SU1283666A1 - Analog meter of velocity - Google Patents
Analog meter of velocity Download PDFInfo
- Publication number
- SU1283666A1 SU1283666A1 SU853933605A SU3933605A SU1283666A1 SU 1283666 A1 SU1283666 A1 SU 1283666A1 SU 853933605 A SU853933605 A SU 853933605A SU 3933605 A SU3933605 A SU 3933605A SU 1283666 A1 SU1283666 A1 SU 1283666A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- key
- voltage
- measuring device
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к технике электрических измерений.и может быть использовано при построении систем измерени мгновенных значений скорости . Целью изобретени вл етс повышение точности измерени и расширение функциональных возможностей. Устройство содержит формирователь 1, одновибраторы 2 и 6, измерительное устройство 13, Ю1ЮЧ 16 зар да, источник 17 опорлого напр жени , первое устройство 19 выборки - хранени уровн , интегрирующий конденсатор 20, входную шину 21, шину 22 установки исходного состо ни , а также введенные элементы И 3, НЕ.5, И-НЕ 7, D- триггер 4, генератор 8 опорной частоты , первый ключ 9 разр да, цифроана- логовый преобразователь 10, второе устройство I1 выборки - хранени уровн , устройство 12 коьшенсации ошибки, генератор 14 тока, второй ключ 15 разр да, компаратор 18. Введенные элементы позвол ют повысить точность измерени путем осуществлени нониусного релшма работы и позвол ет измер ть скорость случайных или непериодических процессов. I слThe invention relates to electrical measurement techniques and can be used in the construction of systems for measuring instantaneous speed values. The aim of the invention is to improve measurement accuracy and enhance functionality. The device comprises a driver 1, one-shot 2 and 6, a measuring device 13, U1HF 16 charge, a voltage source 17, a first level storage device 19, an integrating capacitor 20, an input bus 21, an initial state setting bus 22, and the input elements are AND 3, HE.5, AND-HE 7, D trigger 4, reference frequency generator 8, first bit 9 bit, digital-analog converter 10, second sampling device I1 - level storage, error sensation device 12, generator 14 current, second key 15 bit, comparator 18. Enter These elements allow to increase the measurement accuracy by performing a vernier work relm and allow the speed of random or non-periodic processes to be measured. I cl
Description
toto
0000
со оwith about
О) ОдO) od
се. /se /
11eleven
Изобретение относитс к технике электрических измерений и может быть использовано при построении систем измерени (в том числе и автоматизированных ) мгновенных значений скорости случайных или периодических процессов.The invention relates to the technique of electrical measurements and can be used in the construction of measurement systems (including automated) instantaneous values of the velocity of random or periodic processes.
Цель изобретени - повышение точности преобразовани и расширение функциональных возможностей.The purpose of the invention is to improve the accuracy of conversion and expansion of functionality.
На фиг. 1 представлена функциональна схема устройства; на ijMr. 2- эпюры напр жений на выходе основных блоков; на фиг. 3 - принцип аппроксимации зависимости ).FIG. 1 shows a functional diagram of the device; on ijMr. 2- voltage diagrams at the output of the main blocks; in fig. 3 - principle of dependence approximation).
Аналоговый измеритель содержит формирователь 1, первый одновибра- тор 2, элемент И 3, D-трнггер 4, элемент НЕ 5, йторой одновибратор 6, элемент И-НЕ 7, генератор 8 опорной частоты, первый ключ 9 разр да, циф роаналоговый преобразователь (ЦАП) 10, второе устройство 11 выборки - хранени уровн (УВХ), усилитель 12 компенсации ошибки, измерительное устройство 13, генератор 14 тока, второй ключ 15 разр да, ключ 16 зар да , источник 17 опорного напр жени , компаратор 18, первое УВХ 19, интегрирующий конденсатор 20, .взсод- ную шкну 21 и шину 22 установки в исходное состо ние.Analog meter contains driver 1, first one-oscillator 2, element 3, D-thrunger 4, element 5, element 6, one-oscillator 6, element AND-NE 7, reference frequency generator 8, first key 9 bit, digital analogue converter ( DAC) 10, second sampling device 11 - level storage (VHR), error compensation amplifier 12, measuring device 13, current generator 14, second switch 15, charge switch 16, reference voltage source 17, comparator 18, first VHD 19, the integrating capacitor 20, the overlapping pin 21 and the bus 22 of the installation in the initial state the
Выход формировател 1 соединен с входами первого 2 и второго 3 одно- вибраторов, а вход - с входной шиной 21, первое УВХ 19 информационным входом соединено с Г1 ервым входом интегрирующего конденсатора 20 и выходом ключа 16 зар да, Выход генератора 8 опорной частота ггодклточен к вхо ду первого ключа 9 разр да, управл ющий вход которого подключен к выходу элемента И 3 и С-входу D-тригге- ра 4, а выход - к управл ющему «ходу генератора 14 тока, вход генератора 14 тока соединен с входом второго ключа 15 разр да, выходом ключа 16 зар да, первым входом компаратора 18 и первым выводом интегрирующего конденсатора 20, второй вывод которого подключен к выходу генератора 14 тока , выходу второго ключа 15 разр да и D-входу D-триггера 4, инверсный выход D-триггера 4 соединен с управл ющим входом второго ключа 15 разр да и входом элемента НЕ 5, выход которого подключен к входу D-триггера 4 и установочному входу цифроанало25The output of the imaging unit 1 is connected to the inputs of the first 2 and second 3 single-vibrators, and the input is connected to the input bus 21, the first UHP 19 is connected to the G1 by the first input of the integrating capacitor 20 and the output of the charge key 16, the generator output 8 is the reference frequency of 10 the input of the first key is 9 bits, the control input of which is connected to the output of the element And 3 and the C input of the D-trigger 4, and the output to the control "running of the current generator 14, the input of the current generator 14 is connected to the input of the second key 15 bits, key output 16 charge, the first input of the comparator torus 18 and the first output of the integrating capacitor 20, the second output of which is connected to the output of the current generator 14, the output of the second switch 15, and the D input of the D flip-flop 4, the inverse output of the D flip-flop 4 connected to the control input of the second switch 15 and the input element is NOT 5, the output of which is connected to the input of the D-flip-flop 4 and the installation input of the digital channel25
836662836662
гового преобразовател 10, выход которого с информационным входом второго УВХ 11, а информационный вход - с выходом компаратора 18, управл ющимgovoy Converter 10, the output of which with the information input of the second VHR 11, and the information input with the output of the comparator 18, which controls
5 входом ключа 16 зар да и третьим входом элемента И- НЕ 7, первый вход которого подключен к первому входу элемента И 3 и выходу первого одновибра- тора 2, второй вход - к второму входу5 input key 16 charge and the third input element AND- NOT 7, the first input of which is connected to the first input element And 3 and the output of the first one-oscillator 2, the second input to the second input
О элемента И 3, к выходу второго одно- вибратора 6 и к входам гашени первого 19 и второго 11 УВХ, выход первого УВХ 19 подключен к неинвертирующему входу усилител 12 компенсации ощиб ки.выход которого подключен к второму входу измерительного устройства 13, а второе УВХ 11 выходом подключено к первому входу измерительного устройства 13 и к инвертирующему входу About element 3, to the output of the second single-vibrator 6 and to the inputs of the first 19 and second 11 VHR outputs, the output of the first VHR 19 is connected to the non-inverting input of the error compensation amplifier 12, whose output is connected to the second input of the measuring device 13, and the second of the VHH 11 output connected to the first input of the measuring device 13 and the inverting input
20 усилител 12 компенсации ошибки, источник 17 опорного напр жени пер- вым выходом подключен к входу ключа зар да 16 и вторым выходом к второму входу компаратора 18, третий вход элемента И 3 подключен к шине 22 установки исходного состо ни преобразовател , выход элемента И-НЕ 7 соединен с уГ1равл юш 1ми входами первого 19 и второго 11 УВХ.20 error compensation amplifier 12, the source 17 of the reference voltage by the first output is connected to the input of the charging switch 16 and the second output to the second input of the comparator 18, the third input of the And 3 element is connected to the bus 22 for setting the initial state of the converter, the output of the I- element NOT 7 is connected to the first inlet of the first 19 and second 11 of the WCH.
Устройство обеспечивает режим пре-, образовани временного интервала между импульсами от датчика в скорость , как дл одиночных, так и дл по:втор - процессов. В первом случае по The device provides the mode of pre- forming the time interval between pulses from the sensor to the speed, both for single and for: second - processes. In the first case
35 шине 22 установки исходного-состо ни с помощью элемента И 3, триггера 4 и элемента НЕ 5 (фиг. 1) формируютс сигналы установки исходного состо ни ЦАП 10 и обнулени интег40 рирующего конденсатора 20 через второй ключ 15 разр да. Устройство готово к регистрации однократных процессов . В случае повтор ющихс процессов указанные выше операции выполн 45 тотс в каждом цикле .измерений собственными элементами схемы.35, the initial state setting bus 22, using an AND 3 element, a trigger 4, and a HE element 5 (Fig. 1), sets the signals for setting the initial state of the DAC 10 and zeroing the integrating capacitor 20 through the second bit 15. The device is ready to register one-time processes. In the case of repetitive processes, the above operations were performed by 45 TOTS in each measurement cycle with their own circuit elements.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
В момент времени t приходит оче50 редной импульс от датчика скорости (эпюра а) на вход формировател 1. Импульс с выхода формировател 1, нормированный по амплитуде и длительности , запускает одновибраторы 2 и 6,At time t, an ordinary impulse from the speed sensor (plot a) arrives at the input of shaper 1. The pulse from shaper 1 output, normalized in amplitude and duration, triggers one-shot 2 and 6,
55 на выходе которых формируютс импульсы ( соответственно эпюры 5 и t). Сигнал с выхода второго одновибратора 6 используетс в качестве сигнала гашени информации, хранимой с преды- дущего цикла в УВХ II и 19. На гашение информации отводитс интервал С момента времени ti элементом И 3 и элементом И-НЕ 7 начинает- с формирование сигналов выборки новой информации (эпюра г - напр жение на выходе элемента И-НЕ 7) и одновременного прекращени режима измерени (эпюра 9 - напр жение на вы- ходе элемента ИЗ). В течение интервала выборки t,-tj в УВХ 11 и 19 устанавливаютс уровни напр жений (эпюры и и Н ), равные остаточному напр жению на интегрирующем конденсаторе 20 в момент времени t (эпюра И ) и на выходе ЦАП Ю (эпюра л ). В момент времени t прекращаютс формирование сигнала на выходе первого одновибра- тора 2 (эпюра5 ) и режим выборки ин- формаций (эпюраг ).55 at the output of which pulses are formed (respectively, plots 5 and t). The signal from the output of the second one-shot 6 is used as a signal for blanking information stored from the previous cycle in the water economy department II and 19. The interval from the time ti is taken by element 3 and the element NE-NOT 7 begins with the generation of signals from a sample information (plot d - voltage at the output of the element NAND 7) and simultaneous termination of the measurement mode (plot 9 - voltage at the outlet of the element FROM). During the sampling interval t, -tj, in the UHT 11 and 19, voltage levels (plots and and H) are set equal to the residual voltage on the integrating capacitor 20 at time t (plot I) and at the output of the DAC U (plot l). At time t, the formation of a signal at the output of the first one-oscillator 2 (diagram 5) and the mode of sampling information (diagram) cease.
Фронтом сигнала с выхода элемента И 4. с помощью Вг-триггера 4 и элемента НЕ 5 формируетс короткий импульс (эпюра е) положительной.пол р- ности, отпирающий второй ключ 15 раз- р дау что приводит к обнулению интегрирующего конденсатора 20, Этот же импульс, инвертированный элементом НЕ 5, служит дл установки ЦАП 10 в исходное состо ние - напр жение Ui (эпюра л ). В момент обнулени интегрирующего конденсатора 20 на выходе компаратора 18 формируетс сигнал (эпюра ) на открытие ключа 16 зар да, который в течение короткого интервала от источника 17 опорного напр жени зар жает интегрирующий конденсатор 20 до напр жени (эпюра и ). С момента времени t на выходе элемента И 3 формируетс раз- рещающий сигнал дл первого ключа 9 разр да (эпюра ). В результате им- - пульсы опорной частоть (эпюра ж) с генератора 8 опорных импульсов посту- пают через ключ 9 разр да на управл ющий вход генератора J4 тока, который формирует ступенчато-падающее напр жение (эпюра и ) на интегрирующем конденсаторе 20 от уровн . до уровн UHW«( . В момент времени t напр жение на интегрирующем конденсаторе 20 достигает уровн Uf,,ц . На первом .и втором входах компаратора 10 происходит сравнение напр жени на интегрирующем конденсаторе 20 (текущее значение) и напр жени на втором выходе источника 17 опорного напр жени . По достижении пилообразным напр жением уровн и„у,ц на выходе компаратора 18 форм1-1руетс импульс (момент времени tj, эпюра к), что приводит к перезар ду интегрируюгчего конденсатора 20 до уровн U,QK(. и перехо ду 11АЛ 10 в новое состо ние Uj (эпю- . ра ). Далее процессы циклически повтор ютс . Стабильность периода пилообразного напр жени на интегрирующем конденсаторе 20 обеспечиваетс в результате использовани генератора 14 тока, управл емого импульсами, опорной частоты генератора 8 опорной частоты, а также источника 17 опорного напр жени и компаратора 18, которые устанавливают фиксированные уровни пилообразного напр жени ,The front of the signal from the output of the element 4. With the help of the Br-trigger 4 and the element NOT 5, a short pulse (plot e) of the positive field is formed, unlocking the second switch 15, which leads to zeroing of the integrating capacitor 20. the pulse inverted by the HE element 5 serves to set the DAC 10 to the initial state — voltage Ui (plot l). At the moment of zeroing of the integrating capacitor 20, a signal (plot) is generated at the output of the comparator 18 for opening the charging key 16, which during a short interval from the reference voltage source 17 charges the integrating capacitor 20 to the voltage (plot and). From the point in time t, the output signal for the first key of the 9th bit (plot) is formed at the output of the element 3. As a result, the pulses of the reference frequency (plot g) from the generator 8 of the reference pulses are fed via a switch 9 to the control input of the current generator J4, which forms a step-down voltage on the integrating capacitor 20 . to the level UHW "(. At time t, the voltage on the integrating capacitor 20 reaches the level Uf ,, C. The first and second inputs of the comparator 10 compares the voltage on the integrating capacitor 20 (current value) and the voltage at the second source output 17 of the reference voltage. When the saw-tooth voltage reaches a level i & a, c, a pulse is formed at the output of the comparator 18 (time point tj, plot c), which causes the integral capacitor 20 to reload to the level U, QK (. And transition do 11AL 10 to a new state Uj (epy.). Further, about The cycles are cyclically repeated. The sawtooth voltage period on the integrating capacitor 20 is maintained by using a pulse-controlled current generator 14, the reference frequency of the reference frequency generator 8, and the reference source 17 and the comparator 18, which set fixed levels of saw-tooth voltage. wives,
УНИ« .UNI. "
В момент времени tg приходит сле-. дующий импульс от датчика скорости. Снова происходит запуск первого и второго одновибраторов 2 и 6. В интервале времени tg-t-y происходит гашение информации (эпюры м ,н ) в УВХ.1I и 19 предыдущего цикла измерени , а процесс измерени текущего цикла продолжаетс до момента i, , В интервал.е времени , начинаетс очередной режим выборки информации. Из рассмотрени эпюры CL видно, что в устройстве .обеспечиваетс интервал BpeMemi измерени tj-tf, равный интервалу времени to-tg между импульсами, пос- тyпaющи зi с датчика скорости. Таким образом, каждый пнкл измерений начинаетс с задержкой на интервал времени , обеспечивающий гашеьше информации предшествуюп1его цикла. В момент времени t-/ на генератор 14 тока прекращаетс подача и шульс6в опорной частоты и на интегрнруюп ем конденсаторе 20 фиксируетс напр же .ние Ux 5 соответствующее точному отсчету скорости в интервале времениAt time tg comes next. blowing pulse from the speed sensor. The first and second single vibrators 2 and 6 are restarted. In the tg-ty time interval, information is cleared (diagrams m, n) in the UH1.1 and 19 of the previous measurement cycle, and the current cycle measurement process continues until time i, B. In the meantime, the next information retrieval mode begins. From a review of the CL plot, it can be seen that the device provides a BpeMemi interval for measuring tj-tf, equal to the time interval to-tg between pulses, followed by a readout from the speed sensor. Thus, each pnc of measurements starts with a delay of an interval of time providing the most accurate information of the preceding cycle. At the moment of time t- / on the current generator 14, the supply and voltage of the reference frequency shuts down and on the integrated capacitor 20 the voltage Ux 5 corresponding to the exact speed reading in the time interval is fixed.
.tg-t-,, Грубому отсчету скорости соответствует напр жение на выходе ЦДЛ 10 - и . Из эпюры а следует, что форьшрование напр жени на интегрирующем конденсаторе 20 начинаетс с задержкой относительно измерительного интервала на врем выборки информации - интервал .времени (эпюра г). Посто нна задержка на врем tj-t режимом выборки приводит к систематической ошибке по напр жению лих завьша показани Uy на эту величину . Посто нна ошибка по напр жению точного отсчета вызьшает переменную ошибку по скорости в зависимости от интервала аппроксимации (фиг. З). Дл устранени систематической ошибки лиу введен усилитель 12 компенсации ошибки в канале точного отсчета. В качестве корректирующего напр жени используетс сигнал с выхода ЦАП 10., поступающий на инвертирующий вход усилител 12 с соответствующим масштабным коэффициентом. Таким образом, усилитель компенсации ошибки работает в режиме сумматора. Поскольку ошибка по напр жению 4Ux приводит к увеличению ошибки по скорости к началу интервала измерений, напр жение коррекции должно возрастать к началу этого интервала. Этим требовани м и отвечает выходное напр жение ЦАП 10..tg-t- ,, A coarse reading of the speed corresponds to the voltage at the output of the digital laboratory module 10 - and. From plot a it follows that the forcing of the voltage on the integrating capacitor 20 begins with a delay relative to the measurement interval by the time of information sampling — the time interval (plot g). A constant delay of tj-t by the sampling mode results in a systematic error due to a voltage that indicates the value of Uy. A constant error on the exact reference voltage produces a variable error in speed depending on the approximation interval (Fig. 3). To eliminate the systematic error, Liu introduced an amplifier 12 to compensate for errors in the exact reference channel. As a correction voltage, the signal from the output of the DAC 10 is used. It is fed to the inverting input of amplifier 12 with an appropriate scale factor. Thus, the error compensation amplifier operates in the adder mode. Since an error at 4Ux leads to an increase in the speed error by the beginning of the measurement interval, the correction voltage must increase by the beginning of this interval. These requirements are met by the output voltage of the DAC 10.
Отличительной особенностью формировани напр жени на интегрирующем конденсаторе 20 вл ютс моменты вре мени t2 5 tg, t t5 5...s когда в напр жении формируетс обратный ход. Счита , что длительность обратного хода достаточно мала и не вли ет на точность показаний, следует отметить наличие двузначности напр жени U за врем обратного хода. С целью устранени двузначности определени A distinctive feature of the formation of voltage on the integrating capacitor 20 is the moments of time t2 5 tg, t t5 5 ... s when the reverse stroke is formed in the voltage. Considering that the duration of the return stroke is rather small and does not affect the accuracy of the readings, it should be noted that there is a bi-valued voltage U during the return stroke. In order to eliminate the ambiguity of the definition
- 2836666- 2836666
Значени скоростей грубого отсчета могут быть заданы в измерительном устройстве 13 в виде Соответствий UPP , а точный отсчет скорос- ти в пределах интервала аппроксимации (фиг, З) определ етс из соотношени The values of the rough counting speeds can be set in the measuring device 13 in the form of UPP correspondences, and the exact reading of the speed within the approximation interval (Fig. 3) is determined from the ratio
и„,, and",,
где -AV - интервал скоростей в i-м Ш интервале аппроксимации;where -AV is the velocity interval in the i-th III interval of approximation;
Umo нормированное значение напр жени канала точного отсчета .Umo is the normalized value of the exact reference voltage.
Таким образом, величина искомой 15 скорости определ етс измерительным устройством 13 как +uVi ,Thus, the value of the required 15 velocity is determined by the measuring device 13 as + uVi,
На фиг. 3 показан пример определени скорости в точке о, зависимости А -L/T, аппроксимируемой ступенчато 20 по грубому отсчету и линейно-кусочно по точному отсчету. Как видно из фиг, 3, значение скорости в точке а определ етс как Va Vj+&V3, где истинное значение скорости VQ,, отлича- 25 етс от, найденного на величину пог-. решности аппроксимации - 4V, т.е,FIG. Figure 3 shows an example of determining the velocity at the point o, the dependence of A-L / T, approximated in steps of 20 according to a rough reading and linearly piecewise according to an exact reading. As can be seen from FIG. 3, the value of the velocity at point a is defined as Va Vj + & V3, where the true value of the velocity VQ ,, differs from that found by the magnitude of a bit. decisiveness of approximation - 4V, i.e.
УЙ,.- WY, .-
Минимальна в.еличина погрешности аппроксимации не вл етс принципиThe minimum magnitude of the approximation error is not the principle
ройства, так как может быть заранее выбрана заданием соответствующего периода повторени пилообразного напр жени ,because it can be preselected by setting the appropriate repetition period of the sawtooth,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853933605A SU1283666A1 (en) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | Analog meter of velocity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853933605A SU1283666A1 (en) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | Analog meter of velocity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1283666A1 true SU1283666A1 (en) | 1987-01-15 |
Family
ID=21190603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853933605A SU1283666A1 (en) | 1985-07-24 | 1985-07-24 | Analog meter of velocity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1283666A1 (en) |
-
1985
- 1985-07-24 SU SU853933605A patent/SU1283666A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
АвтО|рское свидетельство СССР № 1004909, кл. G 01 R 23/00, 1983. Авторское свидетельство СССР № 930145, кл. G 01 R 23/02, 1982. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1283666A1 (en) | Analog meter of velocity | |
US4598375A (en) | Time measuring circuit | |
SU762170A1 (en) | Method and apparatus for a-d conversion | |
SU1596269A1 (en) | Digital low-frequency phase meter | |
SU1509751A1 (en) | Method of measuring amplitude values of electric signals | |
SU1405116A1 (en) | Method of integration a-d conversion | |
SU1203699A1 (en) | Method and apparatus for measuring dynamic conversion characteristics of high-speed and high-precision analog-to-digital converters | |
EP0238646A1 (en) | Dual slope converter with large apparent integrator swing. | |
SU1758630A1 (en) | Digital meter of ratio of two time periods | |
SU1651268A1 (en) | Instrument transducer of duration of time intervals | |
SU1281882A1 (en) | Device for measuring thickess of coatings | |
SU1501267A1 (en) | Device for measuring hysteresis of a-d converter | |
SU1441323A2 (en) | Digital voltmeter | |
SU966662A1 (en) | Digital meter of time intervals | |
RU1800616C (en) | Analog-to-digital converter | |
RU1795419C (en) | Quadrupole mas-spectrometer extreme control system | |
SU1308935A1 (en) | Phase-meter | |
SU752783A1 (en) | Multichannel converter of dynamic parameters of recurrent voltage pulses into digital code | |
SU1268970A1 (en) | Device for measuring temperature | |
SU1275308A1 (en) | Active power-to-digital code converter | |
SU1280697A1 (en) | Device for measuring the reading delay time of analog-to-digital converters | |
SU762167A1 (en) | A-d converter | |
SU970683A2 (en) | Device for pulse-time conversion of dc voltage into number | |
SU1084836A1 (en) | Device for photoelectronic measuring of angles | |
SU960658A1 (en) | Digital device for measuring phase angle |