RU1824519C - Способ автономных измерений физических величин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  построени  автономных измерительных систем физических величин, функционирующих автономно от человека на всех этапах от воспри ти  до обработки и использовани  измерительной информации. Способ не требует предварительного создани  эталонов или мер измер емых физических величин . Целью изобретени   вл етс  повышение точности и информативности измерений. Сущность изобретени : способ предусматривает измерение одного из значений преобразованной физической величины, вычитание из полученного значени  другого значени  преобразованной физической величины с формированием бит информации при ненулевом результате вычитани , инвертирование накопленных раздельно бит информации при обработке неизменных преобразованных значений физической величины и определение по совпадению полученных бит информации и бита информациипри ненулевом результате вычитани  равенства значе- ний преобразованной физической величины одного или нескольких объектов в продолжение соответствующего количества тактов измерени . 2 ил, Ё

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  построени  автономных измерительных си- стем физических величин при отсутствии в них мер и численного выражени  единиц измерени  этих величин, например дл  очувствлени  робототехнических систем третьего поколени , функционирующих автономно от человека на всех этапах от воспри ти  до обработки и использовани  измерительной информации в космическом пространстве, глубинах океана и других отдаленных от человека средах.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и информативности измерений.

На фиг.1 и 2 представлены структурные схемы автономных измерительных систем, реализующих за вленный способ.

Автономна  измерительна  система (фиг.1) интенсивности излучени  объекта 1 содержит систему 2 наведени  и фокусировки , первичный измерительный преобразователь 3, подключенный через измерительный преобразователь 4 к входу управл емого коммутатора 5. к управл ющему входу которого через формирователь 6 подключен генератор 7, а выходы коммутатора 5( подключены соответственно к входам первого и второго блоков 8 и 9 пам ти. Выход первого блока 8 пам ти подключен к первому входу управл емого коммутатора 10 и через блок 11 изменени  значени  сигнала, например делитель. - к одному из входов блока 12 вычитани . Выход второго блока 9 пам ти подключен к первому входу управл емого коммутатора 13 и к второму входу

00

ю

Јь СП

Ю

ГО

блока 12 вычитани . Выходы управл емых коммутаторов 10 и 13 подключены к входам блоха 14 вычитани , выход которого напр мую подключен к второму входу управл емого коммутатора 10, через инвертор 15 - к второму входу управл емого коммутатора 13, напр мую к аноду диода 16 и катоду диода 17, вторые электроды которых через соответствующие резисторы 18 и 19 подключены к общей точке схемы. Катод диода 16 подключен к входу формировател  20, выход которого подключен к управл ющему входу коммутатора 10, входам первого счетчика 21 и инвертора 22. Анод диода 17 подключен к входу формировател  23, выход которого подключен к управл ющему входу коммутатора 13, входам второго счетчика 24 и инвертора 25. Выход блока 12 вычитани  подключен к аноду диода 26 и катоду диода 27, вторые электроды которых через соответствующие резисторы 28 и 29 подключены к общей точке схемы. Катод диода 26 подключен к входу формировател  30, а анод диода 27 подключен к входу формировател  31. Выходы формирователей 30 и 31 подключены к входам логической схемы ИЛИ 32, выход которой, а также выходы инверторов 22 и 25 подключены к входам логической схемы И 33. подключенной к входу третьего счетчика 34.

Автономна  измерительна  система (фиг.2) интенсивности изучени  объектов 35 и 36 содержит две системы 37 и 38 наведени  и фокусировки, кажда  из которых подключена к соответствующим измерительным преобразовател м 39 и 40, которые через измерительные преобразователи 41 и 42 подключены, соответственно к блокам 43 и 44 пам ти, подключенным своими выходами соответственно к первым входам управл емых коммутаторов 45 и 46, причем выход первого блока 43 пам ти дополнительно через блок 47 изменени  значени  сигнала подключен к одному из входов блока 48 вычитани , к другому входу которого подключен выход второго блока 44 пам ти. Выходы управл емых коммутаторов 45 и 46 подключены к входам блока 49 вычитани , выход которого напр мую подключен к второму входу управл емого коммутатора 45, через инвертор 50 - к второму входу управл емого коммутатора 46, напр мую - к аноду диода 51 и катоду диода 52. вторые электроды которых через соответствующие резисторы 53 и 54 подключены к общей точке схемы. Катод диода 51 подключен к входу формировател  55, выход которого подключен к управл ющему входу коммутатора 45. входам первого счетчика 56 и инвертора 57. Анод диода 52 подключен к входу формировател  58, выход которого подключен к входу управл емого коммутатора 46, входам второго счетчика 59 и инвертора 60. Выход блока 48 вычитани  подключен к аноду диода 61 и катоду диода 62, вторые электроды которых через соответствующие резисторы 63 и 64 подключены к общей точке схемы, Катод диода 61 подключен к входу формировател  65. а анод диода 62 подключен к

входу формировател  66. Выходы формиро; вателей 65 и 66 подключены к входам логической схемы ИЛИ 67, выход которой, а также выходы инверторов 57 и 60 подключены к входам логической схемы И 68, подключенной к входу третьего счетчика 69.

Способ осуществл етс  следующим образом .

При работе автономной измерительной системы, представленной на фиг.1. интенсивность излучени  объекта 1 вследствие действи  системы 2 наведени  и фокусировки воспринимаетс  первичным измерительным преобразователем 3 и после преобразовани  в измерительном преобразователе 4 поступает на вход управл емого коммутатора 5, выход которого в данный момент времени подключен к входу первого блока 8 пам ти. В результате в него записываетс  значение интенсивности излучени  объекта 1 в данный момент времени. В следующий момент времени, определ емый частотой генератора 7, с формировател  6 на управл ющий вход коммутатора 5 поступает сигнал, переключающий выход измерительного преобразовател  4 на вход второго блока 9 пам ти. В результате в него записываетс  второе значение интенсивности излучени  объекта 1. Первое и второе значени  сигналов с выходов блоков 8 и 9 пам ти через

коммутаторы 10 и 13 поступают на входы блока 14 вычитани , сигнал на выходе которого становитс  равным разности между первым и вторым значени ми интенсивности изучени  объекта 1. Положительный разпостный сигнал через диод 16 поступает на формирователь 20, с выхода которого бит информации записываетс  в первый счетчик 21. Сигнал с формировател  20 поступа- еттакже на управл ющий вход коммутатора

10, отключает от его входа блок 8 пам ти и подключает к нему выход блока 14 вычитани , сигнал на выходе которого становитс  равным разности предшествующего результата вычитани  и второго значени  интенсивности излучени  объекта 1. При положительном результате сигнал через диод 16 поступает на формирователь 20, с выхода которого очередной бит информации записываетс  в первый счетчик 21. Далее процесс вычитэни  из предшествующего результата второго

значени  интенсивности излучени  объекта 1 продолжаетс  до n-то такта, когда результат становитс  отрицательным. Запись информации в первый счетчик 21 прекращаетс , а результат, записанный в него, характеризует уменьшение интенсивности излучени  объекта 1 более, чем в п - 1, но менее, чем в п раз. Сигнал с формировател  20 переключает коммутатор 10 в исходное состо ние. При отрицательном результате вычитани  содержимого второго блока 9 пам ти из содержимого первого блока 8 пам ти сигнал с выхода блока 14 вычитани  через диод 17 поступает на формирователь 23, с выхода которого бит информации записываетс  во второй счетчик 24. Сигнал с формировател  23 поступает также на управл ющий вход коммутатора 13 и переключает его вход с выхода блока 9 пам ти на выход инвертора 15. подключенного к выходу блока 14 вычитани . В этом такте сигнал на выходе блока 14 вычитани  равен сумме предшествующего результата на выходе блока 14 и первого значени  интенсивности излучени  объекта 1. При отрицательном результате сигнал с выхода блока 14 вычитани  через диод 17 поступает на формирователь 23, с выхода которого очередной бит информации записываетс  во второй счетчик 24. Далее в результате совместной работы инвертора 15 и блока 14 вычитани  процесс сложени  предшествующего результата и первого значени  интенсивности излучени  объекта 1 продолжаетс  до m-го такта, когда результат стэно витс  положительным. Запись информации во второй счетчик 24 прекращаетс , а ре- эультат, записанный в него, характеризует увеличение интенсивности излучени  объекта 1 более, чем в пл-1, но менее, чем в m раз, в течение вз того интервала опроса. Сигнал с формировател  23 переключает коммутатор 13 в исходное состо ние. При равенстве первого и второго значений интенсивности излучени  объекта 1, записанных в блоки 8 и 9 пам ти, сигнал на выходе блока 14 вычитани  равен нулю, и информаци  в счетчики 21 и 24 не записываетс , а на выходах инверторов 22 и 25 сигналы соответствуют логической единице. Сигнал с выхода блока 8 пам ти поступает на вход блока 11 изменени  значени  сигнала, где претерпевает неэквивалентное преобразование , например, деление или умножение на заданную величину, с выхода которого измененное значение сигнала поступает на один из входов блока 12 вычитани , на другой вход которого поступает сигнал с выхода блока 9 пам ти. Сигнал с выхода блока 12 вычитани  в зависимости от знака через один из диодов 26 или 27 поступает на один

из формирователей 30 или 31. сигналы с выходов которых поступают на входы логической схемы ИЛИ 32, а логическа  единица с ее выхода поступает на один из входов 5 логической схемы 33 И, на другие входы которой с выходов инверторов 22 и 25 также поступают логические единицы. В результате , с выхода логической схемы 33 И в третий счетчик 34 записываетс  бит информации, ха10 рактеризующий равенство значений интенсивности излучени  объекта 1 в течение времени опроса, определ емого частотой генератора 7.

При работе автономной измерительной

5 системы, представленной на фиг.2, интенсивность излучени  объекта 35 вследствие действи  системы 37 наведени  и фокусировки воспринимаетс  первичным измерительным преобразователем 39 и после

0 преобразовани  в измерительном преобразователе 41 записываетс  в первый блок 43 пам ти. Одновременно интенсивность излучени  объекта 36 вследствие действи  системы 38 наведени  и фокусировки

5 воспринимаетс  первичным измерительным преобразователем 40 и после преобразовани  в измерительном преобразователе 42 записываетс  во второй блок 44 пам ти. Первое и второе значени  сигналов с выхо0 дов блоков 43 м 44 пам ти через коммутаторы 45 и 46 поступают на входы блока 49 вычитани . Положительный разностный сигнал сего выхода через диод 51 поступает , на формирователь 55, с выхода которого бит

5 информации записываетс  в первый счетчик 56. Сигнал с формировател  55 поступает также на управл ющий вход коммутатора 45, отключает от его входа блок 43 рам ти и подключает к нему выход блока 49 вычита0 ни , сигнал на выходе которого становитс  равным разности предшествующего результата вычитани  и значени  интенсивности излучени  второго объекта 36. При положительном результате сигнал через диод 51

5 поступает на формирователь 55, с выхода которого очередной бит информации записываетс  в первый счетчик 56. Далее в блоке 49 процесс вычитани  продолжаетс  до п-го такта, когда результат становитс  отрица0 тельным. Запись информации в первый счетчик 56 прекращаетс , а результат, записанный в него, характеризует превышение интенсивности излучени  первого объекта 35 над интенс Юностью излучени  второго.

5 объекта 36 более, чем в п-1 раз. но менее, чем в п раз. Сигнал с формировател  55 переключает коммутатор 45 в исходное состо ние . При отрицательном результате вычитани  содержимого второго блока 44 пам ти из содержимого первого блока 43

пам ти сигнал с выхода блока 49 вычитани  через диод 52 поступает на формирователь 58, с выхода которого бит информации записываетс  во второй счетчик 59. Сигнал с формировател  58 поступает также на управл ющий вход коммутатора 46 и переключает его вход с выхода блока 44 пам ти на выход инвертора 50, подключенного к выходу блока 49 вычитани . В этом такте сигнал на выходе блока 49 вычитани  равен сумме предшествующего результата на его выходе и значени  интенсивности излучени  первого объекта 35. Отрицательный сигнал с выхода блока 49 через диод 52 поступает на формирователь 58, с выхода которого очередной бит информации записываетс  во второй счетчик 59. Далее в результате совместной работы инвертора 50 и блока 49 вычитани  процесс сложени  продолжаетс  до т-го такта, когда результат становитс  положительным. Запись информации во второй счетчик 59 прекращаетс , а результат , записанный в него, характеризует превышение интенсивности излучени  второго объекта 36 над интенсивностью излучени  первого объекта 35 более, чем в т-1 раз, но не менее, чем в т раз. Сигнал с формировател  58 переключает коммутатор 46 в исход- .ное состо ние. При равенстве значений интенсивностей излучени  объектов 35 и 36 сигнал на выходе блока 49 вычитани  равен нулю и информаци  в счетчики 56 и 59 не записываетс , а сигналы на выходах инверторов 57 и 60 соответствуют логической единице . Сигнал с выхода блока 43 пам ти поступает на вход блока 47 изменени  значени  сигнала и с его выхода на один из входов блока 48 вычитани , на другой вход которого поступает сигнал с выхода блока 44 пам ти. Сигнал с выхода блока 48 вычитани  в зависимости от знака через один из диодов 61 или 62 поступает на соответствующий формирователь 65 или 66 и далее на логическую схему ИЛИ 67, логическа  единица с выхода которой поступает на один из входов логической схемы И 68, на другие

входы которой с выходов инверторов 57 и 60 также поступают логические единицы. В результате в третий счетчик 69 с выхода логической схемы 68 записываетс  бит информации, характеризующий равенство значений интенсивностей излучени  объектов 35 и 36.

Использование данного изобретени  повышает точность и информативность автономных измерений физических величин за счет определени  равенства значений измеренных физических величин, характеризующих состо ние одного или нескольких объектов, и позвол ет строить информационно-измерительные1 системы различных физических величин без предварительного

создани  эталонов или мер этих величин.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ автономных измерений физических величин по авт.св. № 1755052, о т л и ч аю щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности и информативности измерений, подвергают неэквивалентному преобразованию одно из значений преобразованной физической величины, вычитают из полученного значени  другое значение преобразованной физической величины, формиру  бит информации при ненулевом результате вычитани , инвертируют накопленные раздельно биты информации при обработке неизменных значений преобразованных физических величин и по совпадению полученных бит информации и бита информации при ненулевом результате вычитани  суд т о равенстве значений преобразованной физической величины одного или нескольких объектов в продолжении соответствующего количества тактов измерени .

   v

   e