УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОДИРОВАНИЯ ВЕЛИЧИН Советский патент 1971 года по МПК H03M1/50 H03M1/60 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовапо при построении информациоппо-измерительных систем и функциональных преобразователей.

Известны устройства для кодирования величин напряжения или сопротивления при нелинейной характеристике преобразования датчиков, содержащие коммутатор, усилитель, интегратор, детектор нуля, генератор опорной частоты, триггеры и реверсивный счетчик.

Целью изобретения является повышение точности измерения, уменьшение сложности устройства и повышение его помехозаш,ищенности.

В изобретении эта пель достигается тем,что устройство для кодирования величин напряжения или сопротивления при нелинейной характеристике иреобразования датчиков, содержащее коммутатор, усилитель, интегратор, детектор нуля, генератор опорной частоты, Tpiirгеры, реверсивный счетчик, отличающийся те:, что выходы датчиков соединены через коммутатор, предусилитель и двухпозициониый ключ с входом интегратора. Выход интегратора подключен к первому входу детектора, а второй вход детектора нуля связан с выходом триггера, который управляет двухпозицпонным ключом, причем один вход триггера соединен со схемой логики и автоматики, а второй с

выходом первого реверсивного счетчика, вход которого через днухпозиционпый ключ и схему «И подключен к входу генератора опорной частоты и к выходу триггера, входы которого подключаются к выходам детектора нуля и схемы логики и автоматики. Выход второго реверсивного счетчика соединяется через двухпозиционный переключатель и схему «И с выходом первого реверсивного счетчика и через

схему «И - с выходом генератора опорной частоты, а выход регулируемого источника опорного напряжения через схему логики и автоматики подключается к двухнозиционному ключу .интегратора.

В изобретении используется способ воспроизведения заданной функции полиномом типа:

г/ Со-f ... + йп.

тогда как в оольшинстве случаев для уменьшения погрешности от нелпнейности характера характеристики датчиков применяется кусочно-линейная аппроксимация. Способ воспроизведения заданной функции полиномом позволяет использовать метод двойного ипгегрирования и зпачительпо упростить все устройство, повыспть его точность п помехозащищенность. На фиг. I прпведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные дпаграммы.

Датчики Дь Д2, ..., через коммутатор соединены с иредварительпым усилителем 2, выход которого через двухиозициоииый переключатель 3 иодключен через интегратор 4 к детектору нуля 5. Источник онориого напряжения 6 соединен с вторым входом двухпозиционного переключателя. Реверсивный счетчик 7 нодключается через двухнозиционный нереключатель 5, схему «И 9, реверсивный счетчик 10 к двухнозициониому иереключателю /У. Триггер 12 соединяется с детектором нуля 5, двухпозициоииым иереключателем 5 и выходом реверсивного счетчика Ю. Онорный генератор 13 нодключен к схеме «И 14, второй вход которой связан с выходом триггера /5, входы которого соединены с блоком 16 (логикой и схемой автоматики) унравлення и детектором нуля 5.

Если на вход интегрирующего усилителя в течение времени Го нодать измеряемое напряжение Ux, а по истечении этого времени подать нанряжение UQI обратной иолярности и разряжать конденсатор интегратора до нуля, то получим время r.v, , :нронорционалы1ое нанряжению /7.Х-.

Ii

Т - ff А - 77 - хf/oi

Во втором цикле работа интегратора аналогична оиисанной выше с той линль разницей, что на вход усилителя ианряжеиие .v подается в течение времени 7,,-, , а коидеисатор разряжается наиряжением UQZ в течение времени

То

(J2

.V. -Loi O-2

Таким образом, после второго цикла интегрирования выходная величина Т,, нропорцнональна квадрату входной величины.

Заполняя интервалы времени Т, , Гд, , ..., F.v,; импульсами от опорного генератора, следующими с частотой /01 после п-циклов интегрирования, получим цифровой отсчет, пропорциональный га-й степени входного напряжения:

Г -- Г f - ° f J

1 - п -f

c oi-01

NO

-,

N,

t/oit/o

.

fJoiUo- UQ , . : . , UQI

Выполнив условие: а - - а - °

}Ил

к- I

и суммируя значения N, ..., -Vn, получим значение в цифровом виде с учетом нелинейности характеристики датчика.

Работа с.хемы нроисходит следующим образом.

Блок 16 формирует импульсы, которые, воздействуя на коммутатор 1, подключают поочередно все датчики к входу усилителя 2.

нал, который через логику осуществляет установку на реверсивном счетчике 10 числа //о и подключает набор значений напряжений UQJ в источнике опорных напряжений 6, которые соответствуют данному датчику. Значения NOJ и UQJ предварительно рассчитываются и вводятся в блок 16 в виде вставок. Задний фронт пускового имиульса управляет началом цикла измерения. Сигнал, который формируется из заднего фронта пускового импульса, поступает на триггеры 12 и 15 и устанавливает двухнозициониые переключатели 8 и 11 ъ положение / и // соответственно. При этом триггер 15 дает разрешение на прохождение импульсов от 5 генератора 13 опорной частоты через схему «И 14 на вход реверсивного счетчика 10, а триггер 12 устанавливает двухнозиционный переключатель 5 в положение /.

Импульсы, поступающие от генератора 13 опорной частоты, снисывают число Ло, и через

т время на выходе реверсивного счет/01

чика 10 формируется импульс, который фиксирует момент установки декад счетчика 10 в

5 «нули. Импульс, сформированный на выходе счетчика 10, постунает на схему «И 9, давая разрешение на прохождение импульсов от генератора 13 и одновременно воздействует на триггер 12, который устанавливает переключатель ,3 в положение // (т. е. подключает источник опорного нанряжения 6 и дает разрещение на работу детектора нуля 5. Таким образом на вход интегратора 4 подается нанряжение t/oi, которое разряжает конденсатор до

5 пуля. Детектор нуля 5 фиксирует момент времени, когда выходное напряжение иптегратора 4 достигает нулевого уровня и вырабатывает в этот момент импульс, который, действуя на триггер 15, запирает схему «И 14, запрещая прохождение импульсов от генератора 13 на счетчик 7.

Одновременно этот же импульс поступает на блок 16, который выдает сигнал для установки нового значения Lo2 и подготовки всей схемы

5 для работы во втором цикле.

В результате первого цикла работы в счетчике 7 будет заиисано число:

Ni Т,, f,,

TO

Ujf, получим

учитывая, что Т

t/01

Tgfn

, a,U,,

Un

где

To/oi

a,

01

Работа прибора во втором цикле аналогична онисанной выше. После второго цикла в реверснвном счетчике 7 будет записано число

N,,N,,N,, a,U, + a,Ul.

будетзаписано число + N2 + , ..., +Nn + ....

Число членов ряда (соответствеино и число циклов) определяется необходимой степенью точности приближения ряда ) к функции (x).

По окончании всех циклов интегрирования число Л поступает на цифропечать, после чего выдается сигнал на коммутатор / для подключения следующего датчика.

Работа прибора с датчиками сопротивления аналогична описанной выше за исключением того, что коммутатор подключает датчики сопротивления к точкам а и б усилителя 2.

Предмет изобретения

Устройство для кодирования величин напряжения или сопротивления при нелинейной характеристике преобразования датчиков, содержащее датчики, подключенные через коммутатор к входу предусилителя, выход которого через переключатель соединен с входом интегратора и выходом источника опорного напряжения; детектор нуля, вход которого подключен к выходу интегратора, выход - к блоку управления и входу первого триггера; rewepaтор опорной частоты, выход которого соединен с одним входом схемы «И, другой вход которой подключен к выходу первого триггера; второй триггер, один вход которого соединен с выходом блока управления, а выходы иодключены соответственно к детектору нуля и управляющему входу переключателя, и реверсивный счетчик, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно содержит дополнительно реверсивный счетчик,

переключатели и схему «И, один вход которой соединен с выходом первой схемы «И и через один дополнительный переключатель - с реверсивным счетчиком, другой вход схемы «И подключен к выходу реверсивного счетчика и другому входу второго триггера, а выход через другой дополнительный переключатель соединен с входом дополнительного реверсивного счетчика.

Пусиовай

Моменгл устинабfLfnpuSopaf/ae f7O a fef/ife