Устройство для автоматическогоизМЕНЕНия чАСТОТы изМЕРЕНий Советский патент 1981 года по МПК G06F7/00 

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано при проведении различного рода из мерений, например радиолокационных, кинотеодолитных, телеметрических и Т.П. Известно устройство для автоматического изменения частоты измерений, содержащее последовательно соединенные блок управления, ключ и аналогоцифровой преобразователь, последовательно соединенные блок переноса измерений и накопитель измерений второ вход которого подключен к второму выходу блока управления, третий выход последнего соединен с первым вхо дом блока переноса измерений i Недостаток известного устройства состоит в том, что величина первой производной не позволяет осуществлят временную дискретизацию измеряемой физической величины без накопления и избыточных измерений. Временная дискретизация, основанная на определении первой производной измеряемой фи зической величины, приводит к накоплению недопустимо больгаих объемов избыточных измерений в связи -.с тем, что временной интервал между соседни измерениями может быть-взят только такой величины, при которой контролируемый процесс увеличивается на значение, не превышающее максимально допустимую погрйиность измерения. В противном случае (при нелинейном характере изменения измеряемой физической величины) погрешности восстановления промежуточных значений могут превысить допускаемые значения. Цель изобретения - повышение точности измерений на тех временных интервалах, где контрапи4) процессы в пределах допускаемой погрешности изменяются по линейному закону за счет того, что учитывается только нелинейное приращение измеряемой физической величины, описываемое второй,третьей и т.д. производными. Эта цель достигается тем, что в устройство для автоматического изменения частоты измерений, содержащее последовательно соединенные блок управления, ключ и аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные блок переноса измерений и накопитель измерений, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления, третий выход пос.леднего соединен с первым входом блока переноса измерений, введены последовательно соединенные блок запоминания измерений, сумматор, блок деления, блок вычитания, блок опред Ленин коэффициента предсказания, блок предсказания и формирователь запускающего импульса, последовател но соединенные генератор временных интервалов, блок запоминания времени и блок определения временных интервалов, а также последовательно соединенные блок сравнения и блок п носа времени, второй вход которого .подключен к четвертому выходу блока управления, пятый выход последнего соединен с входом генератора временных интервалов выход которого подключен к второму входу форглирователя запускагадего импульса, третий вход последнего соединен с шестым выходом блока управления, седьмой выход кото рого подключён к второму входу аналого-цифрового преобразователя, выхо последнего соединен с входом блока запоминания измерений, выход которого подключен к второму входу блока переноса измерений, третий вход последнего соединен с вторым выходом блока сравнения, первый вход которог подключен к второму выходу блока вычитания, второй вход последнего соединен с восьмым выходом блока управления , девятый выход которого подклю чен к второму блока сравнения при этом десятый, одиннадцатый и две надцатый выходы блока управления сое динены с вторым входом блока запоминания измерений, вторым входом сум-. матора и вторым входом блока деления соответственно, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый и шестнадцатый -выводы блока управления подключены к третьему входу блока предсказания, к второму входу блока определения коэффициента предсказания, к второму входу блока определения временных интервалов и к второму входу блока запоминания времени, соответственно, вход лока управления соединен с первым выходом формирователя, запускающего импульса, второй выход которого подключен к второ му входу ключа, третий вход блока пе реноса времени подключен к второму выходу блока запоминания времени, вы ход блока переноса времени соединен с третьим входом накопителя измерений. На ФИг. 1 представлена блок-схема устройсЯс-ва для автоматического изменения частоты измерений; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие рабо ту устройства. Устройство содержит аналого-цифро вой преобразователь 1, блок 2 запоминания измерений, блок 3 переноса измерений сумматор 4, блок 5 деления, блок б вычитания, блок 7 сравнения, блок 8 переноса времени, блок 9 определения коэффициента пред сказания, блок 10 предсказания, формирователь 11 запускающего импульса, ключ 12, накопитель 13 измерений, генератор 14 временных сигналов, блок 15 запоминания времени, блок 16 определения временных интервалов, блок 17 управления. Устройство работает следующим образом. Аналого-цифровой преобразователь (Запускается в работу с помощью импульса, выдаваемого блоком 17 управления через ключ 12. По этому импульсу аналоговый сигнал f.(t), подаваемый на вход аналого-цифрового, преобразователя 1, преобразуется в цифровую форму (фиг. 2 выходы 2 и 12) и подается на вход блока 2 запоминания измерений ,и с первого его выхода через блок 3 переноса измерений поступает в накопитель 13 измерений. Одновременно по каманде блока 17 управле-. ния открываются: выход генератора 14 временных сигналов, вход и первый выход блока 15 запоминания времени второй вход и выход блока 8 переноса времени и второй вход накопителя 13 измерений и кодированный сигнал времени начала измерений записывается в накопитель измерений совместно с начальным измерением Уд . Последугацие второе i и третье измерения У , а также соответствующие момента времени t , tgi хранятся време.нно в блоках 2 запоминания измерений и блоке 15 запоминания времени соотвественно. По команде блока 17 управления кодированные сигналы УО и У складываются в сум|маторе 4 и делятся на два в блоке 5 деления. В блоке 6 вычитания из полусуммы крайних измерений вычитается среднее измерение 3 , т.е. в блоках 4-6 в соответствии со свойством средней линии трапеции определяется значение сигнала нелинёйности Г, т.е. УО + УЗ В блоке 7 сравнения знаучение нелинейности cf сравнивается с максимально допустимым Д, т.е. Icf-Al O. Если значение текущей нелинейности меньше или равно максимально допускаемому Д, то промежуточные измере иия не заносятся в накопитель 13 измерений . Только при измерении предаиествукяцее тому, при котором инейность .превзошла максимально пускаемое значение, заносится в наопитель 13 измерений совместно с относящимся к эт.ому измерению временем. Временной интервгш между первыми ремя измерениями задается блоком 17 правления как и в существующих устойЬтвах, измерения. Затем по команде лока 17 управления с помощью ключа 12 производится переключение линии апуска аналого-цифрового преобразователя с блока 17 управления на формирователь 11 запусканщего иютульса, Для формирования запускающего импульса с выхода блока 6 вычитания значение нелинейности S в цифровой форму поступает на вход блока 9 опреде- . ления коэффициента предсказания,

где определяется отношение допускаемого значения нелинейности Д к имеющейся К блоке 16 определения временногс интервала из блока 15 за- . поминания времени считывается вре мя проведения третьего измерения t/ и первого tjj и находится их разность. Полученное значение разности д1 - t.- tp, представленное в кодированной форме, поступает в блок 10 15 предсказания, в который одновременно поступает кодированный сигнал, представляющий коэффициент предсказания К. С помощью стандартной схемы находят новый сигнал представляющий KopeHbjQ кубический из К. Далее в блоке 10 находят кодированный сигнал, соответствующий произведению &t на корень кубический из К. Найденное произведение является искомым отрезком времени/25 через который необходимо осуществлять следующее, четвертое измерение, т.е. в блоке 10 предсказания осуществляет-, ся преобразование над сигналами в зависимости vK. Полученный кодированный сигнал, .соответствующий кск поступает из блока 10 предска- . зания в формирователь 11 запускающего импульса, в котором элемент совпадения сравнивает код л.1мсч к° ас личеством импульсов, поступающих с генератора 14 временных сигналов. При равенстве кодов срабатывает цепь формирования запускающего импульса, задний фронт которого служит командои для срабатывания аналого-цифро- 40 вого преобразователя 1 и блока 17 управления. Устройство может быть реализовано на разработанных микроэлектронных схемах цифровой техники.

«45

Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от существующих позволяет регистрировать только существенные измерения без накопления т избыточных. Если же изменение изме- en ряемой физической величины происходит с нелинейностью О , например большей ожидаемой, то значение коэффициенту Кг- уменьшается и искомый временной интервал Д. также умень- -. ается, что позволяет скорости работы измерительных средств приспособиться (адаптироваться) к скорости изменения нелинейности измеряемой физической величины,

Формула изобретения

Устройство для автоматического изменения частоты измерений, содержа- 65

щее последовательно соединенные блок управления, ключ и аналого-цифровой преобразователь, последовательно соединенные блок переноса измерений и накопитель измерений, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления, третий выход последнего соединен с первым входом блока переноса измерений,отличающее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены последовательно соединенные блок запоминания измерений, сумматор, блок деления, блок вычитания, блок определения коэффициента предсказания, блок.предсказания и формирователь запускающего импульса, по следо.вательно соединенные генератор временных ин ервалов, блок запоминания времени и блок определения временных интервалов, а также последовательно соединенные блок сравнения и блок переноса времени, второй вход которогподключен к четвертому выходу блока управления, пятый выход последнего соединен с входом генератора временных интервалов, выход которого подключен к второму входу формирователя запускающего импульса, третий вход последнего соединен с шестым выходом блока управления, седьмой выход которого подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, выхсщ последнего соединен с входом блока запоминания измерений, выход которого подключен к второму входу блок,а переноса измерений, третий вход последнего соединен с вторым выходом блока сравнения, первый вход которого подключен к второму выходу блока вычитания, второй вход последнего соединен с восьмым выходе блока управления, девятый выход которого подключен к второму входу блока сравнения, при этом десятый, одиннадцатый и двенадцатый выходы блока управления соединены с вторым входом блока запоминания измерений, вторым входом сумматора и вторым входом блока деления соответственно, тринадцатый, четьфнадцатый, пятнадцатый и, шестнадцатый выходы блока управления подключены к третьему входу блока предсказания, к второму входу блока определения коэффициента предсказания, к второму входу блока определения временных интервалов и к второму входу, блока запоминания времени соответственно вход блока управления соединен с Первым выходом формирователя запускакйцего импульса, второй выкод которого подключен к второму входу ключа, третий

60 вход блока переноса времени подключен к второму выходу блока запоминания

времени, выход блока переноса

времени

соединен с третьим входом накопителя измерений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Коломиец О.М., Петухов В.И. и др. О построении цифровых измерительных систем с временной адаптаци.ей, Труды Рязанского радиотехнического института. Вып. 18, Вычислительная техника. 1970.

Вш к П П

III III