Адаптивный коммутатор системы телеизмерений Советский патент 1980 года по МПК G08C19/28 

(54) АДАПТИВНЫЙ КОММУТАТОР СИСТЕМЫ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ

t

Изобретение относится к телемеханике и может найти применение винформационно-измерительных системах сжатия информации.g

Известны устройства адаптивной телеметрии, содержащие коммутаторы, блок сравнения, ключевые, элементы, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), триггеры, элементы И, гене- jg ратрр и выходной регистр l.

В этом устройстве используется сжатие сигнала после входного коммутатора. Такое сжатие мало эффективно, так как практически может исполь-.зоваться лишь аппроксимация сигналов полиномом нулевой степени.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является адаптивный коммутатор системы телеиз- п мерений, содержащий в каждом канале .преобразователи погрешности аппроксимации (ППА), входы которых объединены с входами первых измерительных ключевых элементов и подк7почены к 25 входец устройства, входы управления первых измерительных ключевых элементов соединены со вторыми входс1ми преобразователей ППА и подключены к :выходам первого дешифратора, входы

х1торых измерительных ключевых элементов соединены с выходами ППА, выходы вторых измерительных ключевых элементов всех каналов объединены со входом анализатора погрешностей (АП) первый выход которого соединен с нулевым входом первого счетчика, вы ходы первых измерительных ключевых элементов всех каналов соединены с входом АЦП, выходы которого подключены к первым входам блока считывания, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами первого счетчика, один из выходов блока считывания соединен с выходом устройства, другой выход блока считывания соединен с первым входом управления блока запуска и с входами запуска первого и второго счетчиков, счетные входы которых объединены и подключены к выходу блока запуска, выходы счетчиков соединены с соответствующими входами первого и второго дешифраторов, информационные выходы и выход второго дешифратора соединены соответственно с управляющими входами соответствующих вторых ключевых измерительных элементов каналов, входом пуск АЦП, дополнительным вхоом первого дешифратора и со вторым входом управления блока запуска, ход которого соединён с выходом генератора тактовых импульсов 2 .

Недостатком устройства является ревышение погрешности аппроксимации над заданной при большой активности входных сигнсшов одновременно в нескольких каналах. При этом недопустиая величина погрешности аппроксимаии может оказаться в наиболее важHfcix, приоритетных каналах, что может привести к аварийной ситуации на объекте телеизмерения.

Целью изобретения является повышение точности работы в приоритетных каналах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены аналоговый блок сравнения, элементы И, реверсивный счетчик и кодовый блок сравнения. Первый вход аналогового блока сравнения, соединен со вторым выходом КАПЭ, второй вход - с шиной задания допустимой погрешности аппроксимации а выходы - с первыми входглш элементов И, вторые входы которых соединены с саответствукядим выходом второго дешифратора. Выходы элементов И соединены с выходг№ш реверсивного счетчика, выходы которого подключены к первым входё1М кодового блока сравнения,, вторые входы которого соединены с выходами второго счетчика. Выход кодового блока сравнения подключен к управляющему входу второго дешифратора .

Благодаря этому в случае превышения максимальной погрешности на выходе АП над заданной исключгиотся из участия в конкурсе (т.е. не поступают на вход АП) на передачу каналы, начиная с наименее важного, до тех пор, пока максимальная погрешность не снизится до заданной. При спаде активности отключенные каналы подключаются вновь в обратном порядке.

Структурная схема устройства изображена на чертеже.

Оно содержит измерительные ключе„, ППА , извые элементы

мерительные ключевые элементы ,, АЦП 4, блок считывания 5, аналбговьй блок сравнения 6, генератор такTOiBHX импульсов 7, АП 8, элементы И 9,и 10, блок запуска 11, счетчик 12,дешифратор. 13, реверсивный счетчик 14, счетчик 15, дешифратор 16 и 1 довый блок сравнения 17.

ППА преДНазШчены Для непрерывного вычисления погрешности аппроксимации входного сигнала -по заданному сшгоритму (например, линейной экстраполяции). При опросе ДсГйнбГО канала выходной сигнал ППА обнуляется управляющим сигналом от детаифратора-16.

Измерительные ключевые элементы Ц-1 н и 3 -3 и предназначен ДЛЯ пе|редачи без искажений сигнала fco входа на выход при нгшичии управляющего сигнала на входе управления.

предназначен для формирования на своём выходе логической единицы при поступлении на вход сигнала, превышающего все предыдущие, и представляет собой импульсный нульорган с памятью. На дополнительном выходе АП 8 формируется напряжение, соответствующее максимальному входному сигналу.

Блок считывания 5 служит для преобразования параллельного кода адреса (от счетчика 12) и информации (от АЦП 4) в последовательный и передачи последовательного кода на выход устройства. Блрк считывания 5 вырабатывает по окончании передачи импульсы запуска с частотой адаптивной коммутации.

0 Дешифраторы 13 и 16 преобразуют двоичный код счетчиков .12 и 15 в позиционный единичный код, управляющий работой элементов ) и . Все выходы блока 13 имеют нулевой сигнал, 5 если на управляющем его входе, связанном с выходом блока считывания 5- нуль. ,

Аналоговый блок сравнения б сдужит для формирования на первом своем выходе логического сигнала 1 (на втором - О), если напряжение на его выходе, связанном с выходом АП 8, меньше заданной погрешности ап-. проксимации € Если напряжение с АП 8 больше напряжения уставки, то на первом выходе аналогового блока сравнения 6 появляется О, а на втором выходе - 1.

Счетчики 12 и 15, генератор тактовых импульсов 7 с блоком 11 запуска служит для управления работой дешифраторов 13 и 16. Счетчик 14 служит для подсчета импульсов в прямом направлений, если.импульсы поступают на бго вход, связанный с выходом элемента И 9. Если импульсы поступают на второй его вход, то счетчик 14 работает на вычитание. Возможные состояния счетчика 14 ограничены: наименьшее число равно числу приоритетных каналов, а наибольшее - общему числу п каналов (датчиков) устройства.

Кодовый.блок сравнения 17 предназначен для формирования логического сигнала 1, если на его выходах, связанных с блоком 14, код больше или равен коду на выходе счетчика 15. Если код на выходе блока 14 меньше кода на выходе счетчика 15, то на выходе кодового блока сравнения 17 формируется сигнал О.

Устройство работает следующим образом.

Все датчики расположены в порядке их приоритета. Если максимальная погрешность аппроксимации на выходе ,АП 8 не превышает заданной ;величины на выходе кодового блока сравнения 17 будет сигнал 1 и деишфратор 16 через элементы 3-(-3, поочередно подключает все входы ППА ко входам блока 8. Если же погрешность превысила заданную, сработает аналоговый блок сравнения, закроет элемент И 9 и откроет элемент И 10, ожидая прохождения импульса с первого выхода дешифратора 16/ т.е. на выходе счетчика 14 установится код (п-1) и дешифратор 16 не откроет один из ключевых Элементов последнего (h-ro) ППА 2 для участия в конкурсе в АП 8. В кгикдый последующий такт адаптивной коммутации будет отключаться (подключаться) один из ППА ,, если максимальная погрешность превышает (не превышает) заданную величину. В предлагаемом устройстве повышается точность в приоритетных каналах (каналах с меньшими порядковыми номерами) за счет отключения на некото рое время кансшов, в которых допустимы превышения погрешности. В исклю чительных случаях вся телеизмеритель ная система будет работать на неболь шое число каналов особой важности. Это особенно важно при телеизмерения тех объектов, о динамических характериртиках которых имеется малая априорная информация. При возникновении каких-либо аварийных ситуаций предлагаемое устройство позволяет пе редавать самую ценную информацию. Улучшение метрологических характеристик достигается незначительнь1М усложнением устройства по сравнению с прототипом, так как введенные блоки являются типовыми (в частном случае простейшими интегральными схемами). Формула изобретения Адаптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий в каждом канале преобразователи погрешности аппроксимации, входы которых объединены с входами первых измерительных ключевых элементов и подключены к входам устройства, выходы управления первых измерительных ключевых элемен тов соединены со вторыми входами пре образователей погрешности аппроксимации и подключены к выходам первого деишфратора, входы вторых измеритель .ных ключевых элементов соединены с выходами преобразователей погрешности аппроксимации, выходы измерительных ключевых элементов всех каналов объединены с входом анализатора погрешностей , первый выход которого соединен с первым входом первого счетчика, выходы первых измерительных ключевых элементов всех каналов соединены с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы которого подключены к первым входам блока считывания, вторые входы которого соединены с соответствующими выходами первого счетчика, один из выходов блока считывания соединен с выходом устройства, другой - с первым входом управления блока запуска и с входами запуск первого и второго счетчиков, счетные входы которых объединены и подключены к выходу блока за.пуска, выходы счетчиков соединены с соотвёт;ствующими входами первого и второго . дешифраторов, информационные выходы и выход второго дешифратора соединены соответственно с управлякнцими входами соответствующих вторых ключевых измерительных элементов каналов, входом пуск аналого-цифрового преобразователя, дополнительным входом первого дешифратора и со вторым входом управления блока запуска, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, о т ли чающийся тем, что, с целью повышения точности работы, в устройство введены аналоговый блок сравнения, элементы И, реверсивный счетчик и кодовый блок сравнения, первый вход аналогового блока сравнения соединен со вторым выходом анализатора погрешностей, второй вход- с шиной задания допустимой погрешности аппроксимации, а выходы-с первыми входами элементов И вторые входы которых соединены с соответствующим выходом второго дешифратора, выходы элементов И соединены с входами реверсивного счетчика, выходы которого подключены к первым входам кодового блока сравнения, вторые входы которого соединены с выходами второго счетчика, выход кодового блока сравнения подключен к управляющему входу второго дешифратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 0222907, кл. G 08 С 19/28, .1967. 2.Фремке А.В. Телеизмерения. М., 1974, с. 233 (прототип)