Устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков Советский патент 1989 года по МПК H03M1/62 

Јь -vl

оо

СО СО Јъ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для получения кода измеряемой величины, являющейся функцией от периода сигнала частотного датчика. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности работы устройства. Устройство содержит частотный датчик 1, формирователь 2 измерительного интервала, первый элемент И 3, генератор 4 тактовых импульсов, второй элемент И 5, первый счетчик 6, блок 7 формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика, выполненный на программируемом постоянном запоминающем устройстве, второй счетчик 8, одновибратор 9, регистр 10 памяти. В устройстве применена кусочно-ломаная аппроксимация характеристики частотного датчика. Угол наклона каждого аппроксимирующего отрезка определяется кодом с выхода блока 7, который, в свою очередь, изменяется в зависимости от текущего содержимого старших разрядов счетчика 6. Код на выходе счетчика 6 является кодом измеряемой величины. 3 ил.

Фие. 1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для получения кода измеряемой величины, являющейся функцией от пе- риода сигнала частотного датчика.

Цель изобретения - увеличение быстродействия и повышение точности.

На фиг. 1 изображена Г ток-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг.З и 4 - графики характеристики частотного датчика и ее аппроксимация.

Устройство содержит частотный датчик 1, формирователь 2 измерительно- го интервала, первый элемент И 3, генератор 4 тактовых импульсов, второй элемент И 5, первый счетчик 6, блок 7 формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика, вы- полненный на программируемом постоянном запоминанием устройстве, второй счетчик 8, одновибратор 9 и регистр 10 памяти.

Устройство работает следующим об- разоМо

На вход частотного датчика 1 подает- - ся измерительный параметр Р. С выхода датчика 1 на вход формирователя 2 измерительного интервала поступает сигнал (фиг.2а), период которого несет информацию об измеряемом параметре. Формирователь 2 измерительного интервала формирует измерительный интервал (фиг.26), длительность которого составляет заданное число периодов сигнала датчика 1. Измерительные интервалы характеризуются положительным потенциалом на выходе формирователя 2, Промежутки между двумя изме- рительными интервалами равны одному периоду сигнала датчика. По фронту сигнала на выходе формирователя 2 устанавливается в начальное состояние первый счетчик 6 (при этом в него переписывается число начальной установки, скоммутированное на информационных входах) и сбрасывается второй счетчик 8. Во время измерительного интервала импульсы (фиг.2в) генерато- ра 4 тактовых импульсов поступают через первый элемент И 3 на счетный вход второго счетчика 8 и, поскольку в исходном состоянии на выходе одно- вибратора 9 присутствует единичный потенциал, через второй элемент И 5 на счетный вход первого счетчика 6, произведя декремент его содержимого (для возрастающей характеристики датчика в качестве счетного выбирается суммирующий вход). По тактовому импульсу на выходе переноса второго счетчика 8 появляется импульс, который запускает одновибратор 9. Последний формирует интервал нулевого потенциала длительностью в один период тактовой частоты (фиг.2р-). Тем самым блокируется поступление тактирующего импульса на счетный вход первого счетчика 6. Перепадом потенциала на выходе одновибратора 9 во второй счетчик 8 записывается код, получаемый из блока 7 формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика, адрес которого задается комбинацией m-старших разрядов на выходах счетчика 6. Код К;, считываемый из блока 7 формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика, соответствует определенному углу наклона характеристики частотного датчика (фиг.З)

oil arctg

К; + 1 ...

где К. + 2 - число тактовых импульсов, поступивших от генератора 4 тактовых импульсов;

К. + 1 - число тактовых импульсов , прошедших на счетчик 6 (фиг.2д),

и изменяется в зависимости от текущего содержимого старших разрядов счетчика 6 (фиг.2е).

Единичный импульс на выходе переноса счетчика 8 появляется каждый раз при поступлении на его счетный вход (К; +1)-импульса с момента его начальной установки кодом К; с выходов блока 7 формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика.

В течение измерительного интервала счетчик 6 может несколько раз пробегать диапазон своих значений (фиг.4), прежде чем выйти на рабочий диапазон.

Выбор рабочего диапазона определяется числом начальной установки PHilj счетчика 6.

По окончании измерительного интервала код изменяемой величины по перепаду сигнала на выходе формирователя 2 переписывается с выходов счетчика 6 в регистр 10 памяти (фиг.2ж) и выдается потребителю.

И

31478334

Точность воспроизведения кусочно- линейной характеристики частотного датчика не хуже единипы младшего разряда счетчика 6. Максимальный и минимальный тангенсы углов наклона характеристики датчика в данном случае могут отличаться максимумом в два раза, что соответствует большинству частотда угла наклона характеристики час тотного датчика, выполненный на пр граммируемом постоянном запоминающ устройстве, выход частотного датчи соединен с входом Лормирователя изм рительного интервала, выход которо подкпючен к входу начальной устано ки первого счетчика, входу сброса

ных датчиков (при необходимости боль-JQ второго счетчика, входу записи решеи градации следует обеспечить формирование одновибратором 9 интервала длительностью в 2, 3 и т.д. периода тактовых импульсов).

Таким образом, устройство позволяет формировать код измеряемой величины с высокой точностью за время преобразования частота - цифра.

Формула изобретения

15

20

гистра памяти, и второму входу первого элемента И, выход которого сое динен со счетным входом второго сче чика и первым входом второго элемен та И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, ин формационные входы которого объедин ны в две группы, подключенные соответственно к шинам питания и нулево потенциала, а выходы соединены с со ответствующими информационными вход ми регистра памяти, выходы которого являются выходами устройства, входы блока формирования кода угла наклон характеристики частотного датчика соединены с соответствующими выхода ми старших разрядов первого счетчик а выходы подключены к соответствующим информационным входам второго счетчика, выход переноса которого через одновибратор соединен с вторы входом второго элемента И и входом начальной установки второго счетчик

Устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков, содержащее генератор тактовых импульсов, вы-25 ход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй элемент II и регистр памяти, отличающее- с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения точности, on в него введены формирователь измерительного интервала, два счетчика, одновибратор и блок формирования коflf/ / / / / / .

г У V/ У У s J

8 г э

II

Ki+г Kj+1+2

да угла наклона характеристики частотного датчика, выполненный на прог- граммируемом постоянном запоминающем устройстве, выход частотного датчика соединен с входом Лормирователя измерительного интервала, выход которого подкпючен к входу начальной установки первого счетчика, входу сброса

второго счетчика, входу записи ре5

0

5 n

гистра памяти, и второму входу первого элемента И, выход которого соединен со счетным входом второго счетчика и первым входом второго элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого счетчика, информационные входы которого объединены в две группы, подключенные соответственно к шинам питания и нулевого потенциала, а выходы соединены с соответствующими информационными входами регистра памяти, выходы которого являются выходами устройства, входы блока формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика соединены с соответствующими выходами старших разрядов первого счетчика, а выходы подключены к соответствующим информационным входам второго счетчика, выход переноса которого через одновибратор соединен с вторым входом второго элемента И и входом начальной установки второго счетчика.

Д

ОТ

Ри,2.2 .

w

rrnn

Фиг.З

H.tj

Фиг. f

К;+2 Ki+1+2

Т(период)

max

mm

max