Система для телеизмерений Советский патент 1975 года по МПК G08C19/28 

493788 точника эталонного напряжения. Один из выходов анализатора погрешности аппроксимации соединен с входом «код - адрес блока управления и считывания, другие выходы - с вторыми входами ключей, соответствующих датчикам. На приемной стороне в устройство введены формирователь погрешности квантования, анализатор погрешности, блок усреднения погрешностей от сбоев. Второй выход дискриминатора соединен через формирователь погрешности квантования с первым входом анализатора погрешности. Выход первого ключа подключен к второму входу анализатора погрешности. Выход второго ключа через блок усреднения погрешностей от сбоев соединен с третьим входом анализатора погрешности, выход которого подключен к входу блока считывания канала обратной связи. При фиксированных характеристиках канала связи (полоса частот и отношение сигнал/ /шум) не представляется возможным добиться малости всех трех составляюш,их суммарной ногрешности. Так, например, если увеличивать число разрядов кода п, которым передается информация по каналу связи, то уменьшится погрешность квантования 8кв, но увеличится интервал дикретизации, а следовательно, и погрешность аппроксимации 8а. Если с целью уменьшения погрешности сбоев есб увеличивать ширину кодовых посылок т, то придется уменьшить число разрядов кода, т. е. увеличить екв или (и) уменьшить скорость ввода информации (увеличить еа). Анализ соотношений, характеризующих днеПерсии частных и суммарной погрешностей показывает, что имеются оптимальные величины я и т, соответствующие минимуму дисперсии суммарной погрешности телеизмерительной системы. Близкими к оптимальным являются также величины пит, для которых все частные погрешности одинаковы. В соответствии с изложенным и разработана телеизмерительная система, в которой анализируются погрешности квантования, аппроксимации и сбоев и вырабатывается сигнал коррекции (изменения я или t), который передается на передающую сторону системы по каналу обратной связи. На чертеже представлена структурная схема телеизмерительной системы. Телеизмерительная система включает в себя передающую и приемную сторону, канал связи и канал обратной связи между ними. Передающая сторона содержит датчики 1 информации для преобразования различных параметров в электрический сигнал, нанример напряжение постоянного тока. Выходы датчиков подключены к входам преобразователей 2 погрешности аппроксимации, предназначенных для выработки сигнала (напряжения), пропорционального погрешности аппроксимации по выбранному алгоритму, и к сигнальным входам т ключей 3, служащих для передачи напряжения с выхода датчиков к входу этих ключей, соединенных между собой. Общее количество ключей т + 2, где т - число датчиков системы. Управляющие входы т ключей 3, связанных с датчиками, соединены с выходами анализатора 4 погрешности аппроксимации, предусмотренного для подключения ключа 3 того датчика, погрешность аппроксимации сигнала которого наибольшая в данный момент, и для формирования кода номера этого датчика. Входы анализатора 4 погрешности аппроксимации связаны с выходами преобразователей 2 погрешности аппроксимации и с одним из выходов блока 5 управления и считывания. Блок 5 служит для преобразования параллельного кода параметра и номера датчика в последовательный и выдачи его в канал связи, а также для выработки сигналов управления двумя ключами 3, связанными один с блоком 6 усреднения погрешностей аппроксимации, а другой - с источником эталонного напряжения UQ. Передающая часть системы содержит также аналого-цифровой преобразователь 7 для преобразования аналоговых сигналов с датчиков в код. Вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходами ключей 3, а выходы его - с соответствующими входами блока 5 управления и считывания. Кроме того, управляющий вход преобразователя 7 связан с одним из выходов блока 5, формирующих сигнал начала преобразования. Выход блока управления и считывания соединен с входом канала связи, а дополпительный вход этого блока - с выходом канала обратной связи. Приемная сторона системы содержит дискриминатор 8 импульсов, обеспечивающий отделение имнульсов кода номера датчика (адреса) от импульсов кода параметра, вход которого связан с выходом канала связи, а первый выход - с входом адресного дешифратора 9, преобразующего двоичный код адреса в единичный. Второй выход дискриминатора 8 соединен с входом цифро-аналогового преобразователя 10, преобразующего код параметра в аналоговый сигнал, и с входом формирователя 11 погрешности квантования. Выход преобразователя 10 подключен к входам ключей 12, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами дешифратора 9. Количество ключей 12 такое же как и ключей 3 на передающей стороне системы, т. е. /п+2. т ключей 12 служит для передачи соответствующего параметра на определенное устройство 13, предназначенное для регистрации измерительной информации. Формирователь 11 погрешности квантования, предусмотренный для формирования напряжения, пропорционального погрешности квантования, своим выходом связан с одним из входов анализатора 14 ногрешности, второй вход которого соединен с выходом блока 15 усреднения погрешностей от сбоев (помех) в канале связи бсб, а выход анализатора 14 - сблоком 16 считывания канала обратной связи. Анализатор погрешности сравнивает ногрешности

е.сб, SKB и Еа между собой и на основании этого сравнения принимает то или иное решение, а именно - увеличить т, уменьшить т, увеличить п, уменьшить п. Блок 15 усреднения погрешностей от сбоев (помех) в канале связи служит для того, чтобы анализатор 14 не срабатывал от одиночных помех. Вход этого блока связан с выходом соответствуюш,его ключа 12, а выход - с третьим входом анализатора 14 погрешности.

Блок 16 считывания канала обратной связи передает сигналы корр екции от анализатора погрешности по каналу обратной связи.

Телеизмерительная система работает следующим образом.

Преобразователи 2 погрешности аппроксимации непрерывно анализируют сигналы с выходов датчиков 1 и подают на анализатор 4 погрешности аппорксимации сигналы (напряжения), пропорциональные погрешности аппроксимации в соответствии с выбранным алгоритмом. Анализатор 4 анализирует погрешности аппроксимации сигналов всех датчиков и включает ключ 3 того датчика, погрешность аппроксимации сигнала которого наибольшая в данный момент. Анализатор погрешности аппроксимапии управляется блоком управления и считывания, который выдает разрешение на анализ и включение оиределеш-того ключа 3 по окончании передачи в канал связи предыдущего значения.

Сигнал выбранного датчика поступает на аналого-цифровой преобразователь 7, который преобразует аналоговый сигнал (параметр) датчика в параллельный код с разрядностью «. Этот код проходит на блок 5 управления и считывания. Одновременно с этим на блок 5 подается код номера выбранного датчика от анализатора 4 погрешности аппроксимации. лок управления и считывания преобразует параллельный код параметра и номера датика в последовательный и передает его в канал связи.

На приемной стороне системы последоваельный код поступает на дискриминатор 8 импульсов, отделяющий импульсы кода номера датчика от кода параметра. Код номера попадает на адресный дешифратор 9, а код араметра - на цифро-аналоговый преобразователь 10. Дешифратор 9 открывает соответствующий ключ 12, через который значение параметра подается на регистрирующие устройства 13. Так работает телеизмерительная система без коррекции составляющих суммарной погрешности с адаптивным коммутатором (блоки 2, 3, 4) на передающей стороне.

Рассмотрим, как происходит коррекция составляющих суммарной погрещности, а именно, как можно добиться, чтобы Всб, SKB и 8а

были бы равны друг другу и, следовательно, суммарная погрешность была бы близка к миимуму. Для этого на передающей стороне введен блок 6 усреднения погрешностей аппроксимации по всем датчикам, на который подаются сигналы с выходов все:х: лреобразователей 2 погрешности аппроксимации. Этот блок вырабатывает сигнал, пропорциональный среднему значению погрешности аппроксимации по всем датчикам. Очевидно, что если среднее значение погрешности аппроксимации велико, то необходимо увеличить частоту коммутации датчиков. Среднее значение погрешности аппроксимации от блока 6 через свой ключ 3 подается на аналого-циАровой преобразователь 7, кодируется и вместе со своим признаком передается на приемную сторону по каналу связи. На приемной стоооне код этой погрешности преобразуется в аналоговый сигнал и через свой ключ 12 подается на анализатор 14 погрешности, где сравнивается с другими составляющими суммарной иогоешности системы.

Составляющая суммарной погрешности от сбоев в канале связи образуется при передаче

через канал связи эталонного напряжения f/n. Это напряжение через свой ключ 3. КОТОРЫЙ управляется блоком 5. подается на преобразователь 7, кодируется и вместе со свпим признаком .передается по каналу связи ня приемную сторону. На приемной стороне код эталонного напряжения преобра.зуется в аналог и через свой ключ 12 поступает на б.ток 15 усреднения погрешностей от сбоев, где вычитается из напряжения, равного f7o, и успетн тется по модулю за определенное впемя. Угредненная разность подается в анализатор 1 погрешности, где сравнивается с гогтапляющими суммарной погрешности. Наиболее простым способом формирования погрешности

сбоев является передача по каналу связи кода, соответствующего напряжению, равному нулю. В этом случае погрешность от сбоев (помех) в канале связи всегда одного .знака. Формирование на приемной стопоне среднего значения погрешности аппроксимяции ЕП и погрешности сбоев SCR проводится периодически по командам от блока управления и считывания (сигналы включения соответствующих ключей 3, а следовательно, и соответствующих ключей 12). Период формирования этих команд выбирается в зависимости от характеристик входных сигналов (чем чаще меняется стационарность входных сигналов, тем чаще необходимо подавать командлна формирование средней погрещности аппроксимации) и от характера помех в канале связи (челт менее стационарны помехи в канале связи, тем чаще должна вырабатываться команда на формирование погрешности сбоев). Так как

эти характеристики входных сигналов и канала связи обычно априорно известны, то и подача этих команд может быть заложена в программе работы блока 5 управления и считывания. Например, эти команды могут вырабатываться через определенное число считываний сигналов обычных датчиков.

Для нахождения третьей составляющей суммарной погрешности в системе на приемной стороне предусмотрен формирователь 11 погрешности квантования, на вход которого подаются импульсы кода параметра. Сам формирователь представляет собой цифро-аналоговый преобразователь, управляемый счетчиком на число разрядов п, который переключается импульсами кода параметра. Напряжение, вырабатываемое на выходе этого цифро-аналогового преобразователя, вычитается из напряжения, получаемого на выходе этого же преобразователя при максимальном числе разрядов кода. Очевидно, что разность напряжений пропорциональна погрешности квантования.

Таким образом, на входы анализатора 14 погрешности поступают напряжения, пропорциональные погрешности &ц, ЁКВ и Sc6. Анализатор 14 проверяет соотношения ва з; бсб. eoes екв и ба S екв и выдает сигналы, соответствуюшие четырем решениям: увеличить т, уменьшить т, увеличить п, уменьшить п. Сигналы, соответствующие этим решениям, появляются на выходах анализатора 14 в следующих случаях.

Команда увеличить т и увеличить п вырабатывается, если или -еа; команда уменьшить т и уменьшить п - если или увеличить п и уменьшить т - если или 8кв , уменьшить п И увеличить т - если

или .

Все эти решения легко реализуются с помощью трех устройств сравнения и нескольких логических схем «И, «ИЛИ, «НЕ. При принятии определенного решения иа соответствующих выходах блока 14 появляется сигнал «1 и через блок 16 считывания канала обратной связи передается в блок 5 управления и считывания передающей стороны. В соответствии с принятыми командами в блоке 5 меняются параметры « и т.

Таким образом, в системе осуществляется коррекция частных составляющих суммарной погрешности, позволяющая минимизировать суммарную погрешность телеизмерительной системы.

Предмет изобретения

Система для телеизмерений, содержащая на передающей стороне датчики, выход каждого из которых соединен с сигнальными входами соответствующих ключей и преобразователей погрешности аппроксимации, выходы ключей, соответствующих датчикам, подключены к первому входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока считывания и управления, один из выходов которого через канал связи подключен к входу дискриминатора на приемной стороне, первый и второй выходы которого соединены соответственно с входами адресного дешифратора и цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с

первыми входами ключей, управляющие входы каждого из которых подключены к соответствующим выходам адресного дешифратора, выходы каждого из ключей, соответствующих датчикам, соединены с блоками регистрации, блок считывания канала обратной связи через соответствующий канал подключен к второму входу блока считывания и управления на передающей стороне, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы и точности передачи телеизмерений, в нее введены на передающей стороне блок усреднения погрешностей аппроксимации и анализатор погрешности аппроксимации, соединенные своими входами с выходами преобразователей погрешности аппро-ксимации, вход управления анализатора погрешности аппроксимации подключен к соответствующему выходу блока управления и считывания, другой выход которого соединен с вторым входом аналого-циф)рового преобразователя, одни выходы которого подключены к первым входам первого и второго ключей, вторые входы которых подключены соответственно к выходу блока усреднения погрешностей аппроксимации и к клемме источника эталонного напряжения, один из выходов анализатора погрешности аппроксимации соединен с входом «Код-адрес блока управления и считывания, другие выходы соединены с вторыми входами ключей, соответствующих датчикам, на приемной стороне - формирователь погрешности квантования, анализатор погрешности, блок усреднения погрешностей от сбоев, причем второй выход дискриминатора соединен

через формирователь погрешности квантования с первым входом анализатора погрешности, выход первого ключа подключен к второму входу анализатора погрешности, выход второго ключа через блок усреднения погрешностей от сбоез соединен с третьим входом анализатора погрешности, выход которого подключен к входу блока считывания канала обратной связи.