ЦИФРОВОЙ РЕГИСТРИРУЮЩИЙ ДЕВИОМЕТР Советский патент 1973 года по МПК G01R23/06 

Изобретение может быть использовано в технике телеизмерения, в системах автоматического контроля, например при регистрации информации о состоянии различных объектов, представленной в виде частотно-модулированных сигналов.

Известны измерительные устройства, построенные по принципу сравнения длительности измеряемого и опорного импульсов, с частотным управляющим сигналом, использующие электрические шаговые двигатели в качестве исполнительных элементов.

Такие устройства используют для привода регистрирующего элемента следящие системы с шаговыми двигателями и потенциометрическими датчиками обратной связи, а также узлы, выполняющие непрерывно-дискретные преобразования сигнала обратной связи, что вызывает дополнительную погрешность измерения и конструктивное усложнение устройства.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно содержит генератор досчета и в каждом канале буферный регистр и схему переписи, причем генератор досчета через первый вентиль подключен к коммутатору и буферному регистру, соединенному с коммутатором и через схемы «И, «ИЛИ с реверсивным счетчиком, связанным по входам со схемой переписи и со вторым вентилем,

2

подключенным через третий вентиль к генератору эталонной частоты н через счетчик эталонной частоты к схеме переписи, а счетчик эталонной частоты через распределитель и счетчик-делитель подключен к усилителю - формирователю.

Это позволяет упростить устройство и повысить точность его работы.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содерл ит идентичные электронные схемы в каждом канале (по обеим координатам). Рассмотрим электронную схему по первой координате, связанной с регистрирующим элементом, которая содержит усилитель-формирователь 1, предназначенный для формирования прямоугольных импульсов из синусоидального напряжения. Выход формирователя соединен со счетчикомделителем 2, со счетного выхода последнего разряда которого сигнал поступает на распределитель 3. Триггер 4 управляется импульсами с выходов формирователя и счетчикаделителя 2. Кварцеванный генератор - генератор эталонной частоты 5 - через вентиль 6 подключен на вход счетчика эталонной частоты 7, связанного со схемой переписи 8. Переход счетчика эталонной частоты через нулевое состояние фиксируется триггером 9, который управляет вентилем 10. Через этот вентилъ эталонная частота поступает на реверсивный счетчик //. Прохождение импульсов эталонной частоты по шине вычитания или сложения определяется состоянием триггера знака 12, который по входу и выходу связан с реверсивным счетчиком. Буферный регистр J3 связан с младшими разрядами реверсивного счетчика через схему «И 14, а со старшими разрядами - через схему «ИЛИ 15. Вентиль J6, связанный с генератором досчета 17, управляется буферным регистром, и по выходу связан с электронным коммутатором 18. Имнульсы с электронного коммутатора поступают на шаговый двигатель 19, который через редуктор 20 кинематически связан с регистрируюшим элементом, расноложенным на планшете 21.

Выход схемы перезаписи соединяется со входным устройством цифровой вычислительной машины и цифровым табло 22.

В режиме подготовки к работе триггеры счетчика-делителя 2 устанавливаются в нулевое состояние. В счетчик эталонной частоты 7 заносится число в дополнигельном коде, равное числу импульсов эталонной частоты, получающемуся в результате заполнения эталонной частотой N периодов измеряемой максимальной частоты.

В реверсивный счетчик 11 заносится число в прямом коде, равное разности между числами импульсов эталонной частоты при заполнении ею N периодов минимальной и максимальной измеряемых частот.

Вентили 6 и 10 удерживаются в закрытом состоянии триггерами 4 и 9, а вентиль 16 буферным регистром 13. Триггер знака 12 подготавливает реверсивный счетчик 11 к прохождению импульсов эталонной частоты через вентиль 10 на шину вычитания и электронный коммутатор 18 к прохождению импульсов от буферного регистра по шине «Вперед.

Регистрируюш,ий элемент на планшете находится в положении, соответствующем минимальной измеряемой частоте, т. е. соответствует границе отрицательной девиации частотно-модулированного сигнала.

Девиометр работает следующим образом. Входной сигнал , в виде частотномодулированного синусоидального напряжения поступает на усилитель-формирователь 1, с выхода которого первый сформированный прямоугольный импульс поступает на счетчик-делитель 2 и на триггер управления 4, который открывает вентиль 6 для прохождения импульсов эталонной частоть от генератора 5 на счетчик эталонной частоты 7. Счетчик-делитель 2 считает строго определенное число Л импульсов измеряемой частоты, тем самым определяя период измерения (цикл измерения), в течение которого эталонная частота поступает на счетчик 7, из которого вычитается число, записанное в дополнительном коде. Если измеряемая частота лежит в диапазоне от /мин до /макс, ТО счетчик 7 проходит через нулевое состояние, которое фиксируется триггером 9, открывающим- вентиль 10 на прохождение эталонной частоты от генератора 5 на шину вычитания реверсивного счетчика 11.

При поступлении N импуЛЬсов с формирователя / на счетчик 2 с выхода его последнего разряда поступает импульс на триггер 4, который закрывает вентиль 6, тем самым запрещая прохождение импульсов от генератора 5 на счетчики 7 м 11. Этот же импульс поступает на распределитель 3, с выходов которого снимаются последовательно задержанные во времени импульсы, поступающие, во-первых, на буферный регистр; во-вторых-

на схемы перезаписи 14 и 15 для разрешения перезаписи состояния разрядов реверсивного счетчика в буферный регистр; в-третьих - на реверсивный счетчик для установки его в в-четвертых - на схему перезаписи 8,

через которую информация со счетчика 7 перезаписывается в реверсивный счетчик } 1 и поступает в параллельном .коде на входное устройство цифровой вычислительной машины и на цифровое табло 22; в-пятых - на

счетчик 7 и триггер знака, устанавливая его в исходное состояние.

Все описанные выше операции производятся в течение времени между Л и N+

импульсом измеряемой частоты fx. При поступлении (N + 1)-ого импульса с усилителя-формирователя 1 счетчик 2, разрядность которого рассчитана на Л импульсов, ставится в нулевое состояние, и начинается второй

цикл измерения, в течение которого поступают импульсы в буферный регистр и далее- на электронный коммутатор с выхода определенных разрядов счетчика 2 для отработки малого рассогласования между исходным

состоянием реверсивного счетчика 11 и занесенным в него числом в течение предыдущего цикла измерения. Если рассогласование велико, что фиксируется прохождением хотя бы одного из и.мпульсов от старщих разрядов реверсивного счетчика 11 через схему «ИЛИ 15 на буферный регистр 13, то последний открывает вентиль 16, через который импульсы от генератора догона 17 с частотой, обусловленной приемистостью шагового двигателя, поступают на шину «Вперед электронного коммутатора 18, далее - на шаговый двигатель -/5, который через редуктор 20 перемещает регистрирующий элемент на планшете 2/ в сторону значений частот,

больших /мин. Для отслеживания положения регистрируюшего элемента на оси отсчета импульсы от генератора 17 заносятся по шине вычитания в реверсивный счетчик 11.

При девиации входной частоты в сторону,

противоположную девиации предыдущего цикла импульсы эталонной частоты, поступающие через вентиль 10 на счетчик // по шине вычитания, переводят реверсивный счетчик в Нулевое состояние. Этот момент фиксируется

триггером знака 12, который подключает

шину сложения реверсивного счетчика и, соответственно, шину «Назад электронного коммутатора шагового двигателя. В этом случае регистрирующий элемент сместится на число шагов, равное величине рассогласования, в направлении противоположном преды.душему.

Предмет изобретения

Цифровой регистрирующий девиометр, содержащий в каждом канале усилитель-формирователь, счетчик-делитель, генератор и счетчик эталонной частоты, реверсивный счетчик, логические схемы, распределитель н коммутатор, соединенный через шаговый двигатель и редуктор с регистрирующим элементом, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повыщения точности работы девиометра он содержит генератор досчета, и в каждом канале буферной регистр и схему переписи, причем генератор досчета через первый вентиль подключен к коммутатору и буферному регистру, соединенному с коммутатором и через схемы «И, «ИЛИ с реверсивным счетчиком, связанным по входам со

схемой переписи и со вторым вентилем, подключенным через третий вентиль к генератору эталонной частоты и через счетчик эталонной частоты к схеме переписи, а счетчик эталонной частоты через распределитель и

счетчик-делитель подключен к усилителюформирователю.

Г