RU1824521C - Способ автономных измерений физических величин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при построении 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 величин. Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений за счет улучшени  разрешающей способности. После запоминани  последовательно во времени или одновременно значений преобразованных физических величин дополнительно сравнивают эти значени  и производ т деление меньшего значени  или умножение большего значени  на основание выбранной системы счислени , возведенное в заданную положительную целую степень 2 ил

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при построении автономных измерительных систем физических величин дл  очувствлени  робототехнических систем третьего поколени , функционирующих автономно от человека на всех этапах от воспри ти  до обработки и использовани  измерительной информации

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений за счет увеличени  разрешающей способности.

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, измерительный преобразователь 4. подключенный к входу управл емого коммутатора 5, к управл ющему входу которого через формирователь 6 подключен генератор 7, а выходы коммутаторов 5 подключены соответственно к входам первого и второго блоков 8 и 9 пам ти. Выход блока 8 пам ти подключен к входам управл емых ключей 10, 11 и инвертирующему входу компаратора 12, а выход блока 9 пам ти подключен к входам управл емых ключей 13, 14 и пр мому входу компаратора 12, выход которого напр мую подключен к управл ющим входам ключей 11, 14 и через инвертор 15 - к управл ющим входам ключей 10 и 13 Выходы ключей 11 и 13 подключены соответственно к входам блоков 16 и 17 делени  Выходы ключа 10 и блока 16 делени  подключены к первому входу управл емого коммутатора 18, а выходы ключа 14 и блока 17 делени  подключены к первому входу управл емого коммутатора 19 Выходы коммутаторов 18 и 19 подключены к входам

Ё

00

ю ел ю

ю

блока 20 вычитани , выход которого напр мую подключен к второму входу коммутатора 18, через инвертор 21 - к второму входу коммутатора 19, напр мую к аноду диода 22 и катоду диода 23. вторые электроды которых через соответствующие резисторы 24 и 25 подключены к общей точке схемы. Катод диода 22 подключен к входу формировател  26, выход которого подключен к управл ющему входу коммутатора 18 и входу первого счетчика 27. Анод диода 23 подключен к входу формировател  28, выход которого подключен к управл ющему входу коммутатора 19 и входу второго счетчика 29.

Автономна  измерительна  система (фиг.2) интенсивности излучени  объектов 30 и 31 содержит две системы 32 и 33 наведени  и фокусировки, кажда  из которых св зана с соответствующими первичными измерительными преобразовател ми 34 и 35. которые через измерительные преобразователи 36 и 37 соответственно подключены к блокам 38 и 39 пам ти. Выход блока 38 пам ти подключен к входам управл емых ключей 40, 41 и инвертирующему входу компаратора 42, а выход блока 39 пам ти подключен к входам управл емых ключей 43, 44 и пр мому входу компаратора 42, выход которого напр мую подключен к управл ющим входам ключей 41. 44 и через инвертор 45 - к управл ющим входам ключей 40, 43. Выходы ключей 41 и 43 подключены соответственно к входам блоков 46и 47 делени . Выходы ключа 40 и блока 46 делени  подключены к первому входу управл емого коммутатора 48, а выходы ключа 44 и блока 47 делени  подключены к первому входу управл емого коммутатора 49. Выходы коммутаторов 48 и 49 подключены к входам блока 50 вычитани , выход которого напр мую подключен к второму входу управл емого коммутатора 48. через инвертор 51 - к второму входу управл емого коммутатора 49, напр мую к аноду диода 52 и катоду диода 53, вторые электроды которых через соответствующие резисторы 54 и 55 подключены к общей точке схемы. Катод диода 52 подключен к входу формировател  56, выход которого подключен к управл ющему входу коммутатора 48 и входу первого счетчика 57. Анод диода 53 подключен к входу формировател  58. выход которого подключен к управл ющему входу коммутатора 49 и входу второго счетчика 59.

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  о измерительном преобразователе 4 поступает на вход управл емого коммутатора 5. выход которого в данный момент времени подключен к первому блоку 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 его вход на второй блок 9 пам ти . В результате в блок 9 пам ти

5 записываетс  второе значение интенсивности излучени  объекта 1. Первое и второе значени  сигналов с блоков 8 и 9 пам ти поступают соответственно на инвертирующий и пр мой входы компаратора 12. Если

0 первое значение интенсивности излучени , записанное в блоке 8, превышает второе значение, записанное в блоке 9, то сигнал с выхода компаратора 12 после прохождени  через инвертор 15 открывает ключи 10 и 13,

5 а ключи 11 и 14 остаютс  закрытыми. В результате первое значение интенсивности излучени  с выхода блока 8 через ключ 10 и коммутатор 18 поступает на один из входов блока 20 вычитани , на второй вход которо0 го с выхода блока 9 через ключ 13 и коммутатор 19 поступает второе значение интенсивности излучени  объекта 1, деленное в блоке 17 делени  на основание выбранной системы счислени , возведенное в

5 заданную положительную целую степень, например, дл  двоичной системы счислени  на 2 , где показатель степени определ ет в качестве меры соответствующую дробную часть второго значени  интенсивности излу0 чени  объекта 1, Если же второе значение интенсивности излучени  объекта 1, запи- санное в блоке 9, превышает первое значение , записанное в блоке 8, то сигнал с выхода компаратора 12 открывает ключи 11

5 и 14, а ключи 10 и 13 остаютс  закрытыми. В результате второе значение интенсивности излучени  объекта 1, записанное в блоке 9, через ключ 14 и коммутатор 19 поступает на один из входов блока 20 вычитани , на

0 второй вход которого с выхода блока 8 через ключ 11 и коммутатор 18 поступает первое значение интенсивности излучени  объекта 1, деленное в блоке 16 делени  на основание выбранной системы счислени , возве5 денное в заданную положительную целую степень. Положительный разностный сигнал с выхода блока 20 через диод 22 поступает на формирователь 26. с выхода которого бит информации записываетс  о первый счетчик 27 Сигнал с выхода формировател  26 поступает также на управл ющий вход коммутатора 18. отключает от его входа блок 8 пам ти и подключает к нему выход блока 20 вычитани , сигнал на выходе которого становитс  равным разности первого результата вычитани  и значени  сигнала с выхода блока 17 делени . При положительном результате через диод 22 и формирователь 26 очередной бит информации записываетс  в счетчик 27. Процесс вычитани  и записи информации в счетчик 27 продолжаетс  до n-го такта, когда результат становитс  отрицательным. Запись информации в первый счетчик 27 прекращаетс , а результат, записанный в него, характеризует уменьшение интенсивности излучени  обьекта 1 в (п-1) раз. Сигнал с формировател  26 переключает коммутатор 18 в исходное состо ние. Отрицательный разностный сигнал с выхода блока 20 через диод 23 поступает на формирователь 28, с выхода которого бит информации записываетс  во второй счетчик 29. Сигнал с выхода формировател  28 поступает также на управл ющий вход коммутатора 19, переключает его с выхода блока 9 пам ти на выход инвертора 21, подключенного к выходу блока 20 вычитани . В этом такте сигнал на входе блока 20 вычитани  равен сумме первого результата на выходе блока 20 вычитани  и значени  сигнала на выходе блока 16 делени . Отрицательный сигнал с выхода блока 20 через диод 23 поступает на формирователь 28, с выхода которого очередной бит инфор- мации записываетс  во второй счзтчик 29. Далее в результате совместной работы инвертора 21 и блока 20 вычитани  процесс сложени  значени  сигнала на входе блока 16 делени  и предшествующего результата на выходе блока 20 вычитани  продолжаетс  до m-го такта, когда результат становитс  положительным. Запись информации во второй счетчик 29 прекращаетс , а резуль- - тат, записанный в него, характеризует увеличение интенсивности излучени  обьекта 1 в (т-1) раз. Сигнал с формировател  28 переключает коммутатор 19 в исходное состо ние.

При работе автономной измерительной системы, представленной на фиг.2, интенсивность излучени  обьекта 30 вследствие действи  системы 32 наведени  и фокусировки воспринимаетс  первичным измерительным преобразователем 34 и после преобразовани  в измерительном преобразователе 36 записываетс  в блок 38 пам ти. Одновременно интенсивность излучени  обьекта 31 вследствие действи  системы 33 наведени  и фокусировки воспринимаетс 

первичным измерительным преобразователем 35 и после преобразовани  в измерительном преобразователе 37 записываетс  в блок 39 пам ти. Значени  сигналов с бло- 5 ков 38 и 39 пам ти поступают соответственно на инвертирующий и пр мой входы компаратора 42. Если значение, записанное в блоке 38, превышает значение, записанное в блоке 39, то сигнал с выхода компара10 тора 42 после прохождени  через инвертор 45 открывает ключи 40 и 43, и ключи 41 и 44 остаютс  закрытыми. В результате значение сигнала с блока 38 пам ти через ключ 40 и коммутатор 48 поступает на один из вхо5 дов блока 50 вычитани , на второй вход которого с блока 39 пам ти через ключ 43, блок 47 делени  и коммутатор 49 поступает зна- чение интенсивности изучени  второго объекта 31, деленное в блоке 47 на основание

0 выбранной системы счислени , возведенное в заданную положительную целую степень , например, на 2К. Если же значение интенсивности излучени , записанное в блоке 39, превышает значение, записанное

5 в блоке 48, то сигнал с выхода компаратора 42 открывает ключи 41 и 44, а ключи 40 и 43 остаютс  закрытыми. В результате значение интенсивности излучени  второго обьекта 31с блока 39 пам ти через ключ 44 и

0 коммутатор 49 поступает на один из входов блока 50 вычитани , на второй вход которого с блока 38 пам ти через ключ 41, блок 46 делени  и коммутатор 48 поступает значе- .ние интенсивности излучени  первого объ5 екта 30, деленное в блоке 46 на основание выбранной системы счислени , возведенное в заданную положительную целую степень , например, на 2 . Положительный разностный сигнал с выхода блока 50 вычи0 тани  через диод 52 поступает на формиро- ватель 56, с выхода которого бит информации записываетс  в первый счетчик 57. Сигнал с выхода формировател  56 поступает также на управл ющий вход ком5 мутатора 48, отключает от его входа блок 38 пам ти и подключает к нему выход блока 50 вычитани , сигнал на выходе которого становитс  равным разности предшествующего результата на выходе блока 50 и значени 

0 сигнала с выхода блока 47 делени . При положительном результате через диод 52 и формирователь 56 очередной бит информации записываетс  в первый счетчик 57. Процесс вычитани  продолжаетс  до n-го такта.

5 когда результат на выходе блока 50 становитс  отрицательным. Запись информации в первый счетчик 57 прекращаетс , а результат , записанный в него, характеризует превышение интенсивности излучени  первого обьекта 30 над интенсивностью излучени 

второго объекта 31 в (п-1) 2 раз, если выбрана двоична  система счислени . Сигнал с формировател  56 переключает коммутатор 48 в исходное состо ние. Отрицательный разностный сигнал с выхода блока 50 вычитани  через диод 53 поступает на формирователь 58. с выхода которого бит информации записываетс  во второй счетчик 59. Сигнал с выхода формировател  58 поступает также на управл ющий вход коммутатора 49 и переключает его с выхода блока 39 пам ти на вход инвертора 51, подключенного к выходу блока 50 вычитани . В этом такте сигнал на выходе блока 50 вычитани  равен сумме предшествующего результата на выходе блока 50 вычитани  и значени  сигнала на выходе блока 46 делени . Отрицательный сигнал с выхода блока 50 через диод 53 поступает на формирователь 58, с выхода которого очередной бит информации записываетс  во второй счетчик 59. Далее в результате совместной работы инвертора 51 и блока 50 вычитани  процесс суммировани  продолжаетс  до m-ro такта, когда результат становитс  положительным. Запись информации во второй счетчик прекращаетс . а результат, записанный в него, характеризует превышение интенсивности излучени 

второго объекта 31 над интенсивностью излучени  первого объекта 30 в (т-1) 2 раз в двоичной системе счислени . Сигнал с формировател  58 переключает коммутатор

49 в исходное состо ние.

Использование насто щего изобретени  повышает точность измерени  физических величин, т.к. за меру принимаетс  дробное значение измер емой величины.

что улучшает разрешающую способность и позвол ет строить информационно-измерительные системы без предварительного создани  эталонов или мер измер емых величин внутри систем.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ автономных измерений физических величин по авт.св. № 1755052. отличающийс  тем. что. с целью повышени  точности измерений, за счет увеличени 

   разрешающей способности, после запоминани  последовательно во времени или одновременно значений преобразованных физических величин дополнительно сравнивают эти значени  и производ т деление

   меньшего значени  или умножение большего значени  на основание выбранной системы счислени , возведенное в заданную положительную целую степень.

   tf/IN

   CNJ «xj

   «