SU1162046A1 - Устройство линеаризации выходных характеристик частотных датчиков - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ЛИНЕАРИЗАЦИИ ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее делитель частоты , блок управлени , счетчик первьй и второй блоки пам ти, счетчик адреса и элемент И, первый вход элемента И  вл етс  входом устройства, d второй вход соединен с первым выходом блока управлени , второй выход которого соединен с управл ющим входом счетчика, выходы которого  вл ютс  выходом устройства , а установочные входы соединены с выходами второго блока пам ти, входы первого и второго блоков пам ти соединены с выходами счетчика адреса, о тли чающее.с   тем, что, с целью повышени  точности и быстродействи , в него введены управл емый делитель частоты и реверсивный счетчик, установочные входы управл емого делител  частоты соединены с выходами первого блока пам ти, выход - с входом счетчика импульсов, а вход с третьим выхог дом блока управлени  и входом делител  частоты, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И, выход переноса - с входом счетчика адреса, а выход заема - с входом блока управлени . .

Description

Изобретение относитс  к области электроизмерений и может быть использовано дл  измерени  электричес ких и неэлектрических величин с при менением нелинейных частотных датчи ков. Известно устройство кусочно-лине ной аппроксимации характеристик ча тотных датчиков, содержащее умножи тель выходной частоты на коэффициенты , соответствующие каждому учас ку аппроксимации lj . Наиболее близким по технической сущности к;данному  вл етс  устройство линеаризации выходных характеристик частотных датчиков, содержащее блок управлени , первый элемент И, первый и второй блоки пам ти, счетчик, управл емый генератор , делитель частоты, второй элемент И и счетчик адреса, причем первый вход первого элемента И  вл  етс  входом устройства, второй его вход соединен с первым выходом блока управлени , входы блоков пам  ти соединены между собой и с выхода ми счетчика адреса, выходы второго блок-а пам ти соединены с входами счетчика, выходы которого  вл ютс  выходом устройства, выход первого элемента И соединен с первым входом генератора, второй .вход его соедине с вторым выходом блока управлени , третий выход которого соединен с третьим входом генаратора и первы входом счетчика, четвертый выход блока управлени  соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом счетчика адреса, а второй вход второго элеме та И соединен с выходом,счетчика, выходы первого блока пам ти соедине ны с управл ющими входами генератор выход которого соединен с входом делител  частоты, выход которого соединен с счетным входом счетчика 2. Однако устройство отличаетс  не .достаточной точностью и быстродейст вием. Точное преобразование нелинеаризованной частоты fк в число N   линейно св занное с преобразуемой величиной X, предполагает поддержан стабильным значение частоты i в те чение обоих тактов. Изменение во втором такте этого значени , наход щегос  вблизи границы участко аппроксимации, может привести к по влению погрешности. Быстродействие устройства приблизительно в два такта ниже однотактного. Цель изобретени  - повышение точности преобразовани  и быстродействи  устройства. Цель достигаетс  тем, что в устройство линеаризации выходных характеристик частотных датчиков, содержащее делитель частоты, блок управлени , счетчик, первьй и второй блоки пам ти, счетчик адреса и элемент И, первый вход элемента И  вл етс  входом устройства, а второй вход- соединен с первым выходом блока управлени , второй выход которого соединен с управл ющим входом счетчика, выходы {которого  вл ютс  выходом устройства , а установочные входы соединены с выходами второго блока пам ти, входы первого и второго блоков пам ти соединены с выходами счетчика адреса , введены управл емый делитель частоты и реверсивный счетчик, установочные входы управл емого делител  частоты соединены с выходами первого блока пам ти, выход - с входом счетчика импульсов, а вход - с третьим выходом блока управлени  и входом делител  частоты, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И, выход переноса - с входом счетчика адреса, а выход заема - с входом блока управлени . На фиг. 1 дана структурна  схема устройства; на фиг. 2 - график типичной- выходной характеристики датчика. Устройство содержит делитель 1 частоты, блок 2 управлени , счетчик 3, первый и и второй 5 блоки пам ти, счетчик 6 адреса, элемент 7 И, управл емый делитель 8 частоты и реверсивный счетчик 9. Первый вход элемента 7  вл етс  входом устройства, второй его вход соединен с первым выходом блока 2, а выход - с суммирующим входом счетчика 9, вычитающий вход которого через делитель 1 соединен с третьим выходом блока 2 и входом делител  8, выход-которого соединен с входом счетчика 3, выходы которого  вл ютс  выходом устройства , управл ющий вход счетчика 3 соединен с вторым выходом блока 2, а установочные входы соединены с блоком 5, выходы блока 4 соединены 31 с установочными входами делител  8, входы блоков 4 и 5 соединены с выхо дами счетчика 6, вход которого соединен с выходом переноса счетчика 9 выход заема которого соединен с вхо дом блока 2. Устройство работает следующим образом. Преобразование (фиг. 2) нелинеар зованной характеристики N, F(x) в линеаризованную N)(((x) осуществ л етс  в два такта. Причем в первом такте производитс  преобразование нелинеаризованной частоты i| в числ N| ixt,p, (гдetпp - опорный временный интервал). Таким образом, определ етс  номер i -го участка аппроксимации, в пределых которого находитс  значение х или число NX (например, 4-го участка, как показа но на фиг. 2), а следовательно, опр дел етс  значение коэффициента К; : аппроксимации этого участка. Осуществл етс  запоминание временного интервала, пропордионального разностиНх -NX(:;.,, гдеНх(;-,) 7 число, соответствующее началу 1-го участка нелинеаризованной характеристики М( FCx) датчика. Кроме того значение N xACi-i) соответствук цее началу А-го участка линеаризованной характеристики N jj (1 (х) , записываетс  в счетчик импульсов. Во втором такте счетчик импульсов заполн етс  импульсами опорной частоты igp , умноженной на коэффициент аппроксимации К , в течение запомненного ранее временного интервала, пропорционального разности N j(-N . Выбором значени  частоты 1 этот временной интервал сокращают во вто ром такте во много раз. В результат осуществл етс  коррекци  нелинейнос ти, т.е. число My преобразуетс  в число Мц( , линейно св занное с измер емой величиной х. В начале каждого преобразовани  осуществл етс  начальна  установка в исходное состо ние. Цепи начальной установки счетчика 6, реверсивного счетчика 9 и делител  t на фиг. 1 не показаны. На первом выход блока 2 управлени  формируетс  временной интервал , в течение кото рого импульсы преобразуемой частоты tx через элемент 7 И подаютс  на суммирующий вход реверсивного счетчика 9. Емкость счетчика 9 выбира64 етс  равной длине участка аппроксимации . При этом предполагаетс , что рабочий диапазон в соответствии с нелинеаризованной характеристикой (x) разбиваетс  по оси N на п равных участков (фиг. 2). Следопательно , по окончании длительности inp в счетчике 6 адреса оказываетс  записанным число, равное номеру 1-го участка аппроксимации, в пределах которого находитс  значение x(Nx). В соответствии с полученным состо нием счетчика 6 адреса на выходе первого блока 4 пам ти формируетс  код, обеспечивающий требуемый коэффициент If аппроксимации, в частности, необходимый дл  данного i -го участка коэффициент Купрдр делени  управл емого делител  8 частоты. На выходах второго блока 5 пам ти формируетс  код, равный числу .N хд (i-,) , соответствующему началу i -го участка аппроксимации и лежащему на линеаризованной характеристике (х). По окончании времени преобразовани  tnp число - - импульсом, формируемым на втором выходе блока 2 управлени ,, переписываетс  в счетчик 3 импульсов . На этом заканчиваетс  первый такт преобразовани . Длительность i 2 второго такта преобразовани  определ етс  выбором значени  опорной частоты fgp, числом (i-,) хран щимс  в--реверсивном счётчике 9, а также коэффициентом делени  , Делител  1 частоты. Назначение делител  1 - обеспечить возможность установки значени  коэффициента k; аппроксимации,, меньшего, большего и равного единице. Таким образом,- длительность tp второго такта определ етс  выражением JN -NXJ-.,- . uii Окончание этой длительности фиксируетс  формированием сигнала на выходе заема счетчика 9 и подачей его на вход блока 2 управлени . На этом работа устройства заканчиваетс . В результате на выходе счетчика 3 подаетс  результат NXA преобразовани  хГМхм;.) Ijnp.Aeft где Ifgnpj gjf коэффициент делени  yпpaвл e foгo делител  8 частоты. Последнее выражение в общем виде можно представить так:

Г1 °

.,- Nx-Nк(;.,J:J

-NMU-I)N,-KX(;-,O-K;

При этом коэффициент Kj аппроксимации может принимать значение, меньше , равное и большее единицы.

Точность преобразовани  по сравнению с прототипом повьтаетс , так как во втором такте частота к в процессе преобразовани  не участвует. Быстродействие возрастает в св зи с тем, что длительность второго такта в случае г i не превышает первого такта; Как правило, зта длительность уменьшаетс  во Много раз, если

)(f,

f

()(J

Claims (1)

1. Устройство линеаризации ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее делитель частоты, блок управления, счетчик, первый и второй блоки памяти, счетчик адреса и элемент И, первый вход элемента И является входом устройства, а второй вход соединен с первым вы ходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом счетчика, выходы которого являются выходом устройства, а установочные входы соединены с выходами второго блока памяти, входы первого и второго блоков памяти соединены с выходами счетчика адреса, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены управляемый делитель частоты и реверсивный счетчик, установочные входы управляемого делителя частоты соединены с выходами первого блока памяти, выход- с входом счетчика 3 импульсов, а вход - с третьим выходом блока управления и входом делителя частоты, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И, выход переноса - с входом счетчика адреса, а выход эаема - с входом блока управления.

   >