Телеизмерительная система Советский патент 1981 года по МПК G08C19/28 

I

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может применяться в телеметрии, телеуправлении, дальней связи.

Известна радиотелеметрическая система с временным разделением каналов, содержащая в каждом канале датчики, соединенные через согласующие устройства со входами первого коммутатора, первый вход которого соединен с выходом датчика калибровочных напряжений, а выход первого коммутатора через модулятЬр соединен с первым входом схемы ИЛИ, другой вход которой через кодер синхросигнала соединен с выходом хронизатора, два других выхода последнего соединены с управляющими входами первого коммутатора и модулятора, выход схемы ИЛИ подключен ко входу передатчика, выход которого через канал связи соединен со входом приемника, выход которого подключен ко входу второго коммутатора и входу устройства выделения и формирования синхросигнала, выход последнего соединен с управляю1цим входом второго коммутатора, выходы которого через демодуляторы соединены с соответствук)щими входами регистрирующего устройства, управляющий вход которого соединен с выходом блока меток времени 1.

Недостаток подобных устройств заключается в том, что скорость опроса датчиков является постоянной и определяется исходя из необходимости передачи с требуемой точностью наиболее активных (быстроменяющихся) сигналов, что приводит к значительной избыточности в передаче информации.

Этого недостатка лишены телеизмерительные системы, в которых регулируется скорость опроса датчиков.

Известно устройство для опроса датчиков, которое наиболее близко по технической сущности к предлагаемому. Это устройство содержит в каждом канале датчики, выходы которых соединены со входами ключей и преобразователей погрещности аппроксимации (ППА), выходы которых соединены со входами суммирующего блока, выход которого через управляемый частотный генератор подключен ко входу распределителя, выходы которого соединены с управляющими входами ключей, выходы

которых объединены и подключены к выходу устройства. Приемная часть системы в этом случае может быть построена также как в указанном ранее известном устройстве 1. На передающей стороне ППА непрерывно анализируют сигналы с выходов датчиков и выд-ают на суммирующий блок напряжения, пропозициональные погрешности аппроксимации в соответствии с выбранным алгоритмом. На выходе суммирующего блока появляется напряжение, пропорциональное суммарной погрешности аппроксимации по всем датчикам. Это напряжение подается на управляемый генератор, выходной сигнал которого (частота) регулирует скорость опроса датчиков по суммарной погрешности аппроксимации. Сигналы датчиков с помощью передатчика поступают через каналы связи в приемник и разделяются на синхросигналы (сигналы переключения датчиков) и информационные сигналы. Далее информационные сигналы через второй коммутатор поступают через соответствующие демодуляторы на регистрирующее устройство. Второй коммутатор управляется такими же сигналами, что и первый коммутатор на передающей стороне 2.

Недостаток этого устройства - рост погрешности аппроксимации при сбоях в канале связи, так как в этом случае на входы демодуляторов поступают искаженные отсчеты.

Цель изобретения - повышение точности телеизмерительной системы за счет регулирования скорости опроса на передающей стороне не только в соответствии с активностью входных сигналов, но и с учетом влияния помех в канале связи.

Поставленная цель достигается тем, что в телеизмерительную систему, содержащую на передающей стороне управляемый частотный генератор, выход которого соединен со входом распределителя, передатчик, выход которого подключен к каналу связи, первый сумматор и в каждом информационном канале датчик, выход которого соединен с первым входом ключа и со входом преобразователя погрешности аппроксимации, выходы преобразователей погрешности аппроксимации информационных каналов соединены с соответствующими входами первого сумматора, выходы распределителя соединены со вторыми входами ключей соответствующих информационных каналов, выходы ключей объединены и соединены со входом передатчика, на приемной стороне - приемник, вход которого подключен к каналу связи, выход соединен непосредственно с первым входом и через блок выделения синхросигналов со вторым входом коммутатора блок регистрации и в каждом информационном канале демодулятор, выходы демодуляторов соединены с соответствующими входами блока регистрации, введены обратный канал связи, на передающей стороне - приемник, блок разности и второй сумматор, выход первого сумматора соединен с первыми входами второго сумматора и блока разности, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, выход которого соединен со входом управляемого частотного генератора, выход приемника соединен со вторым входом блока разности, вход приемника, подключен к обратному каналу связи, на приемной стороне введены передатчик, сумматор, выход которого подключен через передатчик к обратному каналу связи, и в каждом информационном канале преобразователь погрещности аппроксимации, вход которого соединен с выходом демодулятора, выходы преобразователей погрещности аппроксимации соединены с соответствующими входами сумматора.

На чертеже представлена блок-схема

предлагаемой телеизмерительной системы.

Телеизмерительная система содержит

0 на передающей стороне информационные каналы 1, включающие ключи 2, преобразователи 3 погрещности аппроксимации (ППА) и датчик 4, блок 5 разности, второй сумматор 6, управляемый частотный

J генератор 7, распределитель 8, первый сумматор 9, передатчик 10, приемник 11, на приемной стороне коммутатор 12, блок 13 выделения синхросигналов, приемник 14, информационные каналы 15, включающие преобразователи 16 погрещности аппроксимации и демодуляторы 17, блок 18 регистрации, сумматор 19, передатчик 20. Телеизмерительная система содержит также канал 21 связи и канал 22 обратной связи. Датчики 4 предназначены для преобразования измеряемого параметра в электри- ческий сигнал, например напряжение постоянного тока. Ключи 2 с распределителем 8 являются коммутатором передающей стороны и служат для передачи сигнала от датчика с помощью передатчика 10 в каQ нал 21 связи. Преобразователи 3 погрещности аппроксимации (ППА) служат для выборки сигнала, пропорционального погрещности аппроксимации. Сумматор 9 служит для создания напряжения, пропорционального сумме погрещностей аппроксимации от всех ППА 3. Блок 5 разности служит для создания напряжения, пропорционального разности суммарной погрешности аппроксимации на передающей стороне (от блока 9) и той же погрешности на приемной стороне, переданной по обратному каналу 22 связи от сумматора 19. Сумматор 6 служит для суммирования суммарной погрешности аппроксимации передающей стороны и разности погрещностей от блока 5, причем, если погрещность аппроксимации

5 от блока 9 больше погрещности от блока 19, то выходной сигнал блока 5 разности равен нулю. Коммутатор 12 и блок 13 выделения синхросигналов служат для передачи сигналов датчиков на соответствующие .демодуляторы 17, предназначенные для восстановления дискретизируемых сигналов датчиков. Блок 18 регистрации служит для, многоканальной регистрации сигналов. Преобразователи 16 погрешности аппроксимации служат для выработки напряжения, пропорционального погрешности аппроксимации восстановленных сигналов. Назначение сумматора 19 аналогично назначению сумматора 9. Передатчик 20, обратный канал 22 связи и приемник 11 служат для передачи суммарной погрешности от сумматора 19 на передающую сторону.

Работа предлагаемой телеизмерительной системы заключается в следующем.

На передающей стороне ППА 3 непрерывно анализируют сигналы с выходов датчиков 4 и выдают на сумматор 9 напряжения, пропорциональные погрешности аппроксимации. Напряжение, пропорциональное сумме погрешности аппроксимации всех каналов, от сумматора 9 поступает на блок 5 разности, на второй вход которого подается напряжение, пропорциональное той же погрешности, но вычисленной на приемной стороне сумматором 19 и переданной по обратному каналу связи. При наличии сбоев в канале связи суммарная погрешность аппроксимации на приемной стороне оказывается большей, чем та же погрешность на передающей стороне. Разность между погрешностями аппроксимации приемной и передающей сторон -складывается сумматором 6 с суммарной погрешностью передающей стороны. Выходное напряжение сумматора 6 управляет работой генератора 7, построенного, например, на основе мультивибратора Роера. Выходной сигнал (частота) генератора 7 управляет работой распределителя 8 и ключей 2, и информа-. ция от датчиков 4 вместе с синхросигналами по очереди поступает через передатчик 10, канал связи, приемник 14 и коммутатор 12 на соответствующие демодуляторы 17. Восстановленные демодуляторами сигналы регистрируются блоком 18 и одновременно анализируются ППА 16 приемной стороны. Суммарная погрешность аппроксимации приемной стороны от сумматора 19 через передатчик 20, обратный канал 22 связи и приемник 11 передается на передающую сторону системы, где сравнивается с погрешностью аппроксимации передающей стороны. Если погрещность аппроксимации приемной стороны больше погрешности аппроксимации передающей стороны,-то это означает, что в канале связи произощел сбой, и для повышения помехозащищенности число отсчетов сигнала увеличивается, т. е. увеличивается скорость опроса датчиков. При одинаковых погрешностях скорость опроса определяется только суммарной погрешностью аппроксимации передающей стороны.

Таким образом, в зависимости от уровня помех в канале связи в предлагаемой системе производится регулирование скорости опроса датчиков и тем самым увеличивается точность телеизмерений. Как показывает предварительный расчет, для реальных.каналов с заданными уровнями шумов благодаря регулированию скорости опроса можно увеличить точность в 2-3 раза.

Формула изобретения

0 Телеизмерительная система, содержащая на передающей стороне управляемый частотный генератор, выход которого соединен со входом распределителя, передатчик, выход которого подключен к каналу связи, первый сумматор и в каждом информацион5ном канале датчик, выход которого соединен с первым входом ключа и со входом преобразователя погрешности аппроксимации, выходы преобразователей погрешности аппроксимации информационных каналов

0 соединены с соответствующими входами первого сумматора, выходы распределителя соединены со вторыми входами ключей соответствующих информационных каналов, вы-ходы ключей объединены и соединены со входом передатчика, на приемной стороне -

5 приемник, вход которого подключен к каналу связи, выход соединен непосредственно с первым входом и через блок выделения синхросигналов со вторым входом коммутатора, блок регистрации и- в каждом информационном канале демодулятор, выходц демодуляторов соединены . с соответствующими входами блока регистрации, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности системы, в нее введены обратный канал связи, на передающей стороне - приемник, блок разности и второй сумматор, выход первого сумматора соединен с первыми входами второго сумматора и блока разности, выход которого соединен со вторым входом второго сумматора, выход которого соединен со входом управляемого

0 частотного генератора, выход приемника соединен со вторым входом блока разности, вход приемника подключен к обратному каналу связи, на приемной стороне введены Т1ередатчик, сумматор, выход которого подключен через передатчик к обратному кана5лу связи, и в каждом информационном канале преобразователь погрещности аппроксимации, вход которого соединен с выходом демодулятора, выходы преобразователей погрешности аппроксимации соединены

0 с соответствующими входами сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Баразков Ф. И., Русанов Ю. Б. Элементы и устройства радиотелеметрических систем. М., «Энергия, 1973, с. 17.

2. Авторское свидетельство СССР

№ 464075 кл. Н 03 К 17/00, 1974 (прототип).