SU1478333A1 - Устройство дл линеаризации характеристик частотных датчиков - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и предназначено дл  получени  кода измер емой величины,  вл ющейс  функцией от периода сигнала частотного датчика. Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности работы устройства. Устройство содержит частотный датчик 1, формирователь 2 измер емого интервала, первый элемент И 3, генератор 4 тактовых импульсов, накапливающий сумматор 5, блок 6 формировани  кода угла наклона характеристики частотного датчика, выполненный на программируемом посто нном запоминающем устройстве, второй элемент И 7, счетчик 8, регистр 9 пам ти. В устройстве применена кусочно-ломана  аппроксимаци  характеристики частотного датчика. Угол наклона каждого аппроксимирующего отрезка определ етс  суммой кода на входе сумматора 5 и выходного кода блока 6, который, в свою очередь, измен етс  в зависимости от текущего содержимого старших разр дов счетчика 8. Код на выходе счетчика 8  вл етс  кодом измер емой величины. 3 ил.

Description

Я Л

00 00 СО СО

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике и предназначено дл  получени  кода измер емой величины,  вл ющейс  функцией от пе- риода сигнала частотного датчика.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и точности.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы работы устройства; на фиг. 3 и 4 - градиенты характеристики частотного датчика и ее аппроксимаци  .

Устройство содержит (фиг.1) час- тотный датчик 1, формирователь 2 измерительного интервала, первый элемент ИЗ, генератор 4 тактовых импульсов , накапливающий сумматор 5, блок 6 формировани  кода угла наклон характеристики частотного датчика, выполненный на программируемом посто нном запоминающем устройстве (ППЗУ), второй элемент И 7, счетчик 8, регистр 9 пам ти.

Устройство работает следующим обра з ом.

На вход частотного датчика 1 подаетс  измер емый параметр Р. С выхода датчика 1 на вход формировател  2 поступает сигнал (фиг.26), период которого несет информацию об измер емом параметре. Формирователь 2 формирует измерительный интервал (фиг.2в) длительность которого составл ет за- данное число периодов сигнала датчика 1 .

Измерительные интервалы характеризуютс  положительным потенциалом на выходе формировател  2. Промежуток между двум  измерительными интервалами равен одному периоду сигнала датчика 1. По фронту сигнала на выходе формировател  2 сбрасываетс  накапливающий сумматор 5 и устанавливаетс  в исходное состо ние счетчик 8. Во врем  формировани  измерительного интервала импульсы (фиг.2а) с выхода генератора 4 тактовых импуль- сов поступают через элемент И 3 на стробирующий вход накапливающего сумматора 5, при. этом в последнем происходит суммирование входного кода,

определ емого текущим состо нием выхода блока 6 формировани  кода угла наклона характеристики частотного датчика (фиг.2д) и комбинацией на остальных входах сумматора 5.

5

0

0 5

При переполнении сумматора 5 на выходе разр да переноса (фиг.2г) присутствует единичный потенциал, который пропускает через второй элемент И 7 тактовый импульс с выхода первого элемента И 3 на счетный вход счетчика 8, произвед  декремент его содержимого (дл  возрастающих характеристик датчиков следует использовать суммирующий вход). Таким образом, в первый полупериод сигнала с выхода генератора 4 производитс  суммирование в накапливающем сумматоре, а во второй - вычитание (сложение) разр да переноса из содержимого счетчика 8.

Значение кода m-старших разр дов счетчика 8 определ ет адрес бита блока 6 формировани  кода угла наклона характеристики частотного датчика, соответствующего текущему коду на входе накапливающего сумматора 5. Разр дность накапливающего сумматора 5 и комбинаци  на входах его старших разр дов определ ютс  исход  из вида характеристики частотного датчика 1 (фиг.З). Така  характеристика имеет максимальный наклон ot, , а минимальный - . В устройстве примен етс  следующа  аппроксимаци  характеристики датчика. Диапазон значений параметра разбиваетс  на N подинтервалов &Р, в каждом из которых характеристика представл етс  линейной зависимостью с наклоном:

(Ь, arctg К, ь об,

или

pa arctg Кг oi

1

где К4 (S+1) -С, К2 S-C; ,ХгХ3 ,.. . ,Х h 0 - комбинаци  на

входе сумматора 5, если выход блока 6 формировани  кода угла наклона характеристики частотного датчика имеет нулевое значение; С - некотора  константа .

Таким образом, накапливающий сумматор 5 с каждым тактом прибавл ет к полученному результату число, соответствующее текущему наклону характеристики . За врем  измерени  счетчик 8 может несколько раз пробегать диапазон своих значений (фиг.4), прежде чем выйти на рабочий диапазон. Выбор рабочего диапазона определ етс  числом начальной установки РН1, счетчика 8. По окончании измерительного интервала по спаду сигнала на выходе формировател  2 значение измер емой величины переписываетс  с выходов счетчика 8 в регистр 9 пам ти (Лиг.2е) и выдаетс  потребителю.

Поскольку характеристики большинства датчиков близки к линейным, количество  чеек блока 6 формировани  кода угла наклона характеристики частотного датчика может быть выбрано небольшим, исход  из соотношени 

(К4/Кг - D

Те

N

где

Б допустима  относительна 

погрешность аппроксимации. Так, например, если нелинейность (К,/К4 - 1) характеристики датчика составл ет 0,02, то при погрешности аппроксимации 0,01% количество поддиапазонов равно

N -§$ог -10°А разр дность сумматора К, г

In t ( ) + 1 6,

Jv 0

где

It(a) - цела  часть числа а.

Таким образом, предлагаемое устройство позвол ет формировать код измер емой величины с достаточно высокой точностью за врем  преобразовани  частота - цифра.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  линеаризации характеристик частотных датчиков, содержа , Q

   5

   0

   5

   0

   35

   40

   45

   щее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй элемент И и регистр пам ти, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и точности, в него введены формирователь измерительного интервала, блок формировани  кода угла наклона характеристики частотного датчика, выполненный на программируемом посто нном запоминающем устройстве, счетчик и накапливающий сумматор, причем выход частотного датчика соединен с входом формировател  измерительного интервала, выход которого подключен к второму входу первого элемента 11, входу сброса накапливающего сумматора, входу начальной установки счетчика и входу записи регистра пам ти, выход которого  вл етс  выходом устройства, а информационные входы соединены с соответствующими выходами счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И и стробирующим входом накапливающего сумматора, выход переноса которого соединен с вторым входом второго элемента И, вход младшего разр да накапливающего сумматора подключен к выходу блока формировани  кода угла наклона характеристики частотного датчика, входы остальных разр дов накапливающего сумматора объединены в две группы, подключенные соответственно к шинам питани  и нулевого потенциала, входы блока формировани  кода угла наклона характеристики частотного датчика соединены с соответствующими выходами старших разр дов счетчика, информационные входы начальной установки которого объединены в две группы, подключенные соответственно к шинам питани  и шине нулевого потенциала.

   / / / /-ч /-ч

   У V У ЧУ

   ШШ11111П1|- 11П Щ(

   Af t ff

   п г-i-r

   TfffepuodJ

   TO фм. LI