SU1354420A1 - Цифровой измеритель средних значений механических величин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  измерени  средних значений механических величин. Цель изобретени  - расширение области применени  за счет обеспечени  возможности измерени  средних значений механических величин

Description

независимо от длительности измерени . Устройство содержит датчик 1 с аналоговым выходом, амплитудно-временной преобразователь 2, генератор 3 заполн ющих импульсов, генератор 4 так- тойых импульсов, два счетчика 5, 6, п ть резисторов 7-11 сдвига, сумматор . 12, два RS-триггера 13, 14, два D-триггера 15, 16, три элемента 17-19 ИЛИ, четыре элемента 20-23 И, два формировател  24,25 импульсов, элемент 26 задержки, цифровой индикатор 27, датчик 28 с частотным выI

Изобретение относитс  к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано дл  измерени  средних значений механических величин.

Цель изобретени  - расширение области применени  за счет обеспечени  возможности измерени  средних значений механических величин независимо от длительности интервала измерени .

На чертеже представлена функциональна  схема цифрового измерител .

Цифровой измеритель содержит датчик .1 с аналоговым выходом, амплитудно-временной преобразователь 2, генератор 3 заполн ющих импульсов, генератор 4 тактовых импульсов, два счетчика 5 и 6, п ть регистров 7 - fl сдвига, сумматор 12, два RS-триггера 13 и 14, два D-триггера 15 и 16, три элемента ИЛИ 17-19, четыре элемента И 20-23, два формировател  24 и 25 импульсов, элемент 26 задержки, цифровой индикатор 27, датчик 28 с час- TOTHblM выходом и переключатель 29.

Цифровой измеритель работает следующим образом.

При измерении среднего значени  сигнала с выхода датчика 1 с аналоговым выходом, напр жение на выходе которого пропорционально, например, значению крут щего момента, переключатель 29 подключает вход запуска амплитудно-временного преобразовател  2 к выходу генератора 4 тактовых импульсов. При использовании од- . новременно датчика 1 с аналоговым и .

ходом и переключатель 29. Введение устройство второго счетчика 6, двух формирователей 24, 25 импульсов и двух RS-триггеров 13, 14, с помощью которых обеспечиваетс  формирование и измерение длительности интервала измерени , позволило расширить область применени  устройства. С помощью сумматора 12, первого 5 и второго 6 счетчика и п ти резисторов 7-11 сдвига с соответствующими св з ми обеспечиваетс  операци  вычислени  среднего. 1 ил.

5

датчика 28 с частотным выходами, например , дл  измерени  средней мощности на валу двигател  переключатель 29 подключает к входу запуска ампли- 5 тудно-временного преобразовател  2 выход датчика 28 с частотным выходом.

С поступлением внешнего сигнала Пуск, означающего начало измерени , импульсом с выхода первого формиро вател  24 обнул ютс  первый 5 и вто- рой 6 счетчики, первый 15 и второй 16 В-триггеры, второй 8 и третий 9 регистры сдвига и через третий элемент ИЛИ 19 п тый регистр 11 сдвига, а первый RS-триггер 13 устанавливаетс  в состо ние Лог. 1, при этом первый 20 и второй 21 элементы И открываютс , а первый элемент ИЛИ 18 закрываетсй.

0 Импульсы генератора 4 тактовых

импульсов, запускающие генератор развертывающего напр жени  амплитудно- временного преобразовател  2, через второй элемент И 21 заполн ют второй счетчик 6, работающий в режиме вычитани . Амплитудно-временной преобразователь 2 формирует импульсы, длительность которых пропорциональна значению механической величины, из мер емой датчиком 1, Импульсы с выхода амплитудно-временного преобразовател  2 запускают генератор 3 заполн ющих импульсов, которые подсчитываютс  первым счетчиком 5,

5 С поступлением на вход второго , формировател  25 импульсов внешней команды Стоп первый RS-триггер 13

5

устанавливаетс  в состо ние Лог.О, обнул ютс  первый регистр 7 сдвига и цифровой индикатор 27, устанавливаетс  в состо ние Лог. 1 второй RS-триггер 14, блокируютс  первый 20 и второй 21 элементы И и открываетс  первьм элемент ИЛИ 18. На этом заканчиваетс  процесс измерени  сигнала , при этом содержимое счетчика 5 соответствует интегральному значению измер емой механической величины, а содержимое счетчика 6 пропорционально количеству измерений текущего значени  механической величины или интервалу измерени .

В процессе обработки результата измерени , т.е. вычислени  среднего значени , первый импульс генератора 3 заполн ющих импульсов через элемент ЛИ 18 записывает уровень Лог. 1 во второй D-триггер 16, при этом второй RS-триггер 14 устанавливаетс  в состо ние Лог. О, а второй элеент ИЛИ 17 открываетс . Импульсом с выхода второго D-триггера 16 осуществл етс  запись содержимого младших разр дов первого счетчика 5 в регистр 9 сдвига, а содержимого старших разр дов - в регистр 11 сдвига по первому параллельному входу. При этом в первый разр д регистра 7 сдвига заноситс  уровень Лог. 1. Регистр 7 сдвига помимо формировани  результата измерени  используетс  в качестве счетчика дл  вы влени  заполнени  всех без исключени  разр дов этого регистра,

С приходом второго импульса генератора 3 уровень Лог, 1 с выхода второго D-триггера 16 через открытый элемент ИЛИ 17 записываетс  в первый разр д регистра 8 сдвига, что привоит к обнулению регистра 10 сдвига. Третий импульс генератора 3 сдвигает уровень Лог, 1 на выход второго разр да регистра 8 сдвига, в результате в регистр Ю сдвига записываетс  информаци  с выхода сумматора 12, равна  сумме содержимого регистра 11 сдвига и второго счетчика 6, в котором содержитс  информаци  в дополнительном коде. При этом, если результат сложени  положительное число, то инверсный выход старшего разр да регистра 10 сдвига имеет уровень Лог, 1, в противном случае - Лог.О ,

Четвертый импульс генератора 3 сдвигает Лог, 1 в третий разр д

0

регистра 8 сдвига, передний фронт которого через элемент 26 задержки воздействует на сдвигающие входы одновременно регистров 7, 9-11 сдвига . Элемент 26 задержки, в качестве которого может быть использована, например, последовательна  цепь из нескольких логических элементов И, необходим дл  того, чтобы до сдвига успели закончитьс  переходные процессы предыдущего такта при выполнении операции записи в регистр 10.

8результате содержимое регистров 7,.9 - 11 сдвигаетс  на одну позицию в сторону старших разр дов, так что содержимое старшего разр да регистра

9сдвига переноситс  в младший разр д регистров 10 и 11, а младщий разр д регистра 9 принимает состо ние Лог. О..

П тый импульс генератора 3 сдвигает Лог, 1 на выход четвертого разр да регистра 8, которым откры- 5 ваютс  элементы И 22 и 23, При этом Лог, 1 по вл етс  на выходе того из них, на вход которого поступает Лог, 1 с соответствукщего выхода первого разр да регистра 7 сдвига.

5

0

0

5

0

5

0

5

Так, например, если результат сложени  в предыдущем до сдвига также бьш положительным, старший разр д результата Лог, 1 имеетс  на пр мом выходе первого разр да регистра 7, в противном случае - на инверсном выходе первого разр да этого регистра , В первом случае (в этом п том такте) Лог, 1 по вл етс  на выходе элемента И 22, которым обнулен регистр 11 сдвига, и в результате в следующем шестом такте импульсом с выхода первого D-триггера 15 разрешена запись в регистр 11 содержимого регистра 10 и управление передано через элемент ИЛИ 18 вновь на последовательный вход второго регистра 8, во втором случае содержимое регистра 11 остаетс  без изменений и управление передано через элемент И 23 и элемент ИЛИ 18 (мину  D-триггер 15) на вход регистра 8, Далее повтор ютс  те же операции, которые описаны начина  с второго такта,

В четвертом регистре 11 сдвига, в отличие от остальных регистров, с помощью мультиплексировани  орга- низовано дл  параллельных входа записи и два входа разрешени  записи. Такое -построение четвертого регист- .

pa 11 сдвига может быть реализовано следуюпц м образом. Параллельные входы записи собственно регистра сдвига соединены с выходами группы элементов ИЛИ, первые и вторые выходы которых соответственно подключены к выходам соответственно первой и второй групп элементов И, Первые входы элементов И первой и второй групп  вл ютс  соответственно первым и вторым параллельными входами четвертого регистра сдвига. При этом вход разрешени  записи собственно регистра подключен к вьпсоду элемента ИЛИ, первый вход которого объединен с вторыми входами элементов И первой группы и  вл ютс  первым входом разрешени  записи регистра 11 сдвига, а второй вход элемента ИЛИ объединен с вторьми входами элементов И второй группы и  вл ютс  вторым входом разрешени  записи регистра 11 сдвига.

После очередного сдвига содержимого первого регистра 7 сдвига, когда заполнены все разр ды результата (Лог. 1 занесенна  дл  целей счета в первом такте в младший разр д регистра 7, оказываетс  в старшем разр де этого регистра), сигнал Лог. 1 с выхода старшего разр да закрывает элемент ИЛИ 18 что  вл етс  признаком окончани  обработки результата измерени . Результат,среднее значение измер емой механической величины, в двоичной форме содержитс  в регистре 7 сдвига, причем старший разр д результата содержитс  в предпоследнем разр де этого регистра . Этот же результат в дес тичном виде отражаетс  цифровым индикатором 27.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Цифровой измеритель средних значений механических величин, содержа- пщй цифровой индикатор, последовательно соединенные датчик с аналоговым выходом, амплитудно-временной преобразователь,, генератор заполн ющих импульсов и первый элемент И, а также первый счетчик, датчик с частотным выходом, генератор тактовых импульсов и переключатель, первый и второй входы которого соединены с выходами соответственно частотного датчика и генератора тактовых импульсов , отличающийс  тем

   что, с целью расширени  области применени  за счет обеспечени  измерени  средних значений механических величин независимо от длительности интервала измерени , в него введены второй счетчик, два формировател  импульсов , два RS-триггера, второй, третий и четвертый элементы И, три

   элемента ИЛИ, два D-триггера, п ть регистров сдвига, сумматор и элемент задержки, выход первого элемента И подключен к счетному входу первого счетчика, счетный вход второго счетчика через второй элемент И соединен с выходом генератора тактовых импульсов, выход переключател  подключен к входу запуска амплитудно-временного преобразовател , вторые входы первого и второго элементов И объединены и соединены с выходом первого RS-триггера и объединены с первым входом первого элемента ИЛИ, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходу генератора заполн ющих, импульсов и к выходу старшего разр да первого регистра сдвига, выход первого элемента ИЛИ подключен к входам синхронизации первого и второго D-триггеров и второго регистра сдвига , вход записи которого соединен с выходом второго элемента RIM, первый и второй выходы второго регистра сдви

   35

   га соединены с входами соответственно установки в О и разрешени  запи0

   си третьего регистра сдвига, третий выход второго регистра сдвига подключен к входу элемента задержки, четвертый выход - к первым входам тре.тьего и четвертого элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с пр мым и инверсным выходами младшего разр да первого ре- гистра сдвига, выход третьего элемента И подключен к первому входу третьего элемента ИЛИ и к информационному входу первого В-трип ера, выход четвертого элемента И соединен с первым входом второго элемента ИЛИ,.второй вход которого соединен с выходом второго D-триггера и объединен с R-BXO- дом второго RS-триггера, с входом установки в 1 младшего разр да первого регистра сдвига, с первым входом разрешени  записи четвертого регистра сдвига и с входом разрешени  записи п того регистра сдвига, третий вход второго элемента ИЛИ соединен с

   0

   5

   выходом первого D-триггера и вторым входом разрешени  записи четвертого регистра сдвига, вход установки в О которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, входы синхронизации первого, третьего, четвертого и п того регистров сдвига объединены и подключены к выходу элемента задержки , последовательные входы запи- Q си третьего и четвертого регистров сдвига объединены и подключены к последовательному выходу п того регистра сдвига, последовательный вход записи которого соединен с шиной нуле- 5 индикатора и соединен с R-входом персчетчика , а выходы соединены с соответствующими параллельными входами третьего регистра сдвига, вбкоды всех разр дов первого регистра сдвига , кроме старшего и инверсного выхода первого разр да, соединены с соответствующими информационными входами цифрового индикатора, последовательный выход третьего регистра сдвига соединен с последовательным входом записи первого регистра,вход установки в О которого объединен с входом установки в О цифрового

   вого потенциала, а параллельные входы соединены с соответствующими выходами младших разр дов первого счетчика , выходы старших разр дов которого соединены с соответствующими первыми параллельными входами записи четвертого регистра сдвига, вторые параллельные входы записи которого соединены с соответствующими параллельными выходами третьего ре- гистра сдвига, выходы четвертого регистра сдвига подключены к соответствующим первым входам сумматора, вторые входы которого соединены с соответсл вующими выходами второго

   Составитель Н,Капитанов Редактор М.Бланар Техред М.Ходанич Корректор М.Шароши

   Заказ 5714/55 Тираж 900Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. УЙсгород, ул. Проектна , 4

   индикатора и соединен с R-входом персчетчика , а выходы соединены с соответствующими параллельными входами третьего регистра сдвига, вбкоды всех разр дов первого регистра сдвига , кроме старшего и инверсного выхода первого разр да, соединены с соответствующими информационными входами цифрового индикатора, последовательный выход третьего регистра сдвига соединен с последовательным входом записи первого регистра,вход установки в О которого объединен с входом установки в О цифрового

   вого и S-входом второго RS-триггеров и подключен к, выходу первого формировател  импульсов, вход которого  вл етс  входной шиной Стоп, выход второго RS-триггера соединен с информационным входом второго D-триггера , вход второго формировател  импульсов  вл етс  входной шиной Пуск, а его выход соединен с входами установки в О первого и второго D- триггеров, первого и второго счетчиков , второго и п того регистров сдвига , с вторым входом третьего элемента ИЛИ и S-входом первого RS-триггера . I