Устройство для коррекции характеристик датчиков Советский патент 1980 года по МПК G06J3/00 

I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам для нелинейного преобразования число-импульсных единичных кодов и частотно-импульсных сигналов, и может быть использовано для линеарн зации характеристик различных датчиков, например датчиков вибрационночастотного типа.

Известен функциональный частотный преобразователь, содержащий двоичный делитель, счётчик, дешифратор, блок памяти, две группы элементов Т и элемент илир.

Недостатком устройства является ограниченные точность и диапазон представления угловых коэффициентов аппроксимирующих отрезков.

Известно также число-имиульсное линеаризующее устройство с масштабированием, содержащее управляемый делитель частоты, счетчики импульсов, блок Пс1мяти, переключатель канёихов, группу элементов И и элемент ИЛИ pj .

Устройство отличается недостаточной дискретностью представления угловых коэффициентов аппроксимнруюввих

отрезков.

Наиболее близкое по технической

сущности к предлагаемому - устройство для коррекции характеристик датчиков, сЬдёржаМёепёрвый импульсный сумматор, соединенный первым информационным входом с шиной ввода входного сигнала и подключенный входами управления сложением и вычитанием к первой группе выходов первого блока памяти, и второй импульсный сумматор, соединенный выходом с выходом устройtO ства, а входами управления сложением и вычитанием - с первой группой выходов второго блока памяти, перовая группа входов которого соединена с выходами счетчика участков, подключенного входом к выходу первого импульсного сумматора, а выходы счетчика участков также соединены с первой группой входов блока умножения, подключенного второй группой входов

20 к второй группе выходов второго блока Пс1мяти и соединенного выходом с вторыми информационными входами импульсных сумматоров, причем первый информационный вход второго импульсного сумматора подключен к шине ввода входного сигнала, а входы первого блока памяти объединены с первой группой входов второго блока памяти J Недостатками устройства являются

30 юнйжённая точно&тъ коррекции, обусловленная недостаточной дискретностью задания коэффициентов аппроксимации, и ограниченный класс решаемых задач, обусловленный отсутствием масштабирования входного сигнала. Цель йз6ёрё ения - повышение точности коррекции и обеспечение масштабирования входного сигнала. С этой целью в устройство для коррекции характеристик датчиков, содерЖсццее первый импульсный сумматор, соединенный первым информационным входом с шиной ввода входного сигнала и подключённый входами управления сложением и вычитанием к первой группе выходов первого блока памяти, и второй импульсный сумматор, соединенный выходом с выходом устройства и подключенный входами управления сло нием и вычитанием к первой группе вы ходов второго блока памяти, первая группа входов которого соединена с вы ходами счетчика участков, дополнительно введены два элемента задержки две группы элементов И и двоичный де литель, подключенный входом к выходу первого импульсного сумматора и первому информационному входу второго импульсного сумматора, а разрядными выходами - к первым входам элементов И первой, и второй групп, причем выходы элементов И первой группы, подключенных вторыми входами к второй группе выходов первого блока памяти, соединены с входом первогр элемента зЗДёрЯски, подключенного выходом к второму входу первого импульсного сумматора, а выходы элементов И второй группы, подключенных вторыми вхо дами к второй группе выходов второго блока памяти, соединены с входом вто рого элемента задержки, подключенного выходом к второму информационному входу второг-о импульсного сумматора, ПгзгйШй вШОД старшего Разрявда двоичfford дёййтеля соедййен с вводом счет чика участков, а второй вход второго блока памяти и вход первого блока памяти подключены к шине кода номера датчика. На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство для коррекции характеристик датчиков содержит первый и второй импульсные сумматоры 1 и 2, двоичный делитель 3, первую и вторую группы 4 и 5 элементов И, первый и второй блоки б и 7 памяти, счеТчик 8 участков и первый и второй элементы 9 и 10 задержки. Сумматор 1 подключен первым и вторым информационными входами соответственно к шине 11 вво да входного сигнала и выходу элемента 9 задержки. Вьоход сумматора 1 сое с входом двоичного делителя 3 первым информационным входе суммато ра 2, подключенного вторым информационным входом к выходу элемента 10 задержки и соединенного выходом с выходом устройства. Входы управления сложением и вычитанием сумматоров 1 и 2 подключены соответственно к первым группам выходов первого и второго блоков б и 7 памяти. Разрядные выходы делителя 3 соединены с первыми входами элементов И групп 4 и 5. Выходы элементов И группы 4, под.ключенных вторыми входами к второй группе выходов блока 6 памяти, соединены с входом элемента 9 задержки. Выходы элементов. И группы 5, подключенных вторыми входами к второй группе выходов блока 7 памяти, соединены с входом элемента 10 задержки. Выход старшего разряда делителя 3 подключен к входу счетчика 8, соединенного выходами с первой группой входов блока 7 памяти. Второй вход блока 7 памяти соединен с входом блока б памяти и подключен к шине 15 кода номера датчика. Устройство работает следующим образом. На шине 12 устанавливается позиционный код номера датчика, определяющий вид линеаризуемой характеристики. В результате этого на выходах блока б памяти устанавливаются сигналы, определякмцие суммирующий или вычитающий режим работы сумматора 1, и сигналы определяющие двоичный код к, масштабирующего коэффициента. На выходах блока 7 памяти также устанавливаются сигналы режима работы сумматора 2 и код Kl аппроксимирующего коэффициента для i-ro интервала аппроксимации. С этого момента на шину 11 подается входная число-импульсная последовательность . Ng,y . Масштабирование последовательности Ngj выполняется следующим образом. В сумматоре 1 в зависимости от режима работы, задаваемого блоком б памяти, формируется выходной импульсный сигнал N.(, определяемый выражением вида Nftx t N: где N - число импульсов, поступающее ,на второй вход сумматора 1 с выхоа элемента 9 запрета. Б свою очередь импульсы N формируются путем умножения числа N| на коэффициент передачи Ку|/2 (где п - разность кода ), которое выполняется с помсядью группы элементов И 4, , на пе{)вые взгоДы которых поступает код с делителя 3, а на вторые входы код со вторых выходов блока б паяти. Для обеспечения нормальной работы сумматора 1 импульсы с выхода группы элементов И 4 поступают на го второй вход череэ элемент 9 заержки. Поскольку входным сигналом елителя 3 являются импульсы N с выхода сулвиатора 1, то число импуль ов на выходе сукплатора 1 равно К(я -1 , Ъ - 1 1 и, следовательно, общий коэффициент масштабирования Kg равен k Jil 0 ПГ Ы1 1 t г,е. представлен дробным числом, изменяющимся с дискретностью 1 2 (где п - разрядность кода Кц/) и принимающим значения как больше единицы, в случае работы сумматора 1 в режиме сложения, так и меньше единицы при работе сумматора в режиме вычитания. Поступгиощее на входную шину 11 число импульсов от датчика после мас штабирования подвергается соответствующему нелинейному преобразованию. Делитель 3 осуществляет выделение па ременной асти приращения выходной импульсной последовательности и отсчет длины участков аппроксимации. Счетчик 8 определяет номер участка аппроксимации. По этому номеру в бло ке 7 памяти выбирается код К; коэффициента аппроксимации, выдаваемый на вторые-входы элементов И группы 5 Общее приращение ANg,,j( на выходе сум матора 2 определяется суммой или раз ностью приращения Д N числа импульсо на выходе сумматора 1 и числа импуль сов, формируемого на выходе элементов И группы 5, bN t uN (1 t ) , Изменением кода К, можно получить углы наклона аппроксимирующей функции больше, меньше или равные единице, что дает возможность линеаризовать как монотонные, так и немонотон ные характеристики датчиков. С учетом масштабирования входных сигналов суммарный угловой коэффициент на i-о участке аппроксимации равен .. Lt 1tKM,2- Таким образом, предлагаемое устройство позволяет по сравнению с из вестным повысить точность коррекции так как в известном устройстве угловые коэффициенты реализуются в виде Itl а-. 2-, т.е. с меньшей дискретностью. Кроме того, устройство позволяет выполнять отдельное масштабирование входных сигналов. Формула изобретения Устройство для коррекции характеристик датчиков, содержащее первый импульсный сумматор, соединенный первым информационным входом с шиной ввода входного сигнала и подключенный входами управления сложением М ййчитаГнИем к первой группе выходов первого блока памяти, и второй импульсный, сумматор, соединенный выходом с выходом устройства, а входами управления сложением и вычитанием - с первой группой выходов второго блока памяти, первая группа входов которого соединена с выходами счетчика участков, отличающееся тем/ что, с целью повышения точности коррекции и обеспечения масштабирования входного сигнала, в устройство дополнительно введены два элемента задержки, две группы элементов И и двоичный делитель, подключенный входом к выходу первого импульсного сумматора и первому информационному входу второго импульсного сумматора, а разрядными выходами - к первьп входам элементов И первой и второй групп, причем выходы элементов И первой группы, подключенных вторыми входами к второй группе выходов первого блока памяти, соединены с входом первого элемента задержки, подключенного выходом к второму входу первого импульсного сумматора, а выходы элементов И второй группы, подключенный вторыми входами к второй группе выходов второго блока памяти, соединены с входом второго элемента задержки, подключенного выходом к второму информационному входу второго импульсного сумматора, причем выход старшего разряда двоичного делителя соединен с входом счетчика участков, а второй вход второго блока памяти и вход первого блока памяти подключены к шине кода номера датчика. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке 2315069/24, кл. G 06 F 15/34, 1976.. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2439094/24, кл. G 06 F 15/34, 1977. 3.Авторское свидетельство СССР 596978, кл. G Об J 3/00, 1976 (прототип).

S§fSi ±fe- e ifei &a r -Sr-r. .

-f

, / -..