Устройство для предварительной обработки информации Советский патент 1991 года по МПК G06F3/05 

rep 8. Положительный эффект достигается за счэт приведения показаний автономных измеритепьных блоков к едино

му моменту времени и за счет соответ- ,

ствующего вычисления и учета поправок, вычисленных в текущем и предыдущих циклах измерения. 1 з.п.

3 ил .

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многоканальных информационно-измерительных системах, состоящих из двух разнесенных автономных измерительных блоков. Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет приведения показаний двух автономных измерительных блоков к единому моменту времени и повышение точности измерения. Устройство содержит пять регистров 1, 2, 3, 10, 11, арифметический блок 4, СЧРТЧИК 5, элемент 6 чадерж- ки, генератор 7 образцовой частоты, элемент И-НЕ 9, элемент НЕ 12 и триг- с Sjp (Л ОЭ СО со со 00 СЛ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в многоканальных информационно-измерительных системах, состоящих из двух разнесенных автономных измерительных блоков.

Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности применения его в системах с двумя разнесенными автономными измерительными блоками для приведения их показаний к единому моменту времени и повышение точности измерения.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы измерительной системы; на фиг.З - блок-схема алгоритма работы устройства.

Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 регистры, арифметический блок 4, счетчик 5 и элемент 6 задержки, генератор 7 образцовой частоты, триггер 8, элемент И-НЕ 9, четвертый 10 и пятый 11 регистры и инвертор 12.

Арифметический блок 4 содержит первый 13, второй 14 и третий 15 сумматоры, делитель 16 и узел 17 умножения .

На фиг.1 обозначено: первый 18 и второй 19 информационные входы устройства, первый 20 и второй 21 управляющие входы устройства,первый 22 и второй 23 информационные выходы устройства, управляющий выход 24 устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на выходе триггера 8 присутствует нулевой потенциал, который поступает на управляющий вход счетчика 5 и тем самым удерживает его в нулевом состоянии, запрещая переключение счетчика импул сами генератора 7, поступающими на его счетный вход. На первый 18 и второй 19 информационные входы устройства поступает соответственно ин

0

5

0

5

0

5

0

5

формация от первого и второго измерительных блоков (не показаны), которая сопровождается стробирующими сигналами соответственно на первом 20 и втором 21 управляющих входах. В исходном состоянии информация на входах 18 и 19 не определена, а на входах 20 и 21 и выходе 24 присутствуют нулевые (нерабочие yponmi.

На входы 18 и 19 устройства поступает информация с двух идентичных измерительных блоков, работающих автономно. Каждое слово информации сопровождается стробирующим сигналом на своем управляющем входе 20 и 21. Стробирующие сигналы поступают через равные промежутки времени, в течение которых в измерительных блп- ках происходит накопление прирл црний измеряемой величины. Вследствие того, что оба блока полностью автономны их стробирующие сигналы могут быть произвольно сдвинуты во времени один относительно другого (фиг.2). Задачей устройства является приведение показаний ичмеритепьнмх блоков к единому моменту времени, в данном случае - к моменту прихода второго стробирующего сигнала на вход 21.

В процессе работы измерительный блок устанавливает на вход 19 устройства информацию, которую сопровождает стробирующим сигналом по входу 21 устройства. По сигналу строба информация записывается во второй регистр 2, а триггер 8 устанавливается в единичное состояние, тем самым разрешая

счетчику 5 отсчет временного интервала .

На блок-схеме алгоритма (фиг.8) момент ожидания второго стробирующего сигнала по входу 21 изображен блоком а. Затем одновременно выполняются блоки б и в.Работа счетчика 5 времени отражена блоками г, д и е и осуществляется циклически до тех пор, пока устанавливается в .единичное состояние триггер 8, т.е. до прихода стробирующего сигнала на

первый управляющий вход 20 устройства .

Положительным фронтом строба на входе 20 происходит, перезапись содержимого первого регистра 1 в третий регистра 3, а в первый регистр 1 записывается информация с первого информационного входа 18 устройства (блоки ж и з). Этот ке сигнал поступает на элемент И-НЕ 9, на выходе которого во время поступления импульса от генератора 7 формируется отрицательный импульс, в момент окончани которого, т.е. наступления паузы между импульсами генератора 7 (блок и), его положительным фронтом происходит перезапись содержимого счетчика 5 в четвертый регистр 10 (блок к) и сброс триггера 8 (блок л). Так как переключение счетчика 5 осуществляется положительным фронтом импульса генератора 7, а занесение информации со счетчика 5 в регистр происходит в паузе между импульсами, обеспечивается надежная работа схемы, так как исключается возможность перезаписи информации в регистр 10 в момент переключения счетчика 5.

Сброс триггера 8 (блок л) приводит к сбросу счетчика 5 (блок м) и блокировке элемента И-НЕ 9 так, что повторная выработка импульсов на выходе элемента И-НЕ 9 в данном цикле измерения не произойдет.

После обновления содержимого первого 1 и третьего 3 регистров (блоки з и ж) на первом сумматоре 13 арифметического блока 4 происходит вычисление разности их содержимого (блок н) по формуле

1 -I

ХД- Х, м

где Х - текущее измеренное значение сигнала первого измерительного блока, содержащееся в первом регистре 1; предыдущее измеренное значение, хранящееся в третьем регистре 3.

Вычисленная разность поступает на делитель 16, где производится определение текущего весового коэффициента путем деления вычисленной разности на известный заранее фиксированный временной интервал измерения, который поступает на второй вход делителя 16 (не показан). Весовой

коэффициент определяется делителем 16 (блок о) по формуле

К

ХД п

0

5

0

5

где

п величина фиксированного временного интервала, на котором производятся измерения .

Значение весового коэффициента поступает на второй вход узла 17 умножения, на первом входе которого находится величина значения интервала времени рассогласования циклов работы измерительных блоков, ранее записанная в четвертом регистре 10.

В узле 17 умножения производятся вычисления поправки, которая равна величине измерения показаний первого измерительного блока за время, прошедшее после поступления последнего информационного значения от второго измерительного блока (фиг.2). Вычисления производятся в узле 17 (блок п) по формуле

Д. К;-)

где с время рассогласования между циклами работы измерительных блоков.

Вычисленное значение поправки поступает на первый вход второго сумматора 14, на втором входе которого находится текущее измеренное значение сигнала первого измерительного блока. Во втором сумматоре 14 производится вычитание вычисленной по1- правки из показания прибора (блок р). Разность определяется по формуле

X -X,. - Д..

Значение вычисленной разности поступает на первый вход третьего сумматора 15, на второй вход которого- поступает значение поправки, хранящейся в пятом регистре 11. В сумматоре 15 выполняется операция сложения (блок с) по формуле

хп

+ л-,

где Л;., - значение поправки, вычисленной в предыдущем цикле измерения. Одновременно с выполнением процедуры

вычисления приведенного значения сигна

ла в указанных блоках, происходит отработка элемента 6 задержки в блоках т и у. Время задержки элемента 6 задается таким, что после окончания процедуры вычисления происходит окончание времени задержки, и на управляющем выходе 24 устройства устанавливается стробирующнй сигнал. При этом информация на первом 22 и вто- ром 23 выходах устройства считается приведенной к единому моменту времени.

После окончания сигнала на первом управляющем входе 20 (блок х) про- исходит снятие сигнала строба с управляющего выхода 24 устройства (блок ц).При этом данный сигнал своим задним фронтом, прошедшим через инвертор 12 производит перезапись текущего значения поправки в пятый регистр 11 (блок г) .

Далее устройство переходит на выполнение блока а и описанные процессы повторяются.

Следует отметить, что устройство не содержит специальных схем для приведения его в исходное состояние,чем значительно упрощается его структура и работа, но при этом в первых двух циклах измерения содержимое третьего регистра 3 и пятого регистра 11 не содержат истинных значений измеренного и вычисленного значений параметров. Однако это не требует принятия каких-либо мер, поскольку в реальных измерительных системах такого типа всегда предусматривается достаточно большое время для выхода всего комплекса аппаратуры на рабочие режимы, и значения первых циклов измерения до выхода на рабочие режимы не используются.

Таким образом, введение в устройство генератора 7 образцовой часто- ты, триггера 8, элемента И-НЕ 9, четвертого 10 и пятого 11 регистров и инвертора 12 позволяет за счет соответствующего вычисления и учета поправок значительно повысить точ- ность измерения при использовании устройства в системах, в которых измеряемая величина задана приращениями, чем существенно расширяется область использования устройства, поз- валяя использовать его в указанных системах для приведения показаний двух автономных измерительных блоков к единому моменту времени. Степень

повышения точности пропорциональна величине рассогласования циклов измерения автономных блоков. Так как велчина рассогласования может быть произвольной и достигать величины целого цикла, то и величина поправки может достигать значения измеренной величины на текущем интервале измерения. Поэтому без учета поправки погрешность в предельном случае может достигать почти 100% на данном интервале, что равносильно по воздействию на измерительную систему тому, если бы вместо текущего измеряемого значения на нее подавалось бы предыдущее измеренное значение.

Формула изобретения

в) fatxod первого измерительного блока

X

6) выход Второго измерительного блока

Ун

Фиг. 2

ский блок содержит первый, второй и третий сумматоры,делитель и узел умножения, выходы которого являются группой выходов арифметического блока и соединены с группой входов второго сумматора, первые входы узла умножения являются третьими входами арифметического блока, вторые входы узла умножения подключены к выходам делителя, вход которого соединен с выходом первого сумматора,первые входы которого являются первыми входами арифметического блока, вторые входы первого сумматора являются вторыми входами арифметического блока и подключены к вторым входам второго сумматора, выход которого соединен с входом третьего сумматора, группа входов которого является четвертыми входами арифметического блока, выход третьего сумматора является выходом арифметического блока.

Xi

У1