CS223159B1

CS223159B1 - Method of evaluation of thefixed value of the measured quantity and connection for executing the same

Info

Publication number: CS223159B1
Application number: CS186080A
Authority: CS
Inventors: Josef Kubena; Milan Macoszek
Original assignee: Josef Kubena; Milan Macoszek
Priority date: 1980-03-18
Filing date: 1980-03-18
Publication date: 1983-09-15

Description

Vynález se týká způsobu vyhodnocení ustálené hodnoty měřené veličiny, jakož i zapojení k provádění tohoto způsobu, a řeší zvýšeni informační hodnoty výsledku při číslicovém měření.The present invention relates to a method for evaluating a steady-state value of a measured quantity, as well as to a method for carrying out the method, and to solving an increase in the information value of a result in a digital measurement.

K měření teploty tavenin s vysokým bodem tání, například oceli, se dnes v provozní praxi nejčastěji používají ponorné termočlánky v provedení jako výměnná sonda pro jednorázové použití. Signál z tohoto čidla je charakteristický náběhem, krátkodobým ustálením a posléze zánikem v důsledku omezené životnosti sondy. Signál podobného, avšak zpravidla méně standardního charakteru produkuje i čidlo pro stanovení aktivity kyslíku v tavenině metodou galvanického článku.Submersible thermocouples in the design as a disposable disposable probe are most commonly used in industrial practice today to measure the temperature of high melting melts, such as steel. The signal from this sensor is characterized by a start-up, a short-term stabilization and then a loss due to the limited lifetime of the probe. A signal of a similar, but usually less standard, nature is also produced by a sensor for determining the oxygen activity in the melt by the galvanic cell method.

Výsledek měření se při použití čidel tohoto typu nejčastěji určuje vizuálním odečtením ustálené hodnoty z křivky zachycené liniovým zapisovačem. Nevýhodami jsou přitom složitější manipulace, možnost vzniku nepřesností a chyb při odečtu, obtížné začlenění do systému dalšího zpracování či sběru dat. Z hlediska praktického provozního využívání je proto výhodnější přímé číslicové zobrazení výsledku. Nevýhodou číslicového zobrazení v návaznosti na čidla uvedeného typu je však to, že číselná hodnota výsledku sama o sobě neobsahuje infor2 mači o časovém průběhu zpracovaného signálu a nelze z ní usuzovat na spolehlivost měření, tak jak to je možné při použití grafického záznamu. Známé systémy číslicového měření tento nedostatek neřeší buď vůbec, nebo jej řeší částečně tím, že číselnou hodnotu výsledku doplňují dvoustavovou signalizací ve smyslu měření úspěšné — neúspěšné.The measurement result is most often determined by the use of sensors of this type by visually subtracting the steady-state value from the curve captured by the line recorder. The disadvantages are more complicated manipulations, the possibility of inaccuracies and errors in reading, difficult integration into the system of further processing or data collection. From the point of view of practical operational use, direct digital representation of the result is preferable. However, a disadvantage of the digital display in relation to the sensors of this type is that the numerical value of the result itself does not contain information about the time course of the processed signal and cannot be used to estimate the reliability of the measurement as possible using a graphical record. The known digital measurement systems do not solve this deficiency either at all or partially solve it by adding a numerical value of the result by two-state signaling in terms of successful - unsuccessful measurement.

Uvedený problém dokonaleji řeší způsob vyhodnocení ustálené hodnoty měřené veličiny podle vynálezu, a to tím, že naměřená hodnota je doplněna další více než dvoustavovou informací, která odpovídá době, po Kterou signál produkovaný čidlem setrval v ustáleném stavu.The problem is solved more fully by the method of evaluating the steady-state value of a measured quantity according to the invention, in that the measured value is supplemented by more than two-state information, which corresponds to the time during which the signal produced by the sensor remained steady.

Podstatou vynálezu je, že signál z čidla je periodicky vzorkován analogo-číslicovým převodníkem, a to s konstantní frekvencí. Od okamžiku, kdy poprvé překročí zadanou kontrolní hranici, se po každém analogo-číslicovém převodu porovná nejnovější vzorek s předchozím, přičemž se stanoví, je-li jejich diference v zadaných tolerančních mezích. Pokud je tato podmínka splněna, zvýší se o jednotku stav čítače délky prodlevy, zatímco v opačném případě je tento čítač vynulován. Pak se porovná stav čítače délky prodlevy s obsahem registru délky prodlevy. Pokud je stav čítače délky prodle223159 vy vyšší, přepíše se tento do registru délky prodlevy a zároveň se z výstupu analogo-číslicového převodníku přepíše hodnota posledního vzorku do registru naměřené hodnoty. Nezávisle na výsledku předchozího porovnání se v dalším kroku uloží hodnota posledního vzorku do registru vzorku a po uplynutí zadaného časového intervalu je spuštěn nový převod. Dosáhne-li stav čítače délky prodlevy zadané horní meze, anebo uplyne-li zadaný maximální čas měření, měření se ukončí. Výsledek měření je tvořen číselnou hodnotou uloženou v registru naměřené hodnoty a doplňkovým údajem, uloženým v registru délky prodlevy.The essence of the invention is that the sensor signal is periodically sampled by an analog-to-digital converter at a constant frequency. From the moment it first crosses the specified control threshold, after each analog-to-digital conversion, the most recent sample is compared with the previous one, determined if their difference is within the specified tolerance limits. If this condition is met, the dwell time counter status is increased by one unit, otherwise the counter is reset to zero. Then, the state of the delay time counter is compared with the contents of the delay time register. If the delay length counter status is higher, it will be overwritten into the delay length register and at the same time the last sample value will be overwritten from the analog-to-digital converter output to the measured value register. Regardless of the result of the previous comparison, the value of the last sample is saved in the sample register in the next step and a new conversion is started after the specified time interval. If the dwell time counter reaches the specified upper limit, or if the specified maximum measurement time has elapsed, the measurement is terminated. The measurement result consists of a numerical value stored in the register of measured values and an additional data stored in the register of delay time.

Uvedený způsob je možno modifikovat tak, že zjištěná maximální délka prodlevy se neuplatní přímo, ale odvodí se z ní dosažené jakostní pásmo měření a jako doplňující údaj k naměřené hodnotě se použije klasifikace měření, například nevyhovující — vyhovující — velmi dobré.The method can be modified so that the determined maximum dwell time is not directly applied, but derives the quality measurement zone obtained therefrom and uses a measurement classification, for example, non-compliant - very good, in addition to the measured value.

Výhodou vynálezu je zvýšení informační hodnoty výsledku při číslicovém měření, zejména teploty a aktivity kyslíku v kovových taveninách, což v praxi umožňuje snížit spotřebu měřicích sond způsobenou opakováním neúspěšných měření.It is an advantage of the invention to increase the information value of the results in digital measurements, in particular the temperature and oxygen activity in the metal melt, which in practice makes it possible to reduce the consumption of measuring probes caused by repeating unsuccessful measurements.

Na výkresu je schematicky znázorněno jako příklad provedení zapojení k vyhodnocení ustálené hodnoty měřené veličiny podle vynálezu. Zapojení sestává z analogo-číslicového převodníku 1, jehož datový výstup 11 je připojen k datovému vstupu 21 registru 2 vzorku, dále k datovému vstupu 41 registru 4 naměřené hodnoty, a také k prvnímu datovému vstupu 31 porovnávacího obvodu 3 vzorků. Signální výstup 12 analogo-číslicového převodníku 1 je zaveden na prvý vstup 51 řídicího obvodu 5, jehož prvý výstup 53 je spojen s ovládacím vstupem 22 registru 2 vzorku. Výstup 23 registru 2 vzorku je zaveden na druhý datový vstup 32 porovnávacího obvodu 3 vzorků. Ovládací vstup 33 porovnávacího obvodu 3 vzorků je spojen s druhým výstupem 54 řídicího obvodu 5, prvý výstup 34 je spojen s citacím vstupem Bl čítače 6 délky prodlevy, druhý výstup 35 je spojen s nulovacím vstupem 62 téhož čítače 6. Výstup 63 čítače 6 délky prodlevy je připojen k prvému datovému vstupu 81 porovnávacího obvodu 8 délky prodlevy a dále k datovému vstupu 71 registru 7 délky prodlevy a také k druhému vstupu 52 řídicího obvodu 5. Výstup 73 registru 7 délky prodlevy je přitom spojen s druhým datovým vstupem 82 porovnávacího obvodu 8 délky prodlevy a třetí výstup 55 řídicího obvodu 5 spojen s ovládacím vstupem 83 téhož porovnávacího obvodu 8, jehož výstup 84 je připojen k ovládacímu vstupu 42 registru 4 naměřené hodnoty a zároveň připojen k ovládacímu vstupu 72 registru 7 délky prodlevy. Výsledek měření je tvořen naměřenou hodnotou, která je k dispozici na výstupu 43 registru 4 naměřené hodnoty, a maximální dosaženou délkou prodlevy, která je k dispozici na výstupu 73 registru 7 délky prodlevy.The drawing shows schematically an exemplary embodiment of a circuit for evaluating a constant value of a measured quantity according to the invention. The circuit consists of an analog-to-digital converter 1 whose data output 11 is connected to the data input 21 of the sample register 2, to the data input 41 of the measured value register 4, and also to the first data input 31 of the sample comparison circuit 3. The signal output 12 of the analog-to-digital converter 1 is applied to the first input 51 of the control circuit 5, the first output 53 of which is connected to the control input 22 of the sample register 2. The output 23 of the sample register 2 is applied to the second data input 32 of the sample comparison circuit 3. The control input 33 of the sample comparison circuit 3 is connected to the second output 54 of the control circuit 5, the first output 34 is connected to the citation input B1 of the dwell time counter 6, the second output 35 is connected to the reset input 62 of the same counter 6. it is connected to the first data input 81 of the dwell-time comparator 8 and further to the data input 71 of the dwell-length register 7 and also to the second input 52 of the control circuit 5. The output 73 of the dwell-length register 7 is connected to the second data input 82 The delay 84 and the third output 55 of the control circuit 5 are connected to the control input 83 of the same comparator circuit 8, whose output 84 is connected to the control input 42 of the measured value register 4 and connected to the control input 72 of the delay length register 7. The measurement result is formed by the measured value available at the output 43 of the measured value register 4 and by the maximum dwell length achieved at the output 73 of the dwell length register 7.

V modifikovaném řešení se popsané zapojení doplní dekodérem jakosti měření, jehož vstup se připojí na výstup 73 registru 7 délky prodlevy a na jehož výstupu je pak k dispozici údaj o dosažené jakosti měření.In the modified solution, the described connection is supplemented by a measurement quality decoder, the input of which is connected to the output 73 of the delay time register 7 and the output of which the measurement quality is achieved.

Způsob vyhodnocení ustálené hodnoty měřené veličiny a zapojení k provádění tohoto způsobu podle vynálezu je možno účelně využít zejména při měření teploty a aktivity kyslíku v kovových taveninách ponornými sondami, a to jak v autonomních měřicích přístrojích, tak i v informačních a řídicích systémech.The method of evaluating the steady-state value of the measured quantity and the connection for carrying out the method according to the invention can be advantageously used especially for measuring temperature and oxygen activity in metal melts by immersion probes, both in autonomous measuring instruments and in information and control systems.

Claims

1. A method of evaluating a fixed value of a measurand, characterized in that the sensor signal is periodically sampled at a constant frequency, from the moment it first exceeds a specified control limit, after each analog-to-digital conversion, the latest sample is compared with the previous one; if their difference within the specified tolerance limits and if this condition is met, the dwell time counter status is increased by one unit, otherwise the counter is reset, and the dwell time counter status is then compared with the dwell time register status. and if the counter state is higher than the register state, the contents of the dwell time counter are written to the dwell time register and at the same time the value of the last sample is written to the measured value register, and in the next step the last sample value is stored in the sample register. ynAlezu repeats until o wherever either the state of the delay time counter reaches the specified upper limit, or the specified maximum measurement time elapses, which then results in the evaluation, and as a result the measured value stored in the measured value register and additional information characterizing the reached maximum delay time stored in the register are presented dwell time.

2. A method of evaluating a constant value of a measured quantity according to claim 1, characterized in that the detected maximum dwell time is further recoded to a multi-stage indication of the achieved measurement quality and as a result the measured value and additional information representing the achieved measurement quality are presented.

3. Connection for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it consists of an analog-to-digital converter (1j, whose data output (11) is connected to the data input i21) of the sample register (2), to the data input (41) of the register (4) the measured value and to the first data input (31) of the sample comparison circuit (3) and whose signal output (12) is applied to the first input (51) of the control circuit (5), the control input (22) of the sample register (2) connected with the first output (53) of the control circuit (5), the output (23) of the sample register (2) is input to a second data input (32) of the sample comparison circuit (3) whose control input (33) is connected to the second output (54) a control circuit (5), a first output (34) coupled to a citation input (61) of a dwell time counter (6) and a second output (53) coupled to a reset input (62) of the same counter (6), and an output (63) a dwell time counter (6) is coupled to the first data input (81) of the comparator the delay time circuit (8), to the data input (71) of the delay time register (7) and to the second input (52) of the control circuit (5), the delay time register (7) output (73) being connected to the second data input (7). 82) a dwell time comparison circuit (8), the third output (55) of the control circuit (5) being coupled to a control input (83) of the same comparison circuit (8), whose output (84) is connected to the control input (42) of the register (4) ) of the measured value with its output (43) and at the same time connected to the control input (72) of the delay time register (7).

4. A wiring for carrying out the method according to claim 2, characterized in that an input of the measurement quality decoder is further connected to the output (73) of the delay time register (7).