Устройство для определения знака приращений Советский патент 1977 года по МПК G06F17/10 

1

Изобретение относится к автомати1$в и вычислительной технике и может быть использовано, например, при реализации технических средств автоматического контроля технологических процессов.

Известны устройства для определения знака производной l, содержащие .два.счетчика, генератор, влок кл.апанов перезаписи, логические элементы И, ИЛИ. Известные устройства производят сравнение предыдущего результата измерения, который запоминается с текущим результатом измерения, и выдает результат сравнения.

К недостаткам этих устройств относятся большая погрешность и малая надежность.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения знака приращений содержащее датчик двоичных чисел, выход которого соединен с информационны ВХОДОМ первого ДВОИЧНОГО счетчика, генератор, выход которого подключен к информационному входу второго двоичного счетчика, выход переноса которого соединен с входом установки в нулевое состояние первого двоичного. счетчика, а поразрядные выходы второго ДВОИЧНОГО счетчика подключены к одним из ВХОДОВ сумматора и через группу элементов И к входам регистра, ВЫХОДЫ которого соединены с соответствующими входами сумматора, а выходы его m старших разрядов через группу элементов И-НЕ соединены с входами соответствующих m младших разрядов сумматора t Известное устройство производит логарифмирование предыдущего и текущего результатов измерений, затем значения логарифмов двух величин подаются В блок сравнения, где компаратор

проводит поиск и определение большего и меньшего чисел, далее оба числа записываются в вычитатель, где производится вычитание двух кодов чисел из большего меньшее, после чего полученная разность во втором компараторе сравнивается с кодом заданной установки .

К недостаткам такого устройства относится, во-первых, дополнительная

погрешность измерения, связанная с необходимостью логарифмирования результатов измерения; во-вторнх, относительно большего числа электронного оборудования, необходимого для провеДания операций логарифмирования чисел. их сравнения, вычитания меньшего из большего и последующего сравнения разности с пороговой установкой, что приводит к малой надежности. целью изобретения является повышеиие точности и надежности работы устройства. Это достигается тем, что в устройство введен узел определения знака рассогласования и триггер, причем пер .вый вход узла определения знака рассогласования соединен с выходом переполнения первого двоичного счетчика, выход знакового разряда сумматора под ключен к второму входу узла определения знака рассогласования -и к входу установки в единичное состояние триггера, прямой выход которого соединен с третьим входом узла определения зна ка рассогласования и с другими входами группы элементов И-НЕ, первый выход узла определения знака рассогласо вания соединен с другими.входами груп пы элементов И, а его второй выход - с входами установки в нулевое состояние триггера и второго двоичного счет чика. На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит датчик 1 двоичных чисел, двоичный счетчик 2, ге.нератор 3, двоичный счетчик 4, сумматор 5, группу элементов И б, регистр 7, группу элементов И-НЕ 8, узел 9 определения знака рассогласования, триггер 10. Устройство работает следующим образом. Импульсы с датчика 1 двоичных чисел и генератора 3 поступают соответствен но на информационные входы двоичных счетчиков 2 и 4, сброшенные в состояние О перед началом каждого измерения. При этом датчик 1 имеет на выходе пропорционально измеряемой вёличины последовательность импульсов, . имеюгцую статистический характер распределения при этом абсолютная статис тическая -погрешность определяется выражением 6 W , а относи1,ельная. статис тическая похрешность iS новременно с поступлением импульсов с датчика 1 на двоичный счетчик 2 с генератора 3 постоянной частоты в счетчик 4 записывается число .,t где f,, - частота генератора 3; t - время набора числа К в счетчике 2. Таким образом число Ni пропорционально измеряемой датчиком 1 величине. В момент проведения последующего измерения в регистре 7 хранится результат предыдущего измерения - чиспр:ямой КОД которого подается на сумматор 5. Одновременно на сумматор 5 подается отрицательное зна Чение установки, исходной величиной для которой служит значение относительной погрешности, которая в зависимости от требований может выбираться равной (HiS-;Nj2(S-; Nj-se-i Ni-4ff), что в данном устройстве осуществляется как ДМу tNj /2 . Коэффициент 1/2 задается подключением wi старших разрядов регистра 7 через группу элементов 8 на соответствукацие коэффициенты младших разрядов сумматора В, При этом прямой код числа регистра 7 инвертируется Труппой элементов И-НЕ 8 в обратный код и в сумматоре 5 в начале последующего за- мера хранится нижний уровень порога предыдущего замера Ni--p tMj-A Ну При поступлении импульсов на информационный вход второго двоичного счётчика 4 с генератора 3 начинается вычитание числа импульсов последующего : измерения из значения нижнего уровня порога. Если при этом число импульсов Бо втором счетчике 4 превысит значение нижнего уровня nopora() Ng , в су№ 1аторе 5 образуется отрицатель- . нов число, и со знакового разряда сумматора 5 на вход установки в единичное состояние триггера 10 поступает сигнал, триггер 10 перебросится в противоположное исходное состояние, и с его выхода поступит сигнал на другие входы группы элементов И-НЕ 8, в результате чего значение из регистра 7 ;в сумматор 5 будет подаваться в прямом коде. Поэтому в сумматоре 5 образуется разность между значением верхнего уровня порога и числом последующего замера{Ы|- -дМу)-Ng . По окончании измерения импульс переноса с первого счетчика 2 поступит в узел 9 определения знака рассогласования и выдаст один из трех сигналов: больше, равно, меньше-в зависимости, от значений потенциалов на выходе триггера. 10 и на выходе знакового разряда сумматора 5, Если разность между нижним уровнем порога и последующим замером положительна, то вБщается сигнал болыие Если разность верхним уровнем порога и последующим замером положительна, то выдается сигнал .равно . Если разность между верхним уровнем порога и последукадим замером отридательна, то выдается сигнал .меньше При выдаче сигнала О с выхода узла 9 определения знака рассогласования поступает гсигнал на второй двоичный счетчик 4 и на .триггер 10, сбрасывает их в состояние О и начинается следующий замер. При .этом число в регистре 7 сохраняется. При выдаче сигналов больше или меньше в выхода узла 9 определения знака рассогласования поступает сигнал на клапаны перезаписи и записывает число из счетчика 4 в регистр 7, затем сбрасывает счетчик 4 и триггер 10 в состояние о, после чего начинается последующий замер. Если средняя частота импульсов-.дат чика 1 превышает нижнюю границу диапа зона измерения, то счетчик 2 заполняется быстрее счетчика 4, на выходе счетчика 2 формируется сигнал переноса, который поступаетв узел определения знака рассогласования 9 и выдает один из трех сигналов: больше меньше, равно. Если средняя частота импульсов дат чика 1 меньше нижней границы диапазона измерения то заполнение счетчика 4 происходит быстрее, чем счетчика 2 и на выходе счетчика 4 формируется импульс переноса, который сбрасывает счетчик 2 в состояние О Поэтому на выходе счетчика 2 импульс переполнения не появляется, и сигналы о знаках приращений устройство не выдает. Предлагаемое устройство позволяет определять знак приращений измеряемых физических величин, диапазон изме рения которых составляет несколько порядков (например, 10 имп/сек 10 имп/сек) . Использование узла определения зна ка рассогласования и триггера повышает точность измерения за счет исключения из устройства логарифматора и повышает надежность работы устройства за счет введения более простых узлов Формула изобретения Устройство для определения знака приращений, содержащее датчик двоичных чисел, выход которого соединен с информационным входом первого Jдвoичного счетчика, генератор, выход которого подключен к информационному входу второго двоичного счетчика, выход переноса которого соединен с входом установки в нулевое состояние первого, двоичного счетчика, а поразрядные выходы второго двоичного счетчика подключены к одним из входов сумматора и через группу элементов И к входам регистра, выходы которого соединены с соответствующими входами сумматора, а выходы его т старших разрядов через группу элементов И-НЕ соединены с входами соответствующих да младших разрядов сумматора, отличающеес я тем, что, с целью повышения точ- : ности и надежности работы, в него введен узел определения знака рассогласования и триггер, причем первый вход -узла определения знака рассогласования соединен с выходом переполнения первого двоичного счетчика, выход знакового разряда сумматора подключен к второму входу узла определения знака рассогласования и к входу установки в единичное состояние триггера, прямой выход которого соединен с тре/гьим входом узла определения знака рассогласования и с другими входами группы элементов И-НЕ, первый выход узла определения знака рассогласования соединен с другими группами элементов И, а его второй выход - с входами установки в нулевое состояние триггера и второго двоичного счетчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 1.Авторское свидетельство СССР 468245, кл. G 06 F 15/20, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 217490, кл. G 06i F 11/08, 1967.