SU1506276A1 - Устройство дл измерени суммарного расхода жидкостей и газов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительному приборостроению, в частности, к устройствам дл  измерени  расхода жидкостей и газов с помощью тахометрических датчиков расхода, имеющих нелинейную зависимость частоты от расхода. Цель изобретени  - повышение точности измерени  и упрощени  настройки устройства на конкретный датчик. Импульс датчика 1 вызывает вычитание импульсов из реверсивного счетчика 13 с частотой генератора 18, равной в этот период частоте опорного генератора 9, за врем , определ емое частотой генератора 17 и емкостью счетчика 14. По истечении этого времени до прихода следующего импульса датчика 1 расхода реверсивный счетчик 13 работает в режиме суммировани  импульсов генератора 18, следующих с частотой, определ емой подстроечным резистором 26. Рост числа в реверсивном счетчике 13 зависит от среднего периода сигнала датчика 1. После переполнени  реверсивного счетчика 13 очередной импульс датчика 1 устран етс  с помощью триггеров 6, 7 и схемы И и не поступает на вход счетчика 15 результата, чем обеспечиваетс  коррекци  погрешности от нелинейности характеристики датчика 1. Генераторы 17 и 18, управл емые напр жением, поочередно включаютс  в цепь автоподстройки частоты ключами 19 и 20. Частота сигнала подстраиваемого генератора при включенном резисторе 24 в его частотозадающей цепи с помощью фазочувствительного детектора 23 доводитс  до значени  частоты опорного сигнала генератора 9. В режиме выдачи частота сигнала каждого из генераторов 17, 18, определ етс  резисторами 25, 26,соответственно. Блоки 3-5, 10-12 осуществл ют синхронизацию работы устройства. Настройка устройства на конкретный тип датчика расхода обеспечиваетс  подстройкой частот генераторов 17, 18 с помощью резисторов 25, 26.

Description

(Л

31506276

вызывает вьгаитание импульсов из реверсивного счетчика 13 с частотой генератора 18, равной в этот период частоте опорного генератора 9, за с врем , определ емое частотой генератора 17 и емкостью счетчика 14. По истечении зтого времени до прихода следующего импульса датчика 1 расхода реверсивный счетчик 13 работает в режиме ю суммировани  импульсов генератора 18, следующих с частотой, определ емой подстроечным резистором 26. Рост числа в реверсивном счетчике 13 зависит

коррекци  погрешности от нелинейности характеристики датчика 1. Генераторы 17,18 управл емые напр жением,поочередно включаютс  в цепь автрподстройки частоты ключами 19 и 20. Частота сигнала подстраиваемого генератора при включенном резисторе 24 в его частото- задающей цепи с помощью фазочувстви- тельного детектора 23, доводитс  до значени  частоты опорнЬго сигнала ге- нер 1тора 9. В режиме выдачи частота сигнала каждого из генераторов 17, 18 определ етс  резисторами 25, 26 соотот среднего периода сигнала датчика 1 15 ветственно. Блоки 3-5, 10-12 осущестПосле переполнени  реверсивного счетчика 13 очередной импульс датчика 1 устран етс  с помощью триггеров 6,7 и схемы И, и не поступает на вход счетвл ют синхронизацию работы устройства, Настройка устройства на конкретный тип датчика расхода обеспечиваетс  подстройкой частот генераторов 17, 18

чика 15 результата, чем обеспечиваетс 20 (, помощью резисторов 25, 26. 2 ил.

коррекци  погрешности от нелинейности характеристики датчика 1. Генераторы 17,18 управл емые напр жением,поочередно включаютс  в цепь автрподстройки частоты ключами 19 и 20. Частота сигнала подстраиваемого генератора при включенном резисторе 24 в его частото- задающей цепи с помощью фазочувстви- тельного детектора 23, доводитс  до значени  частоты опорнЬго сигнала ге- нер 1тора 9. В режиме выдачи частота сигнала каждого из генераторов 17, 18 определ етс  резисторами 25, 26 соответственно . Блоки 3-5, 10-12 осуществл ют синхронизацию работы устройства, Настройка устройства на конкретный тип датчика расхода обеспечиваетс  подстройкой частот генераторов 17, 18

(, помощью резисторов 25, 26. 2 ил.

Изобретение относитс  к приборостроению , в частности к устройствам дл  измерени  расхода жидкоцтей и газов.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и упрощение настройки устройства на конкрвтный датчик.

На фиг. 1 представлена схема уст- ройства дл  измерени  суммарного расхода жидкостей и газов; на фиг. 2 - временна  диаграмма, по сн юща  работу устройства.

Устройство дл  измерени  сумар- ного расхода жидкостей и газов (фиг. 1) содержит тахометрический датчик 1 расхода, тактирующее устройство (ТУ) 2, D-триггеры 3-5, первый 6 и второй 7 триггеры, элемент И 8, генератор 9 опорной частоты, элементы 10-12 равнозначности, реверсивный 13 и однонаправленные 14 и 15 счетчики , цифровой индикатор 16, RC-re- нераторы 17 и 18, управл емые напр жением , электронные ключи 19-22, фазочувствительный детектор (ФЧД) 23 образцовый посто нный резистор 24 и переменные (подстроечные) резисторы 25 и 26.

Устройство работает следующим образом .

Наход сь в 1, триггер 3 устанавливает ключи 19 и 20 и в нижнее

0

0

5

5

0

5

(по схеме) положение, чем включает в контур автоподвтройки частоты генератор 18. СипЛл последнего сравниваетс  по фазе с сигналом генератора 9 опорной частоты и при неодинаковости фаз ФЧД 23 управл ет частотой генератора 18, причем увеличение напр жени  на выходе ФЧД 23 вы- зьшает увеличение частоты генератора 18.

Равновесие наступает при полном совпадении фаз сигналов на входах ФЧД 23, значит до равенства частоты сигнала генератора 18 частоте сигнала генератора 9. Частота генератора 17 в этот момент времени задаетс  резистором 25,

Когда триггер 3 находитс  в нуле, производитс  автоподстройка частоты сигнала генератора 17 до равенства с частотой сигнала генератора 9, так как ключи 19 и 20 наход тс  в верхнем (по схеме) положении. Частота генератора 18 при этом задаётс  резистором 26,

Перед началом автоподстройки частоты какого-либо из генераторов 17 и 18 производитс  выравнивание фаз сигнала подстраиваемого генератора с фазой опорного генератора.

Импульсы от датчика 1 формируютс  в ТУ 2 по длительности, их фронты прив зываютс  к импульсам генератора 18.

51

Импульс с выхода ТУ 2 устанавли вает в 1 триггер 3.

При этом импульсы генератора 17 начинают подсчитыватьс  счетчиком 14, так как прекращаетс  дейстиие сигнала установки этого счетчика в О, В это же врем  счетчик 13 начинает вычитать импульсы генератора 18, которые следуют с частотой гене ратора 9, так как генератор 18 в это врем  находитс  в состо нии авто лодстройки сигналом генератора 9. Так продолжаетс  до переполнени  счетчика 14.

При переполнении счетчика 14 триггер 3 устанавливаетс  в О, в результате чего счетчик 14 устанавливаетс  в нулевое состо ние и удерживаетс  в нем, несмотр  на наличие входных импульсов, до следующей установки триггера 3 в 1, т.е. до следующего входного импульса. Направление счета реверсивного счетчика мен етс  на обратное, а частота сигнала, поступающего при этом на ег

«

вход, задаетс  резистором 26. При этом реверсивн1)1й счетчик работает на сложение. Так продолжаетс  до следующего входного импульса.

Когда Б реверсивном счетчике 13 окажетс  число, равное половине плюс минус четверть его емкости, старшие разр ды счетчика будут в разном состо нии - 01 или 10. При этом триггер 6 установлен в О. Импульс переполнни  счетчика 13 устанавливает тригге

6в 1, в результате чего триггер 7 устанавливаетс  в О. Следующий после этой установки в О триггера

7импульс с выхода ТУ 2 не проходит на вход счетчика 15 результата, так как элемент И 8 закрыт по второму, входу подачей нул  с выхода триггера 7 на этот вход. Однако импульс с выхода ТУ 2 своим задним фронтом устанавливает триггер 7 в 1 и тем самтлм

обеспечивает последутощим импульсам проход через элемент И Я на пход счетчика 15 результата до следующей уста-, новки триггера 7 в О, т.е. до следующего переполнени  реверсивного счетчика 13,

Коррекци  нелинейности датчика осуществл етс  путем запрета прохожде- ни  на вход счетчика результата одного из некоторого числа входных импульсов.

Средн   частота импульсов,поступ аю- щих на счетчик 15 результата равна

N-1

15-V-f .c-i). (I)

где fj, - выходна  частота ТУ 2, равна  частоте сигнала датчичика 1; N - число импульсов ТУ 2, из

которого запрещаетс  поступ- леине одного импульса на вход счетчика J5 результата. Врем  Ц-tp, через которое триггер 3 устанавливаетс  в О после входного, импульса и в течение которого ревер- сивный счетчик 13 вычитает импульсы с

равно

N«4

(2)

где N,- емкость счетчика 14,

fj - частота генератора 17, однозначно задаваема  резистором 25.

Число импульсов, на которое за это врем  уменьшитс  содержимое реверсивного счетчика равноi

AN

ъ

f.,(t,to )

f, jf. (3)

Число импульсов, которое за оставеес  до следующего входного импульса врем  попадет в реверсивный счетчик 13, равно

AN,, f( t,)

. -(t,- to) f.(T,,-Tf.

Разность импульсов, котора  rtona- ает в реверсивный счетчик 13 за врем  одного периода и остаетс  в нем, равна

(+ ЛК,О-(- AN,,) AN

и

fT -Cf + f) Ч f

(5)

Число входных импульсов N,,из которого запрещаетс  поступление одного импульса на вход счетчика 15, равно

N.«

N

AN,,

(6)

откуда

Т f -ff +f ч

N Ч- f

f.x( t;

).(7)

1г

Если учесть, что при Т Tg им необходимо обеспечить условие - Л N,5 + AN, , чтобы в этом врем  коррекци  не производилась и число в реверсивном счетчике не мен лось, то

.(Твхл.ии-Т), (8)

откуда

Jill (f - f) (9)

ex AAHWf -f )

B. ми. -If ( 4 ( 0

Подставл   полученное значение (7), получают ,- , 1 ,

-Т f

f f /1Гек /1,

S вх

N

1

Настройка устройства осуществл етс  регулировками f и f путем из- менени  резисторов 25 и 26. При этом дп  контрол  частот f и f следует использовать цифровой частотомер любого типа.

Повышение точности измерени  до- стираетс  за счет коррекции и нелинейности характеристики датчика по величине среднего периода, что приводит к повышению достоверности обработки при случайном изменении пе- риода входного сигнала датчика.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  измерени  суммарного расхода жидкостей и газов, содержащее генератор опорной частоты, первый триггер, первый счетчик, последовательно соединенные элемент И, второй счетчик и цифровой индикатор, тактирующее устройство, к входу которого подключен выход датчика объемного расхода, а выход подключен к первому входу элемента И, о т л и - чающеес  тем,что,с целью по- вышени  точности измерени  и упрощени  его настройки на конкретный датчик , в него введены второй триггер, три D-триггера, три элемента равнозначности , реверсивный счетчик, два генератора, упрагл емые напр жением, два двухпозиционных ключа, два четы- рехпозиционных ключа, фазочувствитель ный детектор, два переменных резистора и образцовый резистор, причем выхо тактирующего устройства подключен к входу установки в 1 второго триггера и S-входу первого D-триггера, D- вход которого заземлен, а выход под

   0

   5

   Q

   5 Q

   дс

   50

   ключен к D-входу второго D-триггера первому входу второго элемента равнозначности , входу управлени  направлением счета реверсивного счетчика, управл ющим входам двухпозиционных ключей, вторым управл ющим входам че- тырехпозиционных ключей и входу установки в о первого счетчика, выход второго D-триггера подключен к первому входу первого элемента равнозначности и к D-входу третьего D-триггера выход которого подключен к вторым входам первого и второго элементов равнозначности, выход первого элемента равнозначности подключен к первым управл ющим входам четырехпозицион- ных ключей, а второго - к входу управлени  фазочувствительным детектором, выход генератора опорной частоты подключен к С-входу третьего D-триггера и первому входу фазочувстви- тельного детектора, к второму входу которого и к С-входу второго D-триггера подключен общий вывод второго двухпозиционного ключа, а выход фазо- чувствительного детектора подключен к общему выводу первого двухпозиционного ключа, первый и второй выводы которого соединены с первыми входами первого и второго генераторов, управл емых напр жением, соответственно, выход первого генератора, управл емого напр жением, соединен с первым ВЫВОДОМ второго двухпозиционного ключа , а также с входом первого счетчика, вывод второго генератора, управл емого напр жением, соединен с вторым выводом второго двухпозиционного ключа , с синхровходом тактирующего устройства , а также с входом реверсивного счетчика, выход первого счетчика подключен к С-входу первого D-триггера , выходы старших двух разр дов реверсивного счетчика подключены к входам третьего элемента равнозначности, выход которого подключен к R-входу первого триггера, к S-входу которого подключен выход переноса реверсивного счетчика, выход первого триггера подключен к импульсному входу установки , в О второго триггера, выход которого подключен к второму входу элемента И, общие выводы четырехпози- ционных ключей соединены с вторыми входами генераторов, управл емых напр жением , первый и второй выводы первого четырехпозиционного ключа соединены вместе и через первый переменный резистор заземлены, третий и чет-а четвертый вывод первого ключа и

   вертый выводы второго четырехпозици-второй вывод второго ключа соединены

   онного ключа соединены вместе и черезвместе и заземлены через образцовый

   второй переменный резистор заземпены,резистор.

   f

   МММ I I I I I I I I I I I I 1 I I L

   13

   ff.ltOK

   фиг, 2