Устройство для обработки измеритель-НОй иНфОРМАции Советский патент 1981 года по МПК G06F17/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки измерительной информации, получаемой при помощи азличного типа датчиков с индивиуальными тарировочными характерисгтиками. .

Известны устройства для обработки измерительной информации, в которых выполняется функция обработки измерительной информации, но не решается задача учета нелинейности тарировочных характеристик датчиков, l.

Наиболее близким по технической 5 сущности к предлагаемому является устрой тво, содержащее коммутатор датчиков, аналого-цифровой преобразователь, арифметическое устройство, устройство хранения и считывания ко- 20 дов приращений выходных характеристик датчиков, управляемый генератор пачек импульсов и счетчик, причем выход устройства считывания соединен с входом арифметического устройства,25 а выход арифметического устройства связан с управляемым генератором пачек импульсов и счетчиком 2.

Недостатком устройства является то, что для получения результата из- 30

мерения требуется большое время, связанное с необходимостью последователного суммирования кодов приращений всех участков характеристики, начиная с первого, точность получения результатов измерения определяется величиной шага дискретности и ее повышение связано с необходимостью уменьшения шага, что в свою очередь увеличивает затраты времени на получение результатов измерения.

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности обработки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обработки измерительной информации, содержащее блок управления последовательно соединенные датчики, коммутатор датчиков, аналого-цифровой преобразователь, блок записи-воспроизведения, а также последовательно соединенные блок хранения коэффициентов аппроксимации тарировочных характеристик датчиков, арифметический блок, блок управления и блок регистрации, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, другой выход которого связан с арифметичесКИМ блоком, введены блок дешифрации номера участка обработки, комму атор опроса, узла хранения номеров каналов, узел хранения номеров каналов, счетчик текущего номера канала буферный накопитель, коммутатор опроса буферного накопителя, элемент сравнения, первый вход которого через счетчик текущего номера канала, соединен с синхронизирующим выходом блока записи-воспроизведения, входом коммутатора опроса буферного накопителя и входом коммутатора опроса узла хранения номеров каналов, первый выход которого подключен к адресному входу -буферного накопителя, а второй выход - к управляющему входу узла хранения номеров каналов, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения, а информационный вход - с выходом загрузки номеров канала блока управления, причем выход элемента сравнения связан со вторым управляющим входом сравнения буферного накопителя, вход опроса и информационный входы которого соединены соответственно с первым выходом коммутатора опроса буферного накопителя и с информационым выходом блока з-аписи-воспроизведения, а выход подсоединен ко-второму входу арифметического блока и входу номера участка обработки блок дешифрации номера участка обработки первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно со вторым выходом коммутатора опроса буферного накопителя и выходом сигнала запрета блока управления, а выход связан со входом блока хранения коэффициентов аппроксимации .тарировочных характеристик датчиков

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для обработки измерительной информации на фиг. 2 - тарировочная характеристика датчика.,

Устройство содержит датчики 1, блок 2 коммутации датчиков, аналогоцифровой преобразователь 3,- блок 4 записи-воспроизведения, блок 5 выбора каналов, блок 6 дешифрации номера участка обработки, блок 7 хранения коэффициентов аппроксимации тарировочных характеристик датчиков арифметический блок 8, регистрирующий блок 9, блок 10 управления.

Блок 5 выбора каналов содержит счетчик 11 текущего номера канала, узел 12 хранения номеров каналов, элемент 13 сравнения, коммутатор 14 опроса узла хранения номеров канало коммутатор 15 опроса буферного накопителя , буферный накопитель 16.

Кусочно-линейная аппроксимация тарировочной характеристики датчика .Y f(x), где X - измеряемый параметр, производится путем деления характеристики на п равных участков обработки и проведения аппроксимирующей прямой, соединяющей крайние точки характеристики. Значение параметра определяется по формуле

где Уд - постоянный коэффициент;

К - тангенс наклона аппроксимирующей прямой;

N: - текущее значение измерительного кода

rf(N:)2 i±Mid J а+ъ

где (, - величины отклонений тарировочной характеристики от аппроксимирующе прямой на границах i-го участка.

Число участков обработки п определяется требуемой точностью учета нелинейности тарировочной характеристики датчика и, с целью простоты реализации выбора участка обработки, принимается из ряда чисел кратных 2/ при этом номер участка, которому принадлежит код N; , определяется кодом, содержащимся в т-старших разрядах измерительного кода NJ.

Число старших разрядов m определяется, где m log п.

Таким образом/ тарировочная характеристика датчика при ее разбиении на п участков может быть представле-на коэффициентами К , YQ со- расчете значения параметра по произведенному алгоритму из всех коэффициентов Оо. ..-сГ( участвуют только двасГ,-. и , где i - номер учаска обработки, которому принадлежит текущее значение измерительного кода

Код коэффициента а определяется путем вьщеления (Nj - m) младших разрядов кода N j. ,

Код коэффициента в является дополнением кода а.

Устройство работает следующим образом.

Перед обработкой каждой новой групы параметров от устройства 10 управления . производится загрузка в узел 12 хранения номеров каналов очередной группы номеров каналов, подлежащих обработке.

Коэффициенты аппроксимации тарировочных характеристик датчико.в У, , К, GO . ... ,(f рассчитываются перед обработкой на основании паспортных данных датчиков и вводятся в блок 7 хранения коэффициентов.

Сигналы от датчиков 1 через коммутатор 2 поступают на вход аналогоцифрового преобразователя 3. Сигналы с выхода преобразователя 3 в виде двоичных измерительных кодов параметров поступают на блок 4 записи-воспроизведения, где записываются на магнитный носитель и передаются совместно с синхронизирующими сигналами на вход блока 5 выбора Выбор информации осуществляется следующим образом. Измерительный код с выхода блока 4 записи-воспроизведения постур пает на информационный вход буферного накопителя 16, а соотбетствующие синхронизирующие сигналы поступают на вход счетчика 11 текущего номера канала, на вход коммутатора 14опроса узла хранения кодов номеров каналов и на вход коммутатора 15опроса буферного накопителя. Счетчик 11 изменяет свое состояние и обеспечивает формирование и передачу очередного текущего но- , мера канала, соотве гствукяцего .текущему измерительному коду, на первый вход элемента 13 сравнения, на второй вход которого от узла 12 хра нения номеров каналов передаются коды номеров каналов, заданных для выбора. Опрос узла 12 хранения осуществляется сигналами, поступающими от коммутатора 14 опроса. При этом в интервале времени между двумя пос ледовательно переданными измеритель ными кодами коммутатор 14 опроса обеспечивает считывание всех заданных кодов номеров.каналов, которые сравниваются элементом 13 сравнения с текущим кодом номера канала, сфор мированным счетчиком 11.. При сравнении текущего номера ка нала с заданным на выходе элемента 13 сравнения формируется сигнал признак выбора, по которому измерительный код, соответствующий выбранному каналу, записывается в буфе ный накопитель 16 по адресу, поступающему с выхода коммутатора 14 опроса. Объем буферного накопителя 16 определяется числом каналов, выбираемых на обработку. Считывание буферного накопителя осуществляется последовательно сигналс1ми с выхода коммутатора 15 опроса буферного накопителя. Период опроса буферного накопителя при считывании выбирается из учета производительности обработки и соответствует времени преобразова ния измерительного кода в арифмети-гческом блоке 8. С выхода буферного накопителя 16 измерительный код передается на ари метический блок 8, причем m старших разрядов измерительного кода в качестве кода номера участка обработк поступают на вход блока 6 дешифрации номера участка обработки. Одновременно на вход блока 6 дешифрации поступают сигналы с выхода коммутатора 15 опроса буферного накопителя. Блок 6 дешифрации содержит дешиф-i раторы на m входов и п выходов. Число дешифраторов определяется числом одновременно обрабатываемых каналов., Каждый из дешифраторов обеспечивает опрос группы ячеек блока 7 хранения коэффициентов аппроксимации тарировочных характеристик, в которых хранятся коэффициенты У , К, do /сГц данного кансша. При поступлении сигнаша от коммутатора 15 опроса буферного накопителя производится выбор соответствующего дешифратора, на одном из выходов которого, в соответствии с принятым кодом номера участка обработки, формируется сигнал опроса блока 7 хранения коэффициента аппроксимации тарировочных характеристик. Сигнаш опроса поступает на блок 7 хранения и обеспечивает считывание коэффициентов УО и К, соответствующих данному каналу, и коэффициентов di- и ( соответствующих участку обработ- ки измерительного кода Nj . С целью ускорения процесса обработки в арифметическом блоке 8 коэффициенты VQ, К( f( из блока 7 хранения считываются параллельно.. В устройстве может быть выбран режим, когда обработка информации производится при значениях К 1, УО О, d,- О и 0. В данном случае от блока 10 управления на вход блока 6 дешифратора поступает сигнал, который запрещает опрос блока 7 хранения коэффициентов аппроксимации, а на вход арифметического блока 8 передается коэффициент К 1. В результате выбора канала и участка обработки на вход арифметического блока 8 передаются выбранный измерительный код от блока ь выбора и соответствукяцие коэффициен.ты от блока 7 хранения. В арифметическом блоке 8 формируются коэффициенты а и в и осуществляется преобразование измерительного кода в соответствии с выше приведенным выражением (1). Преобразованное значение измерительного кода y,f поступает на блок регистрации (например, графический, регистратор) с целью документирования. Введение блока выборд каналов и блока дешифрации номера участка обработки позволяет получить высокую скорость и точность обработки кодов измерительных параметров. Испытания показали, что устройство для различных типов датчиков, имеющих нелинейность тарировочньлх характеристик до 10%, обеспечивает обработку с погрешностью до 0,5% при информативности обработки 3,5 тысяч измерений в секунду и при информативности входного потока 14 тысяч измерений в секунду.

Формула изобретения

Устройство для обработки измерительной информации,-содержащее блок управления, последовательно соединенные датчики, крммутатор датчиков, аналого-цифровой. преобразователь, блок записи-воспроизведения, а также последовательно соединенные блок хранения коэффициентов аппроксимации тарироврчных характеристик дат:чиков, арифметический блок, и блок регистрации, управля ощий вход которого соединен с выходом блока управления, другой выход которого связан с арифметическим блоком, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, . оно содержит блок дешифрации номера участка обработки, коммутатор, опроса узла хранения номеров каналов, узел хранения номеров каналов, счетчик текущего номера канала, буферный накопитель,, коммутатор опроса буферного Накопителя , элемент сравнения, первый вход которого через счетчик текущего номера канала соединен с синхронизирующим выходом блока записи-воспроизведения , входом коммутатора опроса буферного накопителя и входом коммутатора опроса узла хранения номеров каналов, первый выход которого подключен к адресному входу буферного накопителя, а

второй выход - к управляющему входу узла хранения номеров каналов, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения, а информационный .вход - с выходом загрузки номеров канала блока управления, причем выход элемента сравнения связан со вторым управляющим входом сравнения буферного накопителя, вход опроса и информационный входы которого соединены соответственно с первым выходом коммутатора опроса буферного Накопителя и с информационным выходом блока записи-воспроизведения, а выход подсоединен ко второму входу арифметического блока и входу номера участка обработки блока дешифрации номера участка обработки , первый и второй управляющи , входы которого соединены соответственно со вторым выходом коммутатора опроса буферного накопителя и с выходом сигнала запрета блока управления, а выход связан со входом блока хранения коэффициентов аппроксимаци тарировочных характеристик датчиков

ИСТОЧН.ИКИ информации, принятые во внимание при экспертизе

/ i фиг. 2