Измерительная информационная система Советский патент 1980 года по МПК G08C19/12 G08C15/02 

t

Изобретение относится к области измерительной техники и может найти применение при построении многоточечных адаптивных измерительных информационных систем, в том числе теле,измерительных, предназначенных для, использования в промышленности и при выполнении научных исследований.

Известны различные структуры систем с параллельным, последовательным и параллельно-последовательным подключением каналов существуют различные структуры построения адаптивных систем, алгоритм работы которых изменяется в соответствии с изменением характеристик входных измеряемых величин. Эти.системы содержат датчики, коммутатор и программатор, осуществляюгиий различные режимы опроса plW

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является измерительная информационная система, содержагшя датчики, коммутатор с адресным регистром, первый вход которого соединен с первым выходом программатора, выход подключен к первому входу оперативного запоминающего устройства, второй и третий выходы программатора соединены со

вторым и третьим входами оперативного запоминающего блока 1з . .

Недостатком известных информационно-измерительных систем является

5 их сложность.

Целью изобретения является упрощение системы.

Цель достигается тем, что в предлагаемую систему введены двоично-деtO сятичный перемножитель на элементе И-ИЛИ и делителе частоты, выходы которого подключены к первым входам элемента И-ИЛИ, датчики выполнены частотными, блок вычитания частот на

15 элементе И-ИЛИ и 3-К триггере, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам элемента И-ИЛИ, счетчик импульсов, и в коммутатор введены дешифратор и элемент И-ИЛИ,к

20 nepBfcOM входс1М которого подключены выходы частотных датчиков, ко вторым входам через дешифратор подключен выход адресного регистра, выход эле мента И-ИЛИ коммутатора соединен в

25 блоке вычитания частот с К-входом 3-К триггера и вторым входом элемента И-ИЛИ, выход которбго подключен к первому входу счетчика импульсов, ко второму входу счетчика импульсов под30 ключей четвертый выход программатора. . гход зюторого соединен с первым аы ходом счетчика импульсов, второй выход, счетчика импульсов подключен к четвертому входу оперативного запоминагощего блока, выходы которого под ключены ко вторым входам элемента И-ИЛИ двоично-десятичного перемножителя, выход которого соединен в блоке вычитания частот с 3-входом -К ,триггера и третьим входом элемента И-ИЛИ, к четвертому входу которого подключен пятый выход программатора шестой выход которого, соединен со входом делителя частоты двоично-десятичного перемножктеля. Схема предлагаемой системы представлена на фиг.1 и содержит частотные датчики , коммутатор 2, состоящий из адресного регистра 3, дешифратора 4 и элемента И-ИЛИ 5, nporpaMNiaTop 6, счетчик импульсов 7, блок вычитания частот 8, состоящий нетактируемого 3-К jpHrrepa 9 и элемента И-ИЛИ 10,двоично-десятичный, перемно-житель 11,состоящий из делител.я частоты 1 и элемента И-ИЛИ 13, оперативное запоминающее устройство 14; на фиг. 2 представлены временные диаграммы работь счетчика импульсов 7, где сигнал НУ -нулевая установка, ).текущее значение измеряемой величины, Nyj;. - принятая установка, .t измерительный интервал. Основные узлы ИИС характеризуготся следующими функциональными связями. Частотные сигналы с выходов датчиков 1 поступают на ко.-мутатор 2. Адресный регистр 3 коммутатора 2 через дешифратор 4 соединяет выход KOMiviyтато ра 2 с выходом одного из датчиков .1 подачей разрешающего потенциала на вход соответствующей ячейки И входящей в состав элемента И-ИЛИ 5. Переключение каналов коммутатора 2 производится сигналами с выхода прог рамматора 6. На вход счетчика им.пульсов 7 с выхода блока 8 поступают импульсы выходной частоты f i-го датчика 1 иАи разностной частоты д fi -Рд -КПри этом импульсы частоты подаются на вход 3 тригг гера 9 и первую ячейку И элемента И-ИЛИ iO, импульсы частоты fxi -на вход К и вторую ячейку И элемента И-ИЛИ 10. Прямой и инверсный выходы триггера 9 соединены соответственно со вторыми входами первой и второй и элемента И-ИЛИ 10, Третий вход второй ячейки И соединен с выходом программатора б, на котором формируеТся: длительность временного измерительного интервала t -Начальная установка счетчика импульсов 7 производится импульсом НУ, подавае мым с выхода программатора 6 на шину начальной установки счетчика импульсов 7. Импульс переполнения.счет чика 7 поступает на вход программатора б. Импульсы частоты fai -формируются.на выходе двоичного (или двоично- десйтичного, что зависит.от прй.нятой система счисления счетчика импульсов. 7) перемножителя 11 путем непрерывной пОдачи импульсов опорной частоты fg с выхода программатора б на вход делителя частоты 12. Импульсы частотных компонентов с выходов делителя частоты 12 поступают на первые входы ячеек И элемента 13, на вторые входы ячеек И подаются потей-циалы, определяемые кодом N с выходов устройства 14, При этом на один из управляющих входов устройства 14 подается потенциал, разрешающий производить считывание с выходов устройства 14 кода, соответствующего i-му каналу. Номер канала определяется . подачей кода номера, канала с выходов регистра 3 кoм 1yтaтopa 2 на адресные ВХОД5Л оперативного запоминающего устройства 14. Информация N. с выходов счетчика импульсов 7 поступает на входы устройства 14 в момент подачи на его второй упр .вляющий вход сигнала Запись с выхода программатора 6и запоминается, в устройстве в виде кода NR . Импульсы выходных частот датчиков ,1 с выхода элемента И-ИЛИ 5 поступают на вход К Э-К триггера 9, устанавливая его в состояни.е 0. Перед очередным измерением по каналу/ номер которого определяется состоянием адресного регистра 3, сигналом НУ с выхода программатора б осуществля.ется начальная установка счетчика импульсов 7 в состояние i соответствующее выраженному в дополнительном коде числовому эквиваленту принятой установки, которая задает шаг адаптивной временнойдискретизации. Затем Формируются разрешающие потенциалы на выходах программатора б, на которых синхронно формируются сигналы измерительного интервала t, и считывания с выходов устройства 14 информации NU , соответствующей подключенному в данный момент датчику 1. В результате на второй вход блока 8 поступают импульсы частоты fp, значение которой пропорционально числу lft.i fii оТГ . . где N j-T - емкость счетчика 7. Таким образом, на вход счетчика импульсов 7подаются импульсы разностной частоты д fi Ifx, Если на вход счетчика импульсов 7 в течение времени t поступит ДМ- импульсов, причем t и NVCT это означает, что I Nxi-NR I- . А следовательно, измерение по данному каналу производить не следует, так как полученная при этом информация будет избыточной, На выходе программатора б формируется импульс, переключающий регистр 3 в состояние соответствукадее (i-fi)-My каналу коммутатора 2. В начале очередного измерения осу ществляется начальная установка счет чика импульсов в состояние MVCT и производится формирование команд t, и считывания. Если в результате еравнения частот f((i + l) и fgd + l) окажется, что число импульсов разностной частота лН. равняется или превышает число счетчик импульсов 7 в пределах интервала 1„ переполняется, и на его выходе формируется импульс переполнения,. На этом заканчивается синхронное формирование временных интервалов t{, t и считывание. При этом счетчик 7 оказывается в нулевом состоянии, а выходные сигналы устройства 14 при отсутствии разрешающего потенциала на управляющем входе Считывание также равны нулго; следовательно, . По окончании времени tj, и длитель ности, определяемой выполнением операций переключение и НУ, формируется интервал t на соответствующем выходе nporpaMNiaTOpa б, и импульсы частоты F) (i + l) заполняют счетчик импульсов 7 (такое построение программатора сокращает его оборудование) . Однако возможен вариант, когда измерение частоты f (i +1) начинается сразу, после окончания времени tj . Результат измерения N(i+l)записывается в устройство 14 сигналом Запись. Одновременно производится переключение адресного регистра 3 в состояние, соответствующее (+2)-му каналу коммутатора 3. Регистрация результата измерения производится одним из из:вестных способов либо непосредственно с выходов счетчика 7 или импульсов устройства 14, либо с предварительной перезаписью в буферный регистр памяти. Одновременно с регистрацией измерительной информации производится ре гистрация кода номера датчика 1 с вы хода адресного регистра 3. Регистрация значения кода текущего времени также выполняется одним из известных способов. Нормальное функционирование системы предполагает достаточно медле ное изменение измеряемых величин(ча стот датчиков 1) . Уставка Ыу , оп ределяющая адаптивный шаг временной дискретизации, является общей для всех датчиков 1. Уставку можно менят либо перепайкой установочных входов счетчика импульсов 7, либо введением переключателей в цепь начальной установки.Впоследнем случае используются галетные переключатели или специальные программные переключатели. В частности, если счетчик импульсов 7 работает в двоично-десятичном код 3-4-2-1, то ка5кдый десятичный разряд снабжается 4-галетным переключателем на 10 положений с шифратором единичного позиционного кода в двоичнодесятичный или программным переключателем, например, типа ППб-llT (010.3.002.160ТУ). Упрощение предлагаемой системы по сравнению с известными достигается таким образом, за счет использования частотных датчиков (которые в настоящее время находят широкое применение как в промышленности, так и- при выполнении научно-исследовательских работ) и выполнения сравнения не кодовых комбинаций, а частоты измеряемой и частоты, соответствующей хра- нящемуся в оперативном запоминающем устройстве коду. Это обстоятельство позволило использовать счетчик импульсов как непосредственно для определения результатов измерений,т.е. по прямому назначению, так и для выполнения операции сравнения, Упрощение устройства достигается как за счет совмещения двух операций, выполняемых- счетчиком, так и благодаря тому, что сравнение частот требует меньшего оборудования, чем сравнение кодов, если учесть при этом, что кроме сравнения кодов необходимо определение количественного превышения одной величины над другой. Одновременно необходимо отметить следующее. В случае использования частотных датчиков в качестве измерительного устройства может быть.использован цифровой частотомер, устанавливаемый на выходе коммутатора, так как на оперативный запоминающий блок подается кодовая комбинация, соответствующая результату измерения, В этой связи также можно говорить об упрощений предлагаемой структуры Системы по сравнению с прототипом, В предлагаемой системе программатор является единым блоком, управляющим работой измерительного устройства, устройства сравнения и системы в целом. Наличие ячеек Ив устройстве-прототипе и отсутствие таковых в предлагаемой структуре не является принципиальным. Современная интегральная элементная база (в частности счетчики импульсов, регистры) снабжается логическими управляющими устройствами, в том числе ячейками И. . . Формула изобретения Измерительная информационная система, содержащая датчики, коммутатор с адресным регистром, первый вход которого соединен с первым выходом программатора, выход подключен к первому входу оперативного запоминающего устройства, второй и третий выходы

программатора соединены со вторым и третьим входами оперативного запоминающего устройства, отличающаяся тем, что, с целью упроиения системы, в нее введены двоичнодесятичный перемножитель на элементе И-ИЛИ и делителе частоты, выходы которого подключены к первым ,входам элемента И-ИЛИ, датчики выполнены частотными, блок вычитания частот на элементе И-ИЛИ и 3-К триггере, прямой и инверсный выходы,которого подключены к первым входам элемента И-ИЛИ, счетчик импульсов, и в коммутатор введены дешифратор и элемент И-ИЛИ, к первым входам которого подключены выходы частотных датчиков,ко вторым входам через дешифратор подключен выход адресного регистра, выхбд элемента И-ИЛИ коммутатора соединен в блоке вычитания частот с Квходом 3-К триггера и вторым бходом элемента И-ИЛИ, выходкоторого подключен if первому входу счетчика импульсов , ко второму .входу счетчика

импульсов подключен четвертый выход программатора, вход которого соединен с первым выходом счетчика импульсов, второй выход счетчика импульсов подключен к четвертому входу оперативного запоминающего блока, выходы которого подключены ко вторым входам элемента И-ИЛИ двоично-десятичного перемножителя, выход которог соединен в блоке вычитания частот с 3-входом У-К триггера и третьим входом элемента И-ИЛИ, к четвертому входу которого подключен пятый выход программатора, шестой выход которого соединен со входом делителя частоты двоично-десятичного перемножителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 315194, кл; G 08 С 19/28, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР № 495695, кл. G 08 С 19/28, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР К 432566, кл. G 08 С 15/06, 1973 (прототип).

ну

xlffff

п

усгtn tH

1

//

Считывание

Перекпюч. JTL Перепо/1нен.

Запись S ОЗУ

t

П i

i

(Т t

й/г.г