 начинают поступать на вычитающий вход счетчика 14, а команда с инверсного выхода триггера

18управления открывает элемент И 6 и импульсы с генератора 3 опорных импульсов начинают поступать на вычитающий вход счетчика 15 импульсов. Команда с инверсного выхода триггера

20и нулевой потенциал с выхода триггера 17 открывают элемент 9 и импульсы с генератора 3 опорных импульсов начинают поступать на вход первого (младшего) разряда счетчика 11 импульсов .

В силу вьш1еприведенного соотношения частот ЕО и F первым обнуляется

10

15

е-30

3648522

счетчик 15. В результате обнуления счетчика 15 импульсов с его выхода отрицательного переноса поступает импульс на S-вход триггера 17 и переводит его в единичное состояние.Команда с инверсного выхода триггера 18 закрывает элемент И 6. Команда с выхода элемента И 10 открывает элемент И 4 и импульсы с измерительного автогенератора 2 начинают поступать на суммирующий вход счетчика 12 импульсов, команда с выхода триггера 17 открывает элемент И 7 и импульсы с генератора 3 опорных импульсов начинают поступать на суммирующий вход счетчика 15 импульсов.

Единичный потенциал с прямого выхода триггера 17 открывает по управляющему входу элемент И 8 и частота с генератора 3 опорных импульсов через элемент ИЛИ 23 поступает на вход счетчика 13, что соответствует удвоению частоты по входу счетчика 11.Поступление частоты с генератора 3 опорных импульсов на счетчики 13 и 15 продолжается до переполнения счетчика 14 импульсов.

Таким образом, в первом такте работы в счетчике 14 импульсов формируется временной интервал ,, который одновременно квантируется импульсами

20

25

35

с периодом следования Т,, в результате чего в счетчиках 11 и 13 формируется число-импульсный код

N.

NoT,/T, NO.

где К ТУТ„ Длительностьно представить

коэффициент преобразования . С,первого такта можNoT,

N.T.

45

причем

N, Ы„ + N

где

Npчисло импульсов, поступивших на суммирующий вход счетчика 15.

Q Импульс с выхода отрицательного переноса счетчика 14 поступает на R-вход триггера 17 и переводит его в нулевое состояние, а также поступает на установочный вход счетчика 14, в 5 который записывается код N „ из счетчика 15. Элементы И 5 и 7 закрываются. Нулевой потенциал с прямого выхода триггера 17 открывает элемент И 9 и импульсы с генератора 3 опорных импульсов поступают на вход младшего разряда счетчика 11. Поступление импульсов на счетчики 11 и 12 продолжается до момента равенства их кодов. При этом в момент совпадения кодов с блока 16 сравнения кодов поступит импульс на S-вход триггера 20, который выдаст команду на закрытие элементов И 9 и 4, Процесс измерения за- кончен.

При этом во втором такте формируется временной интервал NpT ,, который квантуется импульсами опорной частоты. Общее число импульсов, поступивших в счетчики 11 и 15, равно

N,

NoT, + NpT,

NoT,(N,-No)T. Т;

,

NCYT

1

Время формирования кода N равно г N«T, + (,-NpT)-f(NpT, - NpT),

где О,

NoT, + (NoT,-NoTj; (NoT,-NeTo) + NpT, - NpT

Полученный результат N j подсчитывается счетчиками 11 и 13, причем в интервале наложения О, и 0(фиг. 2) счет импульсов производится, минуя счетчик 11, что фактически соответствует счету импульсов с удвоенной частотой. Далее код N преобразуется в десятичный код дешифратором 24 и отображается на индикаторе 25 в масштабе, определяемом коэффициентом N

Формула изобретения

Устройство для измерения неэлектрических величин, содержащее датчик, измерительный автогенератор, генератор опорных импульсов, три элемента И, три счетчика, блок совпадения кодов, дешифратор, индикатор, шину сброса, выход датчика через измерительный автогенератор подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к входу первого счетчика, выходы которого подключены к первой группе входов блока сравнения кодов, выход второго .элемента И подключен к информационному входу второго счетчика,выходы данных кото рого подключены к второй группе входов блока совпадения кодов,выход генератора опорных импульсов подключен к

Q

15

0

35

первому входу третьего элемента И,вы- ход третьего счетчика подключен к первому входу дешифратора, выход которого подключен к входу индикатора, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения быстродействия устройства, в него введены с четвертого по седьмой элементы И, реверсивный счетчик, четвертый счетчик, элемент ИЛИ,элемент НЕ, четыре триггера,два одновибратора, выход измерительного автогенератора подключен к первому входу второго элемента И, выход генератора опорных импульсов подключен к первым входам четвертого, пятого и шестого элементов И, выход четвертого элемента И подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, выходы данных которого подключены к входам предустановки второго счетчика,выход заема которого подключен к его входу управления предустановкой и к R-входу первого триггера, выход которого че25 рез первый и второй одновибраторы подключен к S-входам соответственно второго и третьего триггеров, выход первого триггера подключен к вторым входам четвертого и пятого элементов И

30 и входу элемента НЕ, выход которого подключен к второму входу шестого элемента И, выход которого подключен к входу четвертого счетчика, первый выход которого подключен к первому входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу третьего счетчика,второй выход четвертого счетчика подключен к второму входу дешифратора, выход пятого элемента И подключен к второму входу элемента ИЛИ, инверсный выход второго триггера подключен к второму входу третьего элемента И,выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, выход которого подключен к S-входу первого триггера, прямой выход второго триггера подключен к первому входу седьмого элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выход блока совпадения кодов подключен к S-входу четвертого триггера, инверсный выход которого подключен к второму входу седьмого элемента И и третьему входу шестого элемента И, инвесрный выход третьего триггера подключен к второму входу второго элемента И, шина сброса подключена к R-входам второго, третьего и четвертого триггеров.

45

50

Л ,

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении различных неэлектрических величин, например перемещений, деформаций, размеров, С целью повышения быстродействия за счет выбора структуры, рационально использующей время измерения, в устройство, содержащее датчик 1, измерительный автогенератор 2, генератор 3 опорных импульсов, элементы И 4-6, счетчики 12-14, блок 16 сравнения кодов, дешифратор 24, индикатор 23, шину 26 сброса, введены элементы И 7- 10, реверсивный счетчик 15, триггеры 17-20, одновибраторы 21 vi 22, элемент ИЛИ 23, элемент НЕ 27. Эффект повьш ения быстродействия достигается тем, что интервалы времени измерения .частоты опорного генератора и измерительного генератора частично совмещены за счет увеличения вдвое частоты подсчитываемых импульсов в течение времени пересечения обоих интервалов. 2 ил. С (Л

Н

Фиг. г