Цифровой прибор для измерения физических величин Советский патент 1979 года по МПК G01R19/26 

ратора raicToBbix икту гьсов, а В,1ход ре сивного счетчика с Входами цифрового отсчетного устройства и регистра памяти, выход которого соединен с Входом цифроаналогового преобразователя, доп нительно введены сумматор, первичный измерительный преобразователь и обратн преобразоват&пь аналоговой электрической величины в величину однородную из меряемой, Вход которого соединен с вых дом цифроаналогового преобразователя, а выход которого соединен с одним вхо дом сумматора, другой вход которого Подключен к шине измеряемого сигнала, а Выход через первичный измерительный преобразователь соединен с входом частотного преобразователя, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, а второй выход блока управления соединен с управляющим Входом регистра памяти. На чертеже представлена структурна электрическая схема цифрового прибора уравновешивающего преобразования для измерения физических величин. Предлагаемая схема содержит сумма тор I, первичный измерительный преобразователь 2, частотный преобразователь 3, делитель 4 частоты на два, реверсивный счетчик 5, блок управления 6 генератор 7 тактовых и myльcoв, цифро Вое отсчетное устройство 8, регистр па мяти 9, цифроаналоговый: преобразователь 10, обратный преобразователь 11 аналогх вой электрической величины в величину однородную сравниваемой, причем первый Вход сумматора 1 соединен с шиной измеряемого сигнала, второй вход через последовательно соединенные обратный преобразователь 11 и цифроанапоговый) преобразователь 10 подключен к выходу регистра памяти 9, а Выход сумматора 1 через последовательно соединенные первичный преобразователь 2, частотный преобразовател 3 и делитель 4 частоты на два соединен с суммирующим входом реверсивного счетч;1Ка 5, вычитающий вход которого соединен с выходом делителя частоты 3, управляющий вход счетчика 5 соединен с одним выходом блока управления 6, вход которого соединен с выходом генератора 7 тактовых импульсов, а второй выход подключен к одному входу регистра памяти 9, второй Вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика 5 и входом цифрового отсчетно1Х) устройства 8. Работа прибора основана на возможности суммирования (удвоения) ряда физических величин, которые непосредственно не сравниваются, т.е. не образуют разностную величину. Такие величины как Влажность, концентрация, освещенность и т.п. легко удваиваются при суммировании однородных величин. Так, концентрацию кислорода в газовой смеси легко удвоить добавлением чистого кис- лорода, но невозможно получить разность концентраций кислорода в заданном объеме без предварительного преобразования. В рассматриваемом приборе измеряемая Величина X и уравновешивающая величина Х складывается в сумматоре 1, который в зависимости от характера физической Величины представляет собой смеситель, мерную емкость, тройник и т.п. Уравновешивающая величина Хд создается с помощью обратного преобразователя 11, который управляется цифровым кодом, хранящимся в регистре памяти 9, через цнфроаналоговый преобразователь 1О.Суммарная величина Х+ Хо воздействует на первичный измерительный преобразователь 2, с помощью которого преобразуется в промежуточную элект)ическую величину Y S ( Х-1- XQ) Де S-( - чувствительность первичного преобразователя. Частотным преобразователем 3 электрическая Величина Ч (напряжение, ток или сопротивление) преобразуется в частоту следования импульсов f , которые через делитель частоты 4 поступают на суммирующий Вход реверсивного счетчика импульсов 5. Вычитающий вход счетчика 5 соединен с выходом частотного преобразователя 3 непосредственно. Работу счетчика импульсов в режиме накопления определяет блок управления 6, возбуждаеьдзгй импульсами тактового генератора 7. За время накопления Т в счетчике сумкшруется число импульсов (X.X,TS,S г к к где Sg - чувствительность частотного преобразовател я; К - коэффициент деления частоты. С приходом очередного тактового импульса счетчик импульсов 5 переводится блоком управления 6 в режим вычитания и одноврек енно сбрасывается код, который хранился в реги(,;тре 9. В результате этого на первичный преобразователь 2 продолжает воздействор.атт толь.ко входная величина X , так как уравновешивающая величина ХдО.

За время вычитания Т из счетчика вычитается число импульсов Mg Т-X-S-S. Остаток импульсов

,s,(-к)

преобразуется в код, который поступает на цифровое отсчетное устройство 8 и одновременно записывается в регистр 9.

С приходом следующего тактового импульса счетчик импульсов 5 переводится в режим суммирования. Так как при этом в регистре 9 хранится код N то начинается очередной цикл преобразования с участием упавновешивающей величины of PJ-коэффициент обратного преобразования кода в однородную с X физическую величину. С учетом обратного преобразования код в уравновешенном состоянии схемы связан с измеряемой величиной соотношением

T-svS2(K--n

N

X.

VSaP-l

Если выбрать 2 и выполнить условие -S Sg-p 2, получим N Установившееся значение кода записывается в .1ифровом отсчетном устройстве 8 и хранится до окончания следующего цикла преобразования.

Таким образом, выходной код N пропорционален измеряемой физической величине X. Чувствительность преобразования определяется пара метра .-ш цепи обратного преобразования р и не зависит от нестабильности звеньев цепи прямого преобразова 1ия ( S и 52)- Благодаря этому точность С1мерения физических величин, которые трудно непосредственно сравнивать нлн переключать, можно сушестве} но повысить и довести до точности измерения злектрических величин компенсационнтями цифровыкга приборами.

Формула изобретения

Цифровой прибор дня намерения физических Величин, содержаший частотный преобразователь, выход которо-о 4ef)e3 делитель частот1 на два хюепинек с сумкгаруюшим входом реверсивного счетчика, управлякАций вход которого соединен с первым выходом блока управления. Вход которого соединен с выходом генератора такто&ых , а выход реверсивного счетчика соединен с входами цифрового отсчетного устройства и регистра памяти, выход которого.соединен с входом цифроаналогового преобразователя, о т л а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения физических величин, которые непосредственно не сравниваются и не переключаются, в него дополнительно введены сумматор, первичный измерительный преобразователь и обратный преобразователь аналоговой электрической Величины в величину однородную измеряемой. Вход которого соединен с Выходом цифроанапогового преобразователя, а Выход соедшюн с одним входом сумматора, другой вход которого подключен к шине измеряемого сигнала, а выход которого через первичный измерительный преобразователь соединен ,с входом частотного преобразователя. Выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, а второй Выход блока управления соединен с -правляюшим входом регистр памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 216135, М. . GOlTi 19/02,

10.08.1966.:.

2.Алиев Т. М. и Сейпель Л. Р. Авт матическая коррекция погрешностей цифровых измерительных приборов. М., Энергия, 1975,с. 28, рпс. 1-16 (прототип).