SU1352507A2 - Digital measuring and processing system - Google Patents

Digital measuring and processing system Download PDF

Info

Publication number
SU1352507A2
SU1352507A2 SU864081989A SU4081989A SU1352507A2 SU 1352507 A2 SU1352507 A2 SU 1352507A2 SU 864081989 A SU864081989 A SU 864081989A SU 4081989 A SU4081989 A SU 4081989A SU 1352507 A2 SU1352507 A2 SU 1352507A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
comparator
outputs
input
output
digital
Prior art date
Application number
SU864081989A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Петрович Черный
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4084
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я Г-4084 filed Critical Предприятие П/Я Г-4084
Priority to SU864081989A priority Critical patent/SU1352507A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1352507A2 publication Critical patent/SU1352507A2/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике. Изобретение может быть использовано в автоматизированных системах контрол , информационно-измерительных системах , автоматизированных измерительных комплексах. Цель изобретени  повышение точности измерений информационно-измерительных систем за счет использовани  кусочно-линейной аппроксимации передаточных характеристик датчиков измер емых величин. Система состоит из датчиков 1, первого 2 и второго 8 коммутаторов, блоков пам ти 7 и 9, измерительного блока 3, аналого-цифрового преобразовател  4, сумматора 5, счетчика 6 адреса, регистрирующего блока 10. .Новым в устройстве  вл етс  наличие в нем цифроаналогового преобразовател  11 и компаратора 12, что позвол ет измен ть коэффициент преобразовани  аналоговых сигналов в зависимости от номера участка аппроксимации и уменьшать таким образом вли ние нелинейности передаточных характеристик датчиков на погрешность измерений. 1 з.п. ф-лы. 2 ил. с (Л со СП Ю СП N)This invention relates to automation and computing. The invention can be used in automated control systems, information-measuring systems, automated measuring complexes. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy of information-measuring systems by using a piecewise linear approximation of the transfer characteristics of sensors of measured values. The system consists of sensors 1, first 2 and second 8 switches, memory blocks 7 and 9, measuring unit 3, analog-digital converter 4, adder 5, address counter 6, registering unit 10. A new device is a digital-to-analog converter 11 and a comparator 12, which makes it possible to vary the conversion factor of the analog signals depending on the number of the approximation area and thus reduce the influence of the non-linearity of the transfer characteristics of the sensors on the measurement error. 1 hp f-ly. 2 Il. with (L with JV Yu J N)

Description

1one

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике, может быть использовано в системах автоматизации процессов испытани  и конрол  промышленных объектов и  вл етс  усовершенствованием изобретени по авт. св. № 877565.The invention relates to automation and computing, can be used in test automation and control systems of industrial facilities and is an improvement of the invention in accordance with the author. St. No. 877565.

Цель изобретени  - повышение точности систейы.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the system.

На фиг. 1 приведена структурна  схема предлагаемой системы; на фиг. 2 - график аппроксимированной передаточной характеристики датчика Система (фиг, 1) содержит М датчиков 1, первый коммутатор 2, измерительный блок 3, аналого-цифровой преобразователь 4, сумматор 5, счетчик 6 адреса, дополнительный блок 7 пам ти, второй коммутатор 8, N блоков 9 пам ти, регистрирующий блок 10 цифроаналоговый преобразователь 11 и компаратор 12, источник 13 опорного напр жени , дискретный делитель 14 напр жени , источник 15 пороговых напр жений, схемы 16 сравнени , элементы НЕ 17, злементы И 18.FIG. 1 shows the structural scheme of the proposed system; in fig. 2 is a graph of the approximate transfer characteristic of the sensor. The system (FIG. 1) contains M sensors 1, first switch 2, measuring unit 3, analog-to-digital converter 4, adder 5, address counter 6, additional memory block 7, second switch 8, N memory units 9, registering unit 10 digital-to-analog converter 11 and comparator 12, reference voltage source 13, discrete voltage divider 14, threshold voltage source 15, comparison circuits 16, NOT elements 17, And 18 elements.

График передаточной характеристики датчика (фиг. 2) аппроксимируют кусочно-линейной кривой исход  из следующих предпосылок.The graph of the transfer characteristic of the sensor (Fig. 2) approximates the piecewise linear curve based on the following assumptions.

Выходные сигналы датчиков 1 приведены к единому диапазону изменений выходных сигналов у измерительного блока 3, управл емого сигналами дополнительного блока 7 пам ти. Указанный диапазон разбит на L поддиа- с граничными значени ми yjThe output signals of sensors 1 are brought to a single range of changes in the output signals of measuring unit 3, controlled by signals from an additional memory block 7. The specified range is divided into L subdia with boundary values yj

лг оlie about

пазоновpuzzles

,. о, about

1 one

(х° (х°; ур,(x ° (x °; ur,

о about

УРUr

( у) образуют точки излома аппроксимир}лощей кривой. Начальное значение передаточной характеристики обозначено у. С целью упрощени  схемы компаратора 12 гра-- ничные значени  у°, у°, ..., у° дл  всех датчиков выбраны одинаковыми, а р д соответствующих им значений физических величин х, х°,..., х° дл  г-го датчика определ ют по его передаточной характеристике и соответстУказанным значени м сигналов у . соответствует р д значений измер емых величин х , х°, ..., х. Соответствующие пары координат(y) form a break point approximation} of the curve. The initial value of the transfer characteristic is indicated by. In order to simplify the comparator circuit, 12 boundary values of y °, y °, ..., y ° for all sensors are selected identical, and the number of corresponding values of physical quantities x, x °, ..., x ° for g The i-th sensor is determined by its transfer characteristic and the corresponding values of the signals y. corresponds to a series of values of measurable quantities x, x °, ..., x. Corresponding pairs of coordinates

вующему коэффициенту передачи измери-во дискретных значений коэффициен- тельного блока 3. Если на выходе бло-тов измерительного блока 3. ка 3 получен результат у, наход - Символ идентификации каждого ка- щийс  в k-M поддиа;тазоне (у,.у нала определ ют при настройке систему ; k 1, 2, ,,,, L), то в COOT- .мы исход  из передаточной характерис1352507the transfer coefficient measured by the discrete values of the coefficient block 3. If the output of the blocks of the measuring block 3. ka 3 yielded the result y, found the identification symbol of each subscript in the kM; tazone (y, y when setting up the system; k 1, 2, ,,, L), then in COOT- we are based on the transfer characteristic 1352507

инти  inti

ветствии с фиг, кой величиныaccording to FIG.

-сг -sg

к to

р-1p-1

пP

уОuo

Я-f I-f

- (у,- (y,

хог- .hog

t k.1t k.1

bi У5bi У5

уОuo

1t-f 1t-f

- X- X

or k-.lor k-.l

ИЛИOR

Хь Ch

а2 a2

где Where

а, but,

ГR

k-1k-1

t--t--

blbl

,2 , 2

1с-11s-1

- X- X

k-1k-1

- константы- constants

аппроксимации k-ro поддиапазона г-го датчика, определ емые передаточной характеристикой г-го датчика и соот25 ветствующим ему коэффициентом передачи измерительного блока 3.approximations of the k-ro subrange of the rth sensor, determined by the transfer characteristic of the rth sensor and the corresponding transmission coefficient of the measuring unit 3.

Каждому из L поддиапазонов соответствует один из L выходов компаратора 12 и один из L управл ющих вхо30 дов дополнительного блока 7 пам ти. Дл  всех датчиков системы предварительно вычисл ют константы а . , Ъ, дл  каждого из L поддиапазонов. При настройке системы константыEach of the L subbands corresponds to one of the L outputs of the comparator 12 and one of the L control inputs of the additional memory block 7. For all sensors, the systems precompute the a constants. , B, for each of the L subbands. When setting up a constant system

35 записывают в соответствуклдие  чейки пам ти блока 7. Содержимым  чеек пам ти блока 7, кроме значений констант а ,35 is written into the corresponding memory cell of block 7. The contents of the memory cells of block 7, except for the values of the constants a,

ь;.l ;.

 вл ютс  также симводы с. идентификации канала, кото- рые позвол ют идентифицировать по j-му номеру канала тип г-го датчика, необходимьш оператор обработки измерительной информации, а также необходимый коэффициент передачи измеритель- ного блока 3. Таким образом, общее количество  чеек пам ти блока 7 должно быть не менее М (2L+1).are also simvods with. channel identifications, which allow identifying, by the j-th channel number, the type of the rth sensor, the need for the processing information operator, as well as the required transmission coefficient of the measuring unit 3. Thus, the total number of memory cells of the unit 7 should be not less than M (2L + 1).

Максимально необходимое число двоичного кода констант alj , b j| может . составл ть п+1, где п-число разр дов выходного кода АЦП 4. Максимальное количество значений, которые могут принимать символы идентификации не более PN, где Р - количестThe maximum required number of binary code constants alj, b j | can be n + 1, where n is the number of bits of the output code of the ADC 4. The maximum number of values that identification symbols can take is not more than PN, where P is the number

тики выбранного дл  этого канала датчика 1, коэффициента передачи измерительного блока 3, а также требуемого дл  этого канала оператора обработки информации. Число основных блоков 9 пам ти соответствует числу различных операторов обработки, а содержимым  чеек пам ти блоков 9  вл ютс  значени  измер емой величины в зависимости у - f -(N . Ъ,) , где у- - результат измерени  по к аналу с номером; f; - оператор преобразовани  блока 9 пам ти с номером i; NT - текущий (рабочий) код отсчета А1Щ 4; Ь ticks of the sensor 1 selected for this channel, the transmission coefficient of the measuring unit 3, as well as the information processing operator required for this channel. The number of main blocks 9 of memory corresponds to the number of different processing operators, and the contents of the memory cells of block 9 are the values of the measured value depending on y - f - (N. B), where y - is the result of measurement by analogy number; f; - the conversion operator of the memory block 9 with the number i; NT is the current (working) reference code A1SCh 4; B

VfVf

- значение константы из дополнительного блока 7 пам ти дл  измерительного канала с номером j, в котором сигнал у прин л значение в поддиапазоне с номером j. Максимально необходимое число  чеек пам ти блока 9 дл  реализации системы может составл ть не более чем 2 - the value of the constant from the additional memory block 7 for the measuring channel with the number j, in which the signal y received the value in the subband with the number j. The maximum required number of memory cells of block 9 for the implementation of the system can be no more than 2

Система работает следующим образомThe system works as follows

При задании адреса измерительного канала соответствующий сигнал с первого выхода счетчика 6 поступает на управл ющий вход первого коммутатора 2 и в дополнительный блок 7 пам ти.When setting the address of the measuring channel, the corresponding signal from the first output of the counter 6 is fed to the control input of the first switch 2 and to the additional memory block 7.

8дешифраторе адреса блока 7 пам ти этот сигнал  вл етс  адресом  чейки пам ти. Содержимое которой (символ идентификации) поступает на первый выход блока 7 пам ти. При этом символ идентификации поступает на вход задани  типа датчика измерительного блока 3 и на управл ющий вход второго коммутатора 8, которьй коммутирует соответствующий основной блок8 the address block of the memory block 7, this signal is the address of the memory cell. The content of which (identification symbol) is fed to the first output of memory block 7. In this case, the identification symbol is input to the sensor type assignment of the measuring unit 3 and to the control input of the second switch 8, which switches the corresponding main unit

9пам ти к выходу сумматора 5. Сигнал с второго выхода счетчика 6 поступает на управл ющий вход измерительного блока 3, задава  необходи- мьм режим его работы. Аналоговый риг нал датчика 1 через первый коммутатор 2 поступает на информационный вход измерительного блока 3, с выхода которого сигнал измерительной информации поступает на входы АЦП 4 и компаратора 12. В компараторе 12 сигнал измерительной информации сравниваетс  с пороговыми значени ми/напр жений , в результате чего на одном из L выходов компаратора 12 по вл етс  сигнал соответствующего k-1 поддиапазона, которьй приходит на один из L управл ющих входов дополнительного блока 7 пам ти и разрешает прохождение сигнала с первого вы- 9 to the output of the adder 5. The signal from the second output of the counter 6 is fed to the control input of the measuring unit 3, setting the necessary mode of its operation. The analog sensor of sensor 1 through the first switch 2 is fed to the information input of the measuring unit 3, from the output of which the measurement information signal is fed to the inputs of the ADC 4 and the comparator 12. In the comparator 12, the measurement information signal is compared with threshold values / voltages, as a result At one of the L outputs of the comparator 12, the signal of the corresponding k-1 subband appears, which arrives at one of the L control inputs of the additional memory block 7 and allows the signal from the first output to pass.

хода счетчика 6 адреса на соответствующий дешифратор адреса  чеек пам ти блока 7, хран щий константы а и b j k-ro поддиапазона. Содержимое выбранной пары  чеек, хран щихthe progress of the counter 6 addresses to the corresponding address decoder of the memory cells of block 7, which stores the constants a and b j of the k-ro subband. Contents of a selected pair of cells storing

10ten

2020

2525

4040

константыconstants

30thirty

иand

со ,, j , поступает ответственно на третий и второй выходы дополнительного блока 7 пам ти и далее на вход цифроаналогового преобразовател  (ЦАП) 11 и второй вход сумматора 5. Напр жение с выхода ЦАП 11, пропорциональное коду константы а)( , поступает на опорный 15 вход АЦП 4, устанавлива  коэффициент передачи АЦП пропорциональным крутизне пр мой, аппроксимирующей передаточную характеристику датчика в k-M поддиапазоне.from ,, j, arrives responsibly to the third and second outputs of the additional memory block 7 and then to the input of the digital-to-analog converter (DAC) 11 and the second input of the adder 5. The voltage from the output of the DAC 11 proportional to the constant code a) (, arrives at the reference 15 ADC input 4, set the ADC transfer coefficient proportional to the slope of the direct, approximating the transfer characteristic of the sensor in the kM subband.

Сигнал измерительной информации, преобразованной АЦП 4 в цифровую форму, поступает на первый вход сумматора 5, с выхода которого дискретный сигнал, равньй сумме поступивших на его входы сигналов от дополнительного блока 7 пам ти (сигнал Ьр и от АЦП 4 (сигнал ), поступает через коммутатор 8 на вход блока 9 пам ти. Соответствующа  выходному сигналу блока 5  чейка пам ти блока 9 возбуждаетс , ее содержимое как результат измерени  в необходимом дл  пользовани  виде поступает на вход регистрирующего блог, ка 10.The signal of the measurement information converted by the ADC 4 into digital form is fed to the first input of the adder 5, from the output of which the discrete signal equals the sum of the signals received at its inputs from the additional memory block 7 (the signal Lp and from the ADC 4 (signal)) the switch 8 to the input of the memory block 9. The memory cell of the block 9 corresponding to the output signal of the block 5 is excited, its contents as a measurement result in the required form for use are input to the recording blog 10.

Таким образом, соединение опорного входа АЦП 4 с выходом ЦАП 11, которьй управл етс  компаратором 12 через блок 7 питани  пам ти, хран щий константы аппроксимации передаточных характеристик датчиков, позвол ет учесть разброс параметров нелинейности передаточных характеристик и тем самым повысить точность измерений .Thus, the connection of the reference input of the A / D converter 4 with the output of the D / A converter 11, which is controlled by the comparator 12 through the memory power supply unit 7, stores the approximation constants of the transfer characteristics of the sensors, allows to take into account the variation of the nonlinearity parameters of the transfer characteristics and thereby increase the measurement accuracy.

Предлагаемое устройство по сравнению с известным характеризуетс  большой точностью измерений, котора  обеспечиваетс  кусочно-линейной аппроксимацией передаточных характеристик датчиков, запоминанием параметров аппроксимации по каждому из линейных участков и использованием этих параметров при определении истинных значений измер емых величин,The proposed device, in comparison with the known, is characterized by high measurement accuracy, which is provided by a piecewise linear approximation of the transfer characteristics of the sensors, by remembering the approximation parameters for each of the linear sections and using these parameters to determine the true values of the measured values,

В известном устройстве используетс  линейна  аппроксимаци  передаточных характеристик с запоминанием только одного параметра аппроксима35The known device uses linear approximation of transfer characteristics with only one approximation parameter memorized.

4545

5050

5555

ции - начального значений передаточной характеристики. Метод линейной аппроксимации вследствие меньшей информативности по сравнению с методом кусочно-линейной аппроксимации не может эффективно компенсировать погрешность измерений, обусловленную разбросом параметров передаточных характеристик, в частности параметров нелинейности.tion - the initial values of the transfer characteristic. The method of linear approximation due to lower informativity as compared to the piecewise linear approximation method cannot effectively compensate for the measurement error due to the spread of transfer characteristics parameters, in particular, nonlinearity parameters.

Claims (2)

1. Цифрова  система измерени  и обработки по авт. св. № 877565, о тличающа  с  тем, что, с целью повышени  точности системы, в нее введены компаратор, и цифро- аналоговый преобразователь, выход измерительного блока соединен с вхо- дом компаратора, выходы которого подключены к дополнительным адресным входам блока пам ти, дополнитель . ные выходы данных которого через1. Digital measurement and processing system according to the author. St. No. 877565, in contrast to the fact that, in order to improve the accuracy of the system, a comparator was entered into it, and a digital-to-analog converter, the output of the measuring unit was connected to the input of a comparator, the outputs of which are connected to the additional address inputs of the memory unit, an auxiliary. data outputs which through цифроаналоговый преобразователь подключены к управл ющему входу аналого-цифрового преобразовател .a digital-to-analog converter is connected to the control input of an analog-to-digital converter. . . 2. Система по п. 1, о т л и ч.а- ю щ а   с   тем, что компаратор содержит источник пороговых напр жений , группу схем сравнени , группу элементов НЕ и группу элементов И, причем вход компаратора соединен с первыми входами соответствук цих схем сравнени , каждый выход источника пороговых напр жений соединен с вторым входом соответствующей схемы сравнени , выход каждой схемы сравнени , кроме первой, соединен с первым входом соответствующего элемента И и через соответствующий элемент НЕ - с вторым входом последующего элемента И, выход первой схемы сравнени   вл етс  одним из выходов группы выходов компаратора, выходы элементов И  вл ютс  остальными выходами группы выходов компаратора.2. The system according to claim 1, that is, that the comparator contains a source of threshold voltages, a group of comparison circuits, a group of elements NOT and a group of elements AND, the comparator input connected to the first inputs In comparison circuits, each output of a source of threshold voltages is connected to the second input of the corresponding comparison circuit, the output of each comparison circuit, except the first, is connected to the first input of the corresponding AND element and through the corresponding NOT element to the second input of the subsequent AND element, output of the first circuit comparing s is one of the group of outputs of the comparator outputs, the outputs of elements and outputs are other groups comparator outputs. /1/one фи&2fi & 2 Редактор М. АндрушенкоEditor M. Andrushenko Составитель И. АлексеевCompiled by I. Alekseev Техред М.Ходанич Корректор Л. ПилипенкоTehred M. Khodanich Proofreader L. Pilipenko Заказ 5567/49Тираж 671ПодписноеOrder 5567/49 Circulation 671 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4
SU864081989A 1986-05-14 1986-05-14 Digital measuring and processing system SU1352507A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864081989A SU1352507A2 (en) 1986-05-14 1986-05-14 Digital measuring and processing system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864081989A SU1352507A2 (en) 1986-05-14 1986-05-14 Digital measuring and processing system

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU877565 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1352507A2 true SU1352507A2 (en) 1987-11-15

Family

ID=21243085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864081989A SU1352507A2 (en) 1986-05-14 1986-05-14 Digital measuring and processing system

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1352507A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 877565, кл. G 06 F 15/46, 1979. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0147700A2 (en) Apparatus for temperature compensation in a digital data handling system
US4381495A (en) Digital-to-analog converter with error compensation
US4490713A (en) Microprocessor supervised analog-to-digital converter
US2940071A (en) Analog to digital converter
US2950469A (en) Analogue to digital conversion apparatus
EP0005999A1 (en) Signal transmission systems
SU1352507A2 (en) Digital measuring and processing system
US4445111A (en) Bi-polar electronic signal converters with single polarity accurate reference source
EP0251758A2 (en) Digital-to-analog conversion system
US3683369A (en) Analog to digital converter
US3453615A (en) Analog-to-digital converters
US3503064A (en) A-d conversion system
US3573796A (en) Successive approximation analog-to-digital converters
US2728524A (en) Timing and testing circuit
US3617711A (en) Apparatus for changing a digit of a stored number
SU949723A1 (en) Resistance box reading decade
SU939357A1 (en) Apparatus for monitoring the position of stationary plough-type ejectors
SU949800A1 (en) D-a converter testing device
SU809547A1 (en) Digital-analogue converter
SU1269158A1 (en) Method of adjusting analog-digital function generators with memory registers for reproducing functions of linearizing characteristics of instrument transducers
SU1327142A1 (en) Telemetering device for transmitting information
SU868609A1 (en) Power meter
SU957274A1 (en) Analog storage device
RU2205500C1 (en) Analog-to-digital converter
SU1357938A2 (en) Function generator