Цифровой нелинейный измерительСРЕдНЕй чАСТОТы иМпульСОВ Советский патент 1981 года по МПК G01R23/00 

(54) ЦИФРОВШ НЕЛИНЕЙНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение огносится к автоматике и вычислительной технике, и, в частности, предназначено для использования в радиоизотопном прибсррсгроении, например, в схемах радиоизотопных плотномеров и тол щиномеров, где измерения производятся обработкой дискретной информации и средняя частота входных импульсов имеет экс поненциальную зависимость от измеряемо го параметра . Известны устройства, содержащие вход ной - вькодной счетчики, деши атсчэ и схему ИЛИ, в котором выход входного счетчика с переменным коэффициентом пересчета соединен со входом выходного счетчика, к выходам разрядов которого . подключен дешифратор, выходы которого, соответствующие одинаковым коэффициентам пересчета, подключены через схему ИЛИ ко входам управления коэффициентом пересчета входного счетчика D.. Недостатком устройств является сложная переградуировка с одной логарифмической зависимости на другую, так как требуется отдельно выставлять точки счета и угловые коэффициенты каждой аппроксимирующей прямой. Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является усг- ройство, содержащее генератор стаб ильнсй частоты, схемы И, последовательно соединенные сумматор, счетчик времени измерения, триггер управления, а также генератор стабильной частотЕЛ и измерительный счетчик . Однако устройство обладает недостаточно, широким диапазоном измерения. Цель изобретения - расширение диапазона измерения. Поставленная цель достигается тем,что в ци4ровой нелинейный измеритель средней частоты импульсов, содержащий последова-тельно соединенные генератор стабильной частоты и первый элемент И, последовательно соединенные сумматор, счетчик времени измерения, триггер управления, . второй элемент И и счетчик с регулируемым коэффициентом пересчета, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход первого элемента И сое динен с входом второго элемента И, а так же измерительный счетчик - введены счет чик с дробным коэффициентом пересчета и блок вычитания, выход которого соединен со входом измерительного счетчика, при этом первый вход блока вычитания подключен к первому входу сумматора, второй вход последнего соединен с выходом счетчика с дробным коэффициентом пересчета, вход которого подключен к выходу первого элемента И и ко второму входу блока вычитания. На чертеже приведена схема цифрового нелинейного измерителя средней частоты импульсов. Цифровой нелинейный измеритель средней частоты импульсов содержит генератор 1 стабильной частоты, элементы 2 и 3 И, триггер 4 управления, счетчик 5 времени измерения, сумматор 6, счетчик 7 с регулируемым коэффициентом пересчета и измерительный счетчик 8, счетчик 9 с дробным коэффициентом пересчета и блок Ю вычитания. Цифровой нелинейный измеритель средней частоты импульсов работает следующи образом. Перед началом измерения по цепи сброса (не показана) все счетчики 5,7,8 и 9 и триггер 4 управления устанавливаются в исходное состояние. При этом входные импульсы, имеющие зависимость (1) от измеряемого параметра с входа измерителя через элемент 3 И поступают на счетчик 7 с регулируемым коэффициентом пересчета, где они пересчитываютс на коэффициент пересчета К , котфый выбирается равным .(2), где А - предэкспоненциальный коэффициен градуировочной зависимости (l) - частота на выходе генератора 1 стабильной частоты. Одновременно импульсы с выхода генератора 1 стабильной частоты проходят через элемент 2 и подаются на счетчик 9 с дробным коэффициентом пересчета, где они пересчитываются на коэффициент К-, и подаются на первый вход сумматора 6. В сумматоре 6 импульсов к импульсной последовательности с выхода счетчика 7 с регулируемым коэффициентом пересчета присуммируется импульсная последователь S O4 ость с вькода счетчика 9. При этом имульсная последовательность ira выходе умматфа б, которая подается на счетчик , имеет зависимость от измеряемого пааметраВремя измерения измерителя определятся объемом счетчика 5 времени измереия NS и равна -( Одновременно с этим от импульсной оследовагельности на выходе элемента И с частотой блоке Ю вычитания двух импульсных последовательностей вычитается импульсая последовательность с выхода счетчика 7 с регулируемым коэффициентом пересчета. В результате средняя частота импульсной последовательности на выходе блока Ю соответствует и за время измерения Т в измерительном счетчике 8 будет сосчитано количество импульсов ) которое является результатом измерения. Это монотонно растущая функция, которая X от О До оо меняется в при изменении пределах от О ) и имеет точку перегиб при x.len-l - --- (9) так а вокруг которой функция (7) с Достаточной точностью может быть аипроксимщпжан.ч прямой. Для измерения в диапазоне измоиричя измеряемого параметра X от (.) до Kj ,t4 необходимо выбрать точку ггерогибн при ,465Х,, , (НЯ что достигается установкой дробного коэффнцнента пересчета счетчика 9 равным V л-ах ч(11) Для получения результата измерения в единицах измеряемого параметра объем счетчика времени измерения Ng- необходимо выбрать равным -21сеп к 0((-К.) Объем счетчика 5 времени измерения может быть установлен, например при помощи переключателей предустановки. При этом ошибка линеаризации N() .-X (13) ч-е-ах Изменяется при изменении X от О до о от Очерез-сГ,|яак до О при ,далее через ДО - ЗтсА-л Р tnotx Для измерения в диапазоне изменения измеряемого параметра от X до Xt(j Точку перегиба необходимо выбрать ра ной середине диапазона измерения 0,(Х,-Х,,КХ. (14) Дробный коэффициент пересчета К счет чика 9 выбирается из уравнения ( И), и для получения результата измерения в еди ницах измеряемого параметра объем счетчика времени измерершя Ng необходимо выбрать равным N -C -i-NoUK 2tLi--cr-Nol где значение NQ заносится в измерительный счетчик 8 ггеред началом измерения, например, при помощи переключателей пре установки, Ввпячг на NO вычитьшается по формуле (x,-Xa)(i-KKv - - ) (Y.j(e)2(1-t) ,065(.J (17) В этом случле. ошибка линеаризации .М.Но.Х. (.8, ,(16 При иагмененчи X от Х,до , меняется от -+-0 гфи , че-, рез О и при , через О при До-«-с/ д,и далее через О . °-c/4tnax P Например, при измерении в диапазоне измерения ах от О до 1 ошибка лтеаризации не гфевышает ±0,25% и ход функциональной зависимости (13) в (18) полностью аналогичен функциональным зависимостям отчибки линеаризации известного измерителя. Данный цифровой нелинейный измеритель средней частотъг предназначен Для сокращения номенклатуры унифицированнЪго параметрического ряда блоков обработки инфqэмации радиоизотопных приборов, что обуславливает его широкое внедрение в разных радиоизотопных прибфах. Формула изобретения Цифровой нелинейный измеритель средней частоты импульсов, содержащий последовательно соединенные генератор стабильной частоты и первый элемент И, последовательно соединенные сумматор, счетчик времени измерения, триггер управления, второй элемент И и счетчик с регулируемым коэффициентом пересчета, выход которого подключен к первому входу сум матора вт.орой вход первого элемента И соединен с входом второго элемента И, а также измерительный счетчик, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены счетчик с дробным коэффициентом пересчета и блок вычитания, выход которого соединен с входом изме{)ительного счетчика, при этом первый вход блока вычитания подключен к первому сумматора, второй вход последлого соединен с выходом счетчика с дробным коэффициентом, пересчета, вход которого подключен к выходу первого элемента И и ко второму входу блока вычитания. Источники информации, при1гятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР № 415798, кл. Н 03 К .3/ОО, 23.12.72. 2.Авторское свидетельство СССР № 4723ОЗ, кл. Q О1 R 23/ОО, 25.12.71.