Цифровой глубиномер Советский патент 1978 года по МПК G01F23/18 

Изобретение относится к области измерительной техники ,и может быть использоваздо для лромеров глубин водоемов, величины логружения объекта, заглубления подводных сооружений и уровня жидкости в резервуарах при помощи погружаемых частотных лрео.бразователей давления.

Известны устройства дл-я измерения уровня или глубины водоемов, в которых гидростатичеокое давление жидкости преОбразуетоя в электрический сигнал, использующийся в дальнейшем для индикации и регистрации 1.

Эти устройства рассчитаны на .малые значения глубины, громоздки, что не позволяет использовать их для оперативных промеров.

Из известных цифровых глубиномеров наиболее близким к изобретению является специализированный частотометр для работы с изм-ернтельными частотными преобразователями, содержащий частотный преобразователь давления, соединенный с синхронизатором, сумматор, кварцевый г€не ратор, счетчик импульсов, .выходы которого соединены с вхадами блока цифровой индикации и блока линеаризащии, выход которого соединен с одним из входов сумматора 2..

Для такого устройства характерны недостаточная точность измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровом глубиномере синхронизатор выполнен в виде последовательно соединенных счетчика тактов входной частоты, снабженного регулировКой предела счета, и шифратора начальной установки, выход которого подключен к счетчику импульсов, при этом выход счетчика тактов входной частоты через сумматор и дополнительно введенную схему И соединен со счетчиком импульсов, а второй вход схемы И подключен к квардевому генератору.

На чертеже показана структурная схема

5 глубиномера.

Цифровой глубийомер содержит частотный преобразователь 7 давления, синхронизатор 2, состоящий из счетчика 3 тактов с регулировкой 4 предела счета и шиф(рато0ра 5 начальной установки, сумматор 6, схему И 7, счетчик 8 импульсов, кварцевый генератор 9, блок 10 линеаризации и блок // цифровой индикации.

5

Импульсы с выхода частотного преобразователя 1 поступают на вход синхронизатора 2, где накапливаются в счетчике 3 тактов. Счетчик тактов в начале счета генерирует сигнал установки начальных условий,

0 который в шифраторе 5 начальной уставовки преобразуется в параллельный код начальной уста-новки, сбрасывающий счетчик 8 импульсав в исходное пололсение. После этого в счетчике тактов начинается счет тактов частоты преобразователя до количества, выставленного регулировкой 4.

Во вреМЯ счета на .выходе счетчика тактов появляется длинный строб, заканчивающийся ло окончании счета. Строб через Сумматор 6 поступает на схему И 7, где заполняется высокой частотой кварцевого генератора 5 и в виде пакета импульсов приходит на счетчик 8 имстульсов. В зависимости от глубпны погрулсеНИя преобразователя изменяется гене|рируемая им частота, что приводит к из1менению длины строба счетчиКа тактов, а значит и к изменению количества им1пульсав, лоступающ,их на счетчик 8. Начальная уста.новка счетчика импульсов производится на число, которое дает О лри прохождении на счетчик пакета импуль|СОВ, заполгняюпдих строб, соответствующий начальной частоте преобразователя.

Код счетчика преобразуется в код цифровых индикаторов в блоке // цифровой индикации. Счетчик импульсов исятользуется лосле окончания счета в качестве регистра памяти .и сохраняет значение (Глубины до яачала следующего цикла измерений. Во В|ремя работы очетчика им1пульсов и-нформаци,я о текущем значении глубины с его выхода поступает на блок 10 линеаризации, представляющий собой функциональный преобразователь. В зависимости от кода счетчика содержимое рвгистра блока линеаРиза-ции равняется аначеиию ощибки прео бразователя, вызванной нелинейность его характеристики в данной точке.

По окончании счета с выхода блока линеаризации на второй вход сумматора 6 подается строб корреюции, который также заполняется импульсами кварцевого генератора и подсчитывается очетчиком 8. Форма аппроксимирующей кривой подби|раетоя индивидуально для ка;ждого датчика. Предел счета счетчика тактов устанавливается дри настройке прибора в зависимости от плотности среды и чувствительности конкретного преОбразователя на количество такто1В, равное

Nt/Zr

где Л - количество квантований измеряемой величины;

т«г - период частоты кварцевого генератора;

Дтя - нриращение периода частоты преобразователя на всем диапазоне измеряемой величины.

При увеличении давления частота преобразователя возрастает и количество импульсов, поступающих на счетчик S, уменьщается, поэтому счетчик импульсов является вычитающим. В случае обратно пропорциональной зависимости частоты от давления счетчик импульсов должен быть суммирующим.

Ф О р м у Л а изобретения

Цифровой глубиномер, содержащий частотный преобразователь давления, соединенный с синхронизатором, сумматор, кварцевый генератор, счетчик импульсов, выходы которого соединены с входами блока цифровой индикащии и блока линеариза|Ции, выход KOTQporo соединен с одним из входов сумматора, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения, сиихронизатор выполнен в виде последовательно соединенных счетчика тактов входной частоты, снабженного регулировкой предела счета, и шифратора начальной установки, выход которого подключен к счетчику

импульсов, при этом выход счетчика тактов входной частоты через сумматор и даполнительно введенную схему И соединен со счетчиком импульсов, а второй вход схемы И подключен к кварце1вому генератору.

Источиики информации, (дринятые во внимание при экспертизе;

1. АвтО|рское свидетельство

СССР 45 № 404614, кл. G 01 F 23/18, ,1974.

2. Гутников В. Ф. и др. Специализированный цифровюй частотомер для работы с измерительными частотными преобразователями. «Приборы и системы управления. Л 5, 1977.