CS240832B1

CS240832B1 - Automatic frequency impulse correcting circuit with voltage controled imput

Info

Publication number: CS240832B1
Application number: CS842147A
Authority: CS
Inventors: Michal Kreidl
Original assignee: Michal Kreidl
Priority date: 1984-03-26
Filing date: 1984-03-26
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS214784A1

Abstract

Zařízeni stejnosměrným elektrickým signálem realizuje korekci četnosti impulsů, regenerovaných snímačem neelektrické veličiny a lze je využít například pro přesné a komplexní hodnocení objemového průtoku plynu. Podstata tohoto součinového korektoru četnosti impulsů spočívá v tom, že výstup ze zdroje impulsů (1) je přiveden na nulovací vstup (31) klopného obvodu (3) a současně na spouštěcí vstup (51) řízeného generátoru (5), jehož vystup je připojen na vstup (63) čítání vzad vratného čítače (6) s předvolbou a současně na vstup impulsního vyhodnocovacího zařízení (7), přičemž výstup klopného obvodu (3) je připojen na vstup (62) nastavení předvolby vratného čítače (6) s předvolbou a současně na blokovací vstup £52) řízeného generátoru impulsů (5), přičemž výstup zdroje stejnosměrného napětí (2) je přiveden na vstup analogově číslicového převodníku (4), jehož datový výstup (41) je přiveden na datový vstup (61) předvolby vratného čítače (6) s předvolbou, jehož výstup (64) nulového stavu je připojen na nastavovací vstup (32) klopného obvodu (3), přičemž s výhodou je ještě výstup ze zdroje impulsů (1) přiveden na vstup (81) součinového ělenu (8) a výstup klopného obvodu (3) je přiveden na vstup (82) součinového ělenu (8), jehož výstup je přiveden na měřicí vstup (101) komparátoru (10), přičemž výstup zdroje referenčního napětí (9) je přiveden na srovnávací vstup (102) komparátoru (10), jehož výstup je připojen přes dolnopropustný filtr (11) na vstup analogového vyhodnocovacího zařízení (12).DC electrical equipment the signal realizes the correction of the pulse rate, regenerated by a non-electric sensor quantities and can be used, for example, for accurate and comprehensive volume assessment gas flow. The essence of this product corrector The frequency of the pulses is that the output from the pulse source (1) is brought to zero the inlet (31) of the flip-flop (3) a simultaneously to the trigger input (51) controlled a generator (5) whose output is connected to the return input (63) counters (6) with preset and at pulse evaluation device input (7), wherein the output of the flip-flop (3) is connected to preset input (62) a counter (6) with and without preset to the controlled input of the controlled generator pulses (5), while outputting a DC source voltage (2) is applied to the input Analog-to-Digital Converter (4) whose data output (41) is applied to return counter data input (61) (6) with a prefix whose output (64) the zero state is connected to the setting an inlet (32) of the flip-flop (3), wherein preferably, the output is from a pulse source (1) applied to the product input (81) (8) and flip-flop output (3) is applied to the product input (82) (8), the output of which is applied to the comparator input (101) of the comparator (10) with reference voltage source output (9) is brought to the comparative input (102) a comparator (10) whose output is connected through low pass filter (11) to the analog evaluation device input (12).

Description

(54)(54)

Součinový korektor četnosti impulsů s napěíově řízeným vstupemProduct correction of pulse rate with voltage-controlled input

Zařízeni stejnosměrným elektrickým signálem realizuje korekci četnosti impulsů, regenerovaných snímačem neelektrické veličiny a lze je využít například pro přesné a komplexní hodnocení objemového průtoku plynu.The DC electrical signaling system corrects the frequency of pulses regenerated by the non-electric quantity sensor and can be used, for example, for accurate and comprehensive evaluation of the gas volume flow.

Podstata tohoto součinového korektoru četnosti impulsů spočívá v tom, že výstup ze zdroje impulsů (1) je přiveden na nulovací vstup (31) klopného obvodu (3) a současně na spouštěcí vstup (51) řízeného generátoru (5), jehož vystup je připojen na vstup (63) čítání vzad vratného čítače (6) s předvolbou a současně na vstup impulsního vyhodnocovacího zařízení (7), přičemž výstup klopného obvodu (3) je připojen na vstup (62) nastavení předvolby vratného čítače (6) s předvolbou a současně na blokovací vstup £52) řízeného generátoru impulsů (5), přičemž výstup zdroje stejnosměrného napětí (2) je přiveden na vstup analogově číslicového převodníku (4), jehož datový výstup (41) je přiveden na datový vstup (61) předvolby vratného čítače (6) s předvolbou, jehož výstup (64) nulového stavu je připojen na nastavovací vstup (32) klopného obvodu (3), přičemž s výhodou je ještě výstup ze zdroje impulsů (1) přiveden na vstup (81) součinového ělenu (8) a výstup klopného obvodu (3) je přiveden na vstup (82) součinového ělenu (8), jehož výstup je přiveden na měřicí vstup (101) komparátoru (10), přičemž výstup zdroje referenčního napětí (9) je přiveden na srovnávací vstup (102) komparátoru (10), jehož výstup je připojen přes dolnopropustný filtr (11) na vstup analogového vyhodnocovacího zařízení (12).The essence of this product pulse rate corrector is that the output from the pulse source (1) is connected to the reset input (31) of the flip-flop (3) and simultaneously to the trigger input (51) of the controlled generator (5). the counting input (63) of the reverse counter (6) preselected and simultaneously to the input of the pulse evaluation device (7), the output of the flip-flop (3) is connected to the preset setting input (62) of the preset counter (6) a blocking input (52) of the controlled pulse generator (5), wherein the output of the DC voltage source (2) is input to the analog-to-digital converter (4) input, whose data output (41) is connected to the data input (61) ) with a preset whose zero output (64) is connected to the adjusting input (32) of the flip-flop (3), and is preferably still output from a pulse source (64). 1) connected to the input (81) of the product element (8) and the output of the flip-flop (3) is connected to the input (82) of the product element (8), whose output is connected to the measuring input (101) of the comparator (10); the reference voltage source (9) is connected to a comparator input (102) of the comparator (10), the output of which is connected via a low pass filter (11) to the input of the analog evaluation device (12).

240 832240 832

- 1 240 832- 1 240 832

Vynález se týká součinového korektoru četnosti impulsů s napětově řízeným vstupem. Účelem tohoto zařízení je stejnosměrným elektrickým signálem realizované korekce četnosti impulsů, generovaných snímačem neelektrické veličiny.The present invention relates to a pulse rate correction product with a voltage-controlled input. The purpose of this device is a direct electrical signal of the pulse rate correction generated by the non-electric quantity sensor.

V současném stavu techniky se k měření neelektrických veličin stéle častěji používají převodníky s impulsním výstupem. Typickými snímači této kategorie jsou např. vírové a turbinkové průtokoměry. Četnosti výstupních impulsů těchto převodníků jsou v oblasti desítek až stovek impulsů za sekundu. Výstupními zařízeními měřicích obvodů těchto snímačů jsou většinou elektromechanická počítadla pro vyhodnocení časového integrálu měřené veličiny a zapisovače pro vyhodnocení časového průběhu okamžité hodnoty. Při měření neelektrických tepelnětechnických veličin je nutné provádět různé korekce četnosti výstupních impulsů v závislosti na^ jiných fyzikálních veličinách, jako je např. tlak a teplota tekutiny. Nejčastější korekcí je násobení četnosti výstupním impulsů součinitelem závislým na okamžitých hodnotách daných fyzikálních veličin. Dosud známé metody součinových korekcí četnosti výstupních impulsů spočívají ve dvou variantách. První variantou je způsob spočívající v tom, že se signál ze snímače korekční veličiny převede na elektrický stejnosměrný napěiový signál a ten se dále převede v napělovš-kmitočtovém převodníku na impulsní signál. Původní nekorigovaný impulsní signál se přivede na monostabilní obvod s konstantní šířkou impulsů. Signál z monostabilního obvodu a signál z napěíově-kmitočtového převodníku se přivádějí k součinovému hradlu, na jehož výstupu je korigovaný impulsní signál. Přesnost této metody je závislé na integrační konstantě 1/RC jak u napěíově-kmitočtového převodníku, tak u monostabilního obvodu, u něhož je, vzhledem k nízké hodnotě četnosti impulsů za sekundu nekorigovaného signálu, požadovanáIn the state of the art, pulse output converters are increasingly used to measure non-electrical quantities. Typical sensors in this category are eg vortex and turbine flow meters. The output pulse frequencies of these converters range from tens to hundreds of pulses per second. The output devices of the measuring circuits of these sensors are mostly electromechanical counters for evaluation of the time integral of the measured quantity and a recorder for evaluation of the time course of the instantaneous value. When measuring non-electrical heat-engineering variables, it is necessary to make various corrections to the output pulse rate depending on other physical variables such as fluid pressure and temperature. The most frequent correction is the multiplication of the output pulse frequency by a factor dependent on the instantaneous values of the given physical quantities. So far, known methods of product corrections of output pulse frequencies consist of two variants. A first variant is a method of converting a signal from a correction variable sensor to an electric DC voltage signal and converting it into a pulse signal in a voltage-to-frequency converter. The original uncorrected pulse signal is applied to a monostable circuit with a constant pulse width. The signal from the monostable circuit and the signal from the voltage-to-frequency converter are applied to the product gate, whose output is a corrected pulse signal. The accuracy of this method is dependent on the 1 / RC integration constant of both the voltage-to-frequency converter and the monostable circuit where, due to the low pulse rate per second of the uncorrected signal,

- 2 240 832 šířka pulsů řádově desítky sekund. Druhou variantou je použití mikropočítače. Nekorigovaný impulsní signál je nutno nejprve převést číslicovým měřením doby periody mezi impulsy na číslicový signál. Stejnosměrný napěťový korekční signál se převede v analogově-číslicovém převodníku rovněž na číslicový signál. Oba signály se pak přivedou na sběrnici mikropočítače, který realizuje požadovaný součin. Pro převod výstupního číslicového slova na požadovaný impulsní výstup je nutno vybavit mikropočítač programovatelným časovacím obvodem, kterého lze současně využít pro číslicový převod doby periody nekorigovaného impulsního signálu. K vyhodnocení výstupního signálu zapisovačem je nutné doplnit mikropočítač číslicově -analogovým převodníkem. Pro požadovanou přesnost obvykle nevyhovují osmibitová data mikropočítače a příslušný součin je nutné realizovat s alespoň desetibitovými slovy. Mikropočítačem řešená varianta je za výše uvedených předpokladů velice přesná a vhodná zvláště při složitějších aritmetických operacích. Pro pouhé vynásobení dvou veličin je však v současné době příliš nákladné, pokud by nebyla realizované speciálním jednočipovým mikropočítačem.- 2 240 832 pulse width in the order of tens of seconds. The second option is to use a microcomputer. The uncorrected pulse signal must first be converted by digital measurement of the period between pulses into a digital signal. The DC voltage correction signal is also converted to a digital signal in the analog-to-digital converter. Both signals are then fed to the microcomputer bus, which realizes the desired product. To convert the output digital word to the desired pulse output, it is necessary to equip the microcomputer with a programmable timing circuit, which can also be used for digital conversion of the period of the uncorrected pulse signal. To evaluate the output signal by a recorder, it is necessary to add a microcomputer by a digital-analogue converter. For the required accuracy, 8-bit microcomputer data usually do not meet the requirements and the product must be realized with at least 10-bit words. The microcomputer solution is very accurate and suitable especially in more complex arithmetic operations. However, it is currently too costly to merely multiply two variables if it were not realized by a special single-chip microcomputer.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny součinovým korektorem četnosti impulsů s napěťově řízeným vstupem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstup ze zdroje impulsů je přiveden na nulovací vstup klopného obvodu a současně na spouštěcí vstup řízeného generátoru, jehož výstup je připojen na vstup čítání vzad vratného čítače s předvolbou a současně na vstup impulsního vyhodnocovacího zařízení, přičemž výstup klopného obvodu je připojen na vstup nastavení předvolby vratného čítače s předvolbou a současně na blokovací vstup řízeného generátoru impulsů, přičemž výstup zdroje stejnosměrného napětí je přiveden na vstup analogově číslicového převodníku, jehož datový výstup je přiveden na datový vstup předvolby vratného čítače s předvolbou, jehož výstup nulového stavu je připojen na nastavovací vstup klopného obvodu, přičemž s výhodou je ještě výstup ze zdroje impulsů přiveden na vstup součinového členu a výstup klopného obvodu je přiveden na vstup součinového členu, jehož výstup je přiveden na měřicí vstup komparátoru, přičemž výstup zdroje referenčního napětí je přiveden na srovnávací vstup komparátoru, jehož výstup je připojen přes dolnopropustný filtr na vstup analogového vyhodnocovacího zařízení.The above drawbacks are overcome by the pulse rate correction product with the voltage-controlled input according to the invention, which consists in that the output from the pulse source is brought to the flip-flop reset input and at the same time to the trigger input of the controlled generator. a preset counter and a pulse evaluation device input, the output of the flip-flop is connected to the preset preset counter preset input and the blocking input of the controlled pulse generator, the DC voltage source being connected to an analog-to-digital converter input whose data the output is connected to the preset return preset data input, the preset output of which is connected to the flip-flop adjusting input, preferably with output from a pulse source the output of the reference voltage is connected to the comparator input of the comparator, the output of which is connected via a low-pass filter to the input of the analog evaluation device.

- 3 240 832- 3 240 832

Vyšší účinek vynálezu se projevuje v mnoha směrech. Přesnost funkce zařízení je vyšší, nebot není závislá na integrační konstantě ig. jak u napěiově-kwitočtového převodníku, tak u monostabilniho obvodu u způsobu, kdy se signál ze snímače korekční veličiny převede na elektricky stejnosměrný napětový signál a ten se dále převede v napětově-kmitočtovém. převodníku na impulsní signál. Ekonomickým přínosem vynálezu je ušetření nákladného mikropočítačového zařízení u druhého způsobu, který je přesný, avšak vhodný jen při složitějších aritmetických operacích.The greater effect of the invention is manifested in many ways. The accuracy of the device function is higher because it does not depend on the integration constant ig. both in the voltage-to-frequency converter and in the monostable circuit in the manner in which the signal from the correction variable sensor is converted to an electrically direct voltage signal and the signal is further converted at a voltage-frequency frequency. converter to pulse signal. The economical benefit of the invention is the saving of expensive microcomputer equipment in the second method, which is accurate but only useful in more complex arithmetic operations.

Vynález je blíže objasněn na přiložených výkresech, kde je znázorněn na obr. 1 součinový korektor četnosti impulsů s napétově řízeným vstupem podle vynálezu s impulsním vyhodnocovacím zařízením a na obr. 2 tentýž korektor s impulsním a analogovým vyhodnocovacím zařízením. V blokovém schématu se zařízení na obr. 1 skládá ze zdroje impulsů 1, který je připojen na nulovací vstup 51 klopného obvodu 2. a rovněž na spouštěcí vstup 51 řízeného generátoru z něhož výstup je připojen na vstup 65 čítání vzad vratného čítače 6 s předvolbou a současně je připojen na vstup impulsního vyhodnocovacího zařízení 7· Výstup klopného obvodu 2. j® připojen na vstup 62 nastavení předvolby vratného čítače 6 s předvolbou a současně na blokovací vstup 52 řízeného generátoru impulsů 2.. Výstup zdroje stejnosměrného napětí 2 je připojen na vstup analogově číslicového převodníku £ a jeho datový vstup 41 je spojen s datovým vstupem 61 předvolby vratného čítače 6 s předvolbou a jeho výstup 64 nulového stavu je připojen na nastavovací vstup 52 klopného obvodu 2· Na obr. 2 je totéž blokové zapojení stejných prvků jako na obr. 1, doplněné zapojením výstupu ze zdroje impulsů 1 na vstup 81 součinového členu 8 a výstup klopného obvodu 2 j® spojen se vstupem 82 součinového členu 8, jehož výstup je připojen na měřicí vstup 101 komparátoru 10. Výstup zdroje referenčního napětí <) je připojen na srovnávací vstup 102 komparátoru 10, jehož výstup je připojen přes dolnopropustný filtr 11 na vstup analogového vyhodnocovacího zařízení 12.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention is illustrated in greater detail in the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows a pulse rate correction product with a voltage-controlled input according to the invention with a pulse evaluation device; and FIG. In the block diagram, the device in Fig. 1 consists of a pulse source 1 which is connected to the reset input 51 of the flip-flop 2 and also to the trigger input 51 of the controlled generator from which the output is connected to counting input 65 at the same time it is connected to the input of the pulse evaluation device 7 · The output of the flip-flop 2. is connected to the preset input 62 of the preset reset counter 6 and simultaneously to the blocking input 52 of the controlled pulse generator 2. and its data input 41 is connected to the preset data input 61 of the preset counter 6 and its zero output 64 is connected to the setting input 52 of the flip-flop 2. In FIG. 2, the same block connection of the same elements as in FIG. 1, supplemented by connecting the output from the pulse source 1 to input 81 the output member 8 and the output of the flip-flop 21 are connected to the input 82 of the output member 8, the output of which is connected to the measuring input 101 of the comparator 10. The output of the reference voltage source is connected to comparator input 102 of the comparator 10. filter 11 for input of analog evaluation device 12.

Popis funkce součinového korektoru četnosti impulsů podle vynálezu: Řídící stejnosměrné napětí ze zdroje stejnosměrného napětíDescription of the function of the product pulse rate corrector according to the invention: Control DC voltage from the DC voltage source

- 4 240 832- 4,240,832

2_ je přivedeno na vstup analogově číslicového převodníku ± Datový výstup z analogově napěťového převodníku 4 je přiveden na datový vstup 61 předvolby vratného čítače 6 s předvolbou. V okamžiku, kdy je ze zdroje 1 impulsů přiveden impuls na nulovací vstup 51 klopného obvodu 2, změní se na výstupu klopného obvodu 2 logický signál, který odblokuje řízený generátor impulsů 2 přivedením tohoto signálu na blokovací vstup 52 a současně zablokuje nastavováni předvolby vratného čítače 6 s předvolbou, přivedením tohoto signálu na vstup 62 nastavení předvolby. Po ukončení impulsu ze zdroje impulsů 1 je spuštěn řízený generátor 2 přivedením toho impulsu na spouštěcí vstup 51. Impulsy z výstupu řízeného generátoru impulsů 2 jsou přivedeny na vstup 65 čítání vzad vratného čítače 6 s předvolbou. V okamžiku vynulování obsahu vratného čítače 6 s předvolbou se změní na jeho výstupu 64 nulového stavu logický signál, který je přiveden na nastavovací vstup 52 klopného obvodu 2· Nastavením .Klopného obvodu 2 s® změní na jeho výstupu logický signál, který přivedením na blokovací vstup 52 zablokuje řízený generátor impulsů 2 ^a přivedením na vstup 62 nastavení předvolby umožní nastavení vratného čítače 6 s předvolbou až do příchodu dalšího impulsu ze zdroje 1. Sled impulsů z řízenéno generátoru impulsů 2 J® přiveden na vstup vyhodnocovacího zařízení 2· Signál ze zdroje impulsů 1 je přiveden na vstup 81 součinového členu 8 a signál z výstupu klopného obvodu 2 na vstup 82 součinového členu 8. Výstupní signál ze součinového členu 8 je přiveden na měřicí vstup 101 komparátoru 10. Doba trvání impulsu tohoto impulsního signálu je dobou kmitání řízeného generátoru 2· Na srovnávací vstup 102 komparátoru 10 je přivedeno stejnosměrné napětí ze zdroje 2 referenčního napětí. Výstupní napětí komparátoru 10 je omezeno na konstantní hodnotu a přivedeno přes dolnopropustný filtr 11 do analogového vyhodnocovacího zařízení 12. Stejnosměrné napětí přivedené na vstup analogového vyhodnocovacího zařízení 12 je přímo úměrné zkorigované četnosti impulsů.2 is connected to the input of the analog-to-digital converter. The data output from the analog-to-voltage converter 4 is connected to the data input 61 of the preset counter 6 with preselection. When a pulse source 1 is pulsed to the flip-flop 2 reset input 51, the flip-flop 2 output changes a logic signal that unlocks the controlled pulse generator 2 by applying this signal to the blocking input 52 while blocking the reset counter 6 setting. with a preset, applying this signal to the preset setting input 62. Upon termination of the pulse from the pulse source 1, the controlled generator 2 is started by applying that pulse to the trigger input 51. The pulses from the output of the controlled pulse generator 2 are applied to the counting input 65 of the reverse counter 6 with a preselection. When the contents of the preset counter 6 are reset, the logic signal that is applied to the flip-flop 2 setting input 52 changes at its zero output 64. By setting the flip-flop 2 s®, it changes the logic signal at its output. 52 disables the controlled pulse generator 2 ^and, by inputting to input 62, presetting enables the preset counter 6 to be preset until the next pulse is received from source 1. The pulse train from controlled pulse generator 2 J is applied to the input of evaluation device 2 · Signal from pulse source 1 it is applied to the input 81 of the product 8 and the signal from the output of the flip-flop 2 to the input 82 of the product 8. The output signal from the product 8 is applied to the measuring input 101 of the comparator 10. For comparative input 102 ko In the comparator 10, a DC voltage is supplied from the reference voltage source 2. The output voltage of the comparator 10 is limited to a constant value and applied via the lowpass filter 11 to the analog evaluation device 12. The DC voltage applied to the input of the analog evaluation device 12 is directly proportional to the corrected pulse rate.

Součinový korektor četnosti impulsů s napěťově řízeným vstupem podle vynálezu lze využít pro přesnější a komplexnější hodnocení objemového průtoku plynu. Ve funkci zdroje stejnosměrného napětí je použitá analogová dělička, na jejíž vstupy se přivádí napěťové signály přímo úměrné tlaku a teplotě plynu. Ve funkci zdroje impulsů je použit vírový průtokoměr s piezoelektrickým snímačem a zesilovačem.The pulse rate correction product with the voltage-controlled input of the invention can be used for a more accurate and comprehensive assessment of the gas volume flow rate. An analogue divider is used as a DC voltage source, to whose inputs voltage signals are proportional to the pressure and gas temperature. A vortex flowmeter with piezoelectric sensor and amplifier is used as a pulse source.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

240 832

Pulse frequency correction product with voltage-controlled input consisting of a pulse source, a DC voltage source, a flip-flop, an analog-to-digital converter, a controlled pulse generator, a preset return counter and an evaluation device indicated by outputting the pulse source / 1 / the input (51) of the flip-flop (3) and simultaneously to the trigger input (51) of the controlled generator (5), the output of which is connected to the input (63) of the counting counter (6) with preselection and simultaneously and wherein the flip-flop output (3) is connected to a preset return preset input (62) and a preset lockout input (52) of the controlled pulse generator (5), wherein a DC voltage source output (2) is applied. to the analog-to-digital converter (4), whose data output (41) is p connected to a pre-set preset data input (61) with a pre-set whose zero output (64) is connected to the set-up input (32) of the flip-flop (3), preferably with output from the pulse source (1) to the input (81) of the product element (8) and the output of the flip-flop (3) is applied to the input (82) of the product element (8), the output of which is connected to the measuring input (101) of the comparator (10); (9) is connected to the comparator input (102) of the comparator (10), the output of which is connected via a low-pass filter (11) to the input of the analog evaluation device (12).