Устройство для вычисления расхода газа Советский патент 1979 года по МПК G06F17/00 

3 нзморояия ui, которое опрепепяется р.ырлжонием , N2 N1 N2 Nt f . ff 2 1 2 г Лействитепьно, как следует из принципа действия известного устройства, для обеспечения приведенной погрешности дискретности,равной Jnp 0,1%,необход мо.чтобы максимальное значение выходиЬг.|;1 чиспп импупьсов N и чиспа импульсов, накопленных в счетчике 3 N , было равно N, 10 . Таким образом, даже при значении входной частоты f 2 равной 1 мГц, время измерения составит ; 2О м Такая длительность интеррапа измерения мгновенного расхода неизбежно впе чет за собой рушосгвенную динамичео- кую погрешность измерения расхода. Цепью изобретения является повышение быстродействия вычислительного устройства и уменьшение динамической погрешности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены шифратор и реверсивный счетчик, суммирующий и вычитаюший входы которого через С1ервый и второй элементы И соединены с первым и вторыкт входами устройства, выход реверсивного счетчика соединен со входом дешифратора, вход счетчика давления через третий элемент И соединен с третьим входоги устройства, первый вы ход счетчика давления непосредственно а второй выход через последовательно соединенные буферный счетчик и шифpbi-op соединены со входами-схемы, сра нения, выход которой через делитель соединен с входом счетчика результата Блок-схема устройства приведена на чертеже. Устройство содержит формирователь 1 врекгенных интервалов, элементы И 2-4, дешифратор 5, реверсивный счетч 6, счетчик 7 давления, схему 8 сравнв ния, счетчик 9 результата,буферный счетчик 10, шифратор И, делитель 12 Работа устройства осуществляется циклически. Первым импульсом с форми рователя 1 открывается элемент И 2 и пропускает импульсы частоты f , пропорциональной перепаду давления дР на диафрагме, на суммирующий вход реверсивного счетчика 6, За врем измерения At в рюверсивный счетчик 6 запишется Число импульсов N,-f,-ut. (2) 8 /Irisi ом.сг.ччения Г1(.)Грешност(1 дискретности цьгчисления кеда N менее О, 1% при стандартнох диапазоне члстпты f .равном 2-4 кГц, достаточно вырать время измерения 1 сек. Сигнал на выходах дешифратора 5 равен нулю только в том случае, если код в реверсивном счетчике 6 равен нулю Следовательно, с приходом первого гмпульса в реверсивный счетчик 6 дешифратор 5 подготавливает элементы И 3 и 4. Импульсом окончания- временного интервала закрьгеается элемент И 2 и открываются элементы 3 и 4. Через элемент И 3 на вычитаюший вход реверсивного счетчика б поступают импульсы частоты f 3 , пропорциональной температуре газа. Длительность интервала, в течение которого открыты элементы И 3 и 4, определяется временем считывачастотой f и рарния до нуля кода на, .,, f , - N1 .fjAt (3) . Если диапазон частоты fg также равен 2т4 кГц, то максимальная дли- VertbHOCTb интервала At равна 2u-t-2ceK. В течение интервала д-fc через элемент И 4 на вход счетчика 7 поступают импульсы частоты , т ропорттонапъкой абсолютному давлению газа. Число импульсов , прошедших через элемент И 4 за время N,f,дl Д1. С4) Таким образом, чтобы для указанного диапазона частот ,0 и f обеспечить точность множительно-пепительной операции Trip- -0,1%, необходимо максимальное время измерения Тц 3 сек. Операция извлечения квадратного корня в устройстве осуществляется в течение интервала Д-t следующим образом. Перед началом цикла счетчик 7, буферный счетчик 1О и счетчик 9 устанавливаются в нулевое состояние. Нулевой код буферного счетчика с помощью шифратора 11 преобразуется во входной код N щ схемы 8, которая осуществляет поразрядное сравнение кодов шифратора Ни счетчика 7, По мере поступпения импуйьсов частоты f, Н9 счетчик 7 код N всхзрастает от . ,где нуля до величины , П -разрядность счетчика 7. В моменты времени, когда ва обоих входах шобого 56 разряда схемы 8 присутствуют логические единицы, на ее выходе генерируется импупьс. За счет того, что со счетчика 7 на схему 8 поступает инверсный код, импупьсы на выходе схемы 8 не совпадаю . во времени. Число импупьсов на выходе схемы 8 в пределах О N, 2 будет равно где Ng - число импульсов на входе счетчика 7, C3|:j оили 1-разряднь1е коэф , .i фициенты кода п, Scii2 на выходе . - Ьч шифратора, к - коэффициент линейного преобразования. Импульсом переполнения счетчика 7 записывается единица в счетчик 10, Новое значение кода в счетчике 10 jipeобразуется шифратором 11 в.новое значение кода (Чщ . 1епарь число импульсов на выходе схемы 8 будет возрастать пройорционально новому значению кода на выходе шифратора. . ., .llliiE ш2 где К 2 - коэффициент линейного преобразования. При дальнейшем увеличении кода N2 работа схемы повторяе ся. Таким образом, по мере увеличения кода N 2 осуществляется как бы кусоч но-линейная аппроксимация зависимости точность которой однозначно определяет ся выбранным числом участков аппроксимации. Так, .например, для моделиров ния зависимости N с точностью f „р г 0,1% требуется 16 участков аппроксимации. Выходной код схемьт 8 через делитель 12 записывается в счетчик 9, Делитель 12 осуществляет приведение выходного кода к именованным единица расхода. Таким образом, по окончании временного интервала в счетчик 9 записывается код численно равный мгновенному расходу газа. 2N Использование новых элементов и организация новых связей в изобретении выгодно отличает его от известного устройства, так как позволяет при одинаковой статической точности вычислений и без увеличения количества электронных элементов в схеме умень шить время вычисления мгновенного 35 расхода в 10 - 10 раз. Такое уменьшение времени вычисления приводит к существенному уменьшению динамической погрешности измерения мгновенного расхода газа. Формула Изобретения Устройство для вычисления расхода газа, содержащее буферный счетчик, счетчик давлен ия, схему сравнения, счетчик результата, делитель и формирователь временных интервалов, выход которого соединен с первыми входами первого, второго и третьего элементов И, вторые входы второго и третьего элементов И соединены с выходог дешифратора, от п и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и уменьшения динамической погрешности, оно дополнительно содержит шифратор и реверсивный счетчик, причем суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика через первый и второй элементы И соединены с первым и вторым входами устройства, выход реверсивного счетчика соединен со входом дешифратора, вход счетчика давления через третийэлемент И соединен с третьим входом устройства, первый выход счетчика давления непосредственно, а второй выход через последовательно соединенные буферный счетчик и шифратор соединены со входами схемы сравнения, выход которой через делитель соединён с входом счетчика результата. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР N9561188, кл. G 06 F 15/20, 1975, 2,Авторское свидетельство СССРN946O546, кл. G 06 F 15/46, 1973.