SU1597882A1 - Device for linearizing static characteristics of pickups - Google Patents

Device for linearizing static characteristics of pickups Download PDF

Info

Publication number
SU1597882A1
SU1597882A1 SU884617918A SU4617918A SU1597882A1 SU 1597882 A1 SU1597882 A1 SU 1597882A1 SU 884617918 A SU884617918 A SU 884617918A SU 4617918 A SU4617918 A SU 4617918A SU 1597882 A1 SU1597882 A1 SU 1597882A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
generator
voltage
counter
Prior art date
Application number
SU884617918A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Лебедев
Геннадий Васильевич Щирый
Original Assignee
Московский институт электронной техники
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 Московский институт электронной техники filed Critical Московский институт электронной техники
Priority to SU884617918A priority Critical patent/SU1597882A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1597882A1 publication Critical patent/SU1597882A1/en

Links

Landscapes

  • Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  преобразовани  входной информации, поступающей от датчиков, имеющих нелинейную характеристику монотонно-возрастающего вогнутого вида в заданном динамическом диапазоне. Цель изобретени  - снижение временных затрат при подготовке к работе устройства дл  линеаризации в случае замены вышедшего из стро  датчика. Цель достигаетс  оперативной перенастройкой устройства путем изменени  величины предварительно рассчитанных коэффициентов функции преобразовани . Принцип работы устройства заключаетс  в том, что в качестве параметра генератора экспоненциального напр жени  выступает выходное напр жение от датчика, которое измен етс  в зависимости от измер емой величины по логарифмическому закону. Тем самым достигаетс  линейна  зависимость между измер емой величиной и выходным напр жением. За счет изменени  коэффициентов логарифмической функции удаетс  описать с ее помощью реальные выходные монотонно-возрастающие вогнутого вида характеристики датчиков.The invention relates to a measurement technique and can be used to convert input information from sensors having a nonlinear characteristic of a monotonically increasing concave view in a given dynamic range. The purpose of the invention is to reduce the time required in preparation for the operation of the device for linearization in the case of replacement of a failed sensor. The goal is achieved by quickly reconfiguring the device by changing the value of the pre-calculated coefficients of the conversion function. The principle of operation of the device is that the output voltage from the sensor acts as a parameter of the exponential voltage generator, which varies according to the measured value according to a logarithmic law. Thereby, a linear relationship between the measured value and the output voltage is achieved. By changing the coefficients of the logarithmic function, it is possible to describe with its help real output monotonically increasing concave-type characteristics of the sensors.

Description

315315

фиг. 3 - реализаци  отдельных блоков устройства.FIG. 3 — implementation of individual units of the device.

На фиг. 3 даны следующие обозначени : а - генератор линейного сигнала б - логический переключатель; в - блок регистрации результата; г - блок задани  коэффициентов; д - генератор экспоненциального напр жени .FIG. 3 the following designations are given: a - linear signal generator; b - logical switch; in - unit registration result; g - block assignment factors; d - exponential voltage generator.

В состав.устройства дл  линеаризации статических характеристик датчиков вход т генератор 1 линейного сигнала, компаратор 2, логический переключатель 3, реверсивньй счетчик 4, генератор 5 тактовых импульсов, блок 6 задани  коэффициентов, генератор 7 экспоненциального напр жени , блок 8 регистрации.The device for linearizing the static characteristics of the sensors includes a linear signal generator 1, a comparator 2, a logic switch 3, a reversible counter 4, a generator of 5 clock pulses, a coefficient setting unit 6, an exponential voltage generator 7, a recording unit 8.

На фиг. 2 позици ми, обозначены:FIG. 2 items marked:

9- нелинейна  входна  характеристи- ,ка и, заданна  в диапазоне Со, Х И;9 - nonlinear input characteristic and, given in the range of Co, X And;

10- выходной сигнал генератора 1 линейного сигнала; 11 - выходной сигнал генератора 7 экспоненциального напр жени ; 12 - выходна  характерис- тика устройства дл  ли-неаризации.10 - output signal of the generator 1 line signal; 11 is an output signal of an exponential voltage generator 7; 12 - output characteristics of the device for linearization.

Генератор 1 линейного сигнала может быть выполнен в виде интегратораLine signal generator 1 can be implemented as an integrator

.на основе операционного усилител  13, переменного резистора 14 и конденсатора 15 (фиг. За). Логический переключатель 3 может быть получен комбинацией логических элементов И Т6 и 17 и НЕ 18 (фиг. 36). Блок 8 регистрации результата может быть вьтолнен в виде последовательно соединенных аналого-цифрового преобразо .вател  (АЦП) 19 и регистра 20 (фиг. Зв). Блок 6 задани  коэффициентов может быть выполнен в виде последовательно соединенньпс источника 22 регулируемого напр жени  (ИРН) и переменного резистора 21 .(фиг. Зг). Генератор 7 экспоненциального напр жени  (фиг. Зд) может быть выполнен в виде параллельно соединенньк электронного ключа 23 и конденсатора 24.. on the basis of the operational amplifier 13, the variable resistor 14 and the capacitor 15 (FIG. 3a). Logic switch 3 can be obtained by a combination of logical elements And T6 and 17 and NOT 18 (Fig. 36). The result recording unit 8 can be executed in the form of serially connected analog-to-digital converter (ADC) 19 and register 20 (Fig. Sv). The coefficient setting unit 6 can be made in the form of a series-connected adjustable voltage source 22 (IRN) and a variable resistor 21 (Fig. 3g). The exponential voltage generator 7 (Fig. A) can be made in the form of a parallel-connected electronic switch 23 and a capacitor 24.

Работа устройства основана на следующих теоретических выкладках. Нелинейную характеристику датчика монотонно возрастающего вогнутого вида в заданном динамическом диапазоне (фиг. 2, крива  9) можно идентифицировать уравнением видаThe operation of the device is based on the following theoretical calculations. The nonlinear characteristic of a monotonically increasing concave type sensor in a given dynamic range (FIG. 2, curve 9) can be identified by the type equation

тт д 1 п--tt d 1 p--

н в - X  n in - X

(1)(one)

где А и В - коэффициенты;where a and b are coefficients;

X - входной параметр.X is an input parameter.

Таким образомj функци  (1) дл  . выбранного класса нел инейностей может быть выбрана в качестве структуры дп  идентификации. Так как коэффициенты в (1) конкретно не указаны, то функцией (1) можно идентифицировать характеристику любого датчика, имеющую монотонно возрастающий вогнутый вид.Thus, j function (1) dl. The chosen class of non-validity can be selected as a dp identification structure. Since the coefficients in (1) are not specifically indicated, then function (1) can identify the characteristic of any sensor that has a monotonically increasing concave appearance.

Линеаризовать характеристику датчика , описьшаемую функцией (1), можно , примен   дл  этого функциональный генератор с функцией преобразовани  вида:To linearize the sensor characteristic described by function (1), it is possible, using for this purpose a function generator with the function of conversion:

УНUN

V Р (1 QV P (1 Q

), (2)), (2)

где Р и Q - коэффициенты.where P and Q are coefficients.

Произвед  подстановку (1) и получим линейную зависимость V мер емого параметра X: А . вPerform the substitution (1) and obtain the linear dependence V of the measured parameter X: А. at

V Р (1 (2), от изе а -6)V P (1 (2), from iz a -6)

к-х (3)to-x (3)

5 five

00

5five

00

5five

00

5five

при условии А Q.provided A Q.

Так как коэффициенты Р и Q не заданы в (2) конкретно, то с помощью структуры (2) можно линеаризовать характеристику любого датчика, описываемую (1) .Since the coefficients P and Q are not specified in (2) specifically, using the structure (2), the characteristic of any sensor described by (1) can be linearized.

Дл .реализации функции (2) в устройстве дл  линеаризации был создан генератор 7 экспоненциального напр жени , с функцией преобразовани  видаTo implement the function (2), an exponential voltage generator 7 was created in the linearization device, with the transformation function

--tlQ. Uet(X7 Р-(1 - е ), (4)--tlQ. Uet (X7 P- (1 - e), (4)

где Р и Q - коэффициенты;where P and Q are coefficients;

t - врем входной параметр.t - time input parameter.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Перед началом работы с помощью блока 6 задани  коэффициентов задаютс  параметры генератора 7 экспоненциального напр жени ; максимальное значение выходного напр жени  и скорость его нарастани , предваритель- но рассчитанные в виде коэффициентов Р и Q, а также угол наклона характеристики генератора 1 линейного сигнала с помощью резистора 14. При этом необходимо учитывать, что в заданном динамическом диапазоне О, Ugj, вкх м«кс/ на входе устройства установилось напр жение UK, соответствующее измер емому параметру X, (фиг. 2, крива  9). После запуска устройства с выхода генератора 1 линейного сигнала на второй входBefore starting work, the parameters of the generator 7 of the exponential voltage are set using the block 6 for setting the coefficients; the maximum value of the output voltage and its rate of rise, preliminarily calculated as coefficients P and Q, as well as the slope of the characteristic of the generator 1 of the linear signal using a resistor 14. It should be taken into account that in a given dynamic range O, Ugj, wkh m "ks / at the input of the device, the voltage UK is established, corresponding to the measured parameter X, (Fig. 2, curve 9). After starting the device from the output of the generator 1 line signal to the second input

NLNl

Фиг. гFIG. g

tt

Цн/пах вых7TSN / groin output7

UHIUhi

Фиг.ЗFig.Z

19nineteen

УПР.UPR

1one

2020

Вых.Out

Вх.Vh.

Claims (1)

Формула изобретения сигнала достигает уровня входного напряжения UH, за время t, = tN, где t0 - калиброванная длительность импульса генератора 5 тактовых импульсов; N - количество импульсов, подсчитанных счетчиком 4, т.е. время t, будет подсчитано и записано в счетчике 4. При равенстве UHl = = произойдет переключение выходного сигнала компаратора 2 с высокого уровня на низкий. Вследствие 20 этого выход генератора 5 тактовых импульсов с помощью логического переключателя 3 подключится к вычитающему входу реверсивного счетчика 4 и запустится генератор 7 экспонен- 25 циального напряжения. При этом реверсивный счетчик 4 начинает обратный отсчет времени, т.е. от до 0. За время от t, до 0 выходное напряжение генератора 7 экспоненциального напря- βθ женин (фиг. 2, кривая 11) возрастет до уровняThe formula of the invention of the signal reaches the input voltage level U H , for a time t, = t N, where t 0 is the calibrated pulse duration of the generator of 5 clock pulses; N is the number of pulses counted by the counter 4, i.e. time t will be counted and recorded in counter 4. If U Hl = =, then the output signal of comparator 2 will switch from high to low. As a result of this 20, the output of the clock generator 5 is connected via a logic switch 3 to the subtracting input of the reversible counter 4 and the exponential voltage generator 7 starts. In this case, the reverse counter 4 starts the countdown, i.e. from to 0. During the time from t, to 0, the output voltage of the generator 7 of the exponential voltage βθ (Fig. 2, curve 11) will increase to the level U eux 7 = Р · (1 “ е ) .U eux 7 = P · (1 “e). Величина напряжения U6MX7 равна значению линейного сигнала, соответствующего параметру Хп (фиг. 2, линия 12). Напряжение преобразуется в цифровую форму и фиксируется в блоке 8 регистрации по сигналу Окончание счета, поступающему с выходаThe voltage value U 6MX7 is equal to the value of the linear signal corresponding to the parameter X p (Fig. 2, line 12). The voltage is converted into digital form and recorded in block 8 registration by the signal the End of the bill coming from the output Устройство для линеаризации ста· тических характеристик датчиков, содержащее генератор тактовых импульсов, генератор экспоненциального напряжения, компаратор, отличающееся тем, что, с целью снижения временных затрат при подготовке устройства к работе, в него введены блок задания коэффициентов, реверсивный счетчик, логический переключатель, блок регистрации и генератор линейного сигнала, вход которого подключен к потенциальному выходу блока задания коэффициентов, а выход - к первому входу компаратора, второй вход которого является входом устройства, а выход подключен к управляющему входу логического переключателя и управляющему входу генератора экспоненциального напряжения, информационный вход которого подключен к выходу блока задания коэффициентов, а выход подключен к первому входу блока регистрации, выход которого является выходом устройства, а управляющий вход подключен к выходу реверсивного счетчика, суммирующий и вычитающий входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам логического переключателя, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов.A device for linearizing the statistical characteristics of sensors, containing a clock pulse generator, an exponential voltage generator, a comparator, characterized in that, in order to reduce time spent on preparing the device for operation, a coefficient setting unit, a reversible counter, a logical switch, a block are introduced into it registration and a linear signal generator, the input of which is connected to the potential output of the coefficient setting unit, and the output - to the first input of the comparator, the second input of which is an input the device’s house, and the output is connected to the control input of the logical switch and the control input of the exponential voltage generator, the information input of which is connected to the output of the coefficient setting unit, and the output is connected to the first input of the registration unit, the output of which is the output of the device, and the control input is connected to the output of the reverse counter, summing and subtracting the inputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the logical switch, the input of which is connected to the output of the gene clock pulse generator. Фиг. 1FIG. 1 II Фиг JFig j
SU884617918A 1988-12-09 1988-12-09 Device for linearizing static characteristics of pickups SU1597882A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884617918A SU1597882A1 (en) 1988-12-09 1988-12-09 Device for linearizing static characteristics of pickups

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884617918A SU1597882A1 (en) 1988-12-09 1988-12-09 Device for linearizing static characteristics of pickups

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1597882A1 true SU1597882A1 (en) 1990-10-07

Family

ID=21414125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884617918A SU1597882A1 (en) 1988-12-09 1988-12-09 Device for linearizing static characteristics of pickups

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1597882A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 900290, кл. G 06 F 15/353, 1982. Авторское свидетельство СССР № 596978, кл. G 06 J 3/00, 1978. Linearization of thermistor ther- mometr. Khan A.A. - Int. J. Elektron, 1985, 59, K 2, 129-139. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6323687B2 (en)
US4149120A (en) Circuit arrangement for linearizing the output signal of a test sensor
US4172286A (en) System for the generation of sine oscillations
US4608553A (en) Analog to digital converter without zero drift
SU1597882A1 (en) Device for linearizing static characteristics of pickups
US4267436A (en) Interval-expanding timer compensated for drift and nonlinearity
US4390864A (en) Analog to digital converter without zero drift
CA1240370A (en) Apparatus and method for interfacing a transducer
JP2703469B2 (en) Digital radiation measurement device
SU601703A1 (en) Gaussian function integrator
SU752370A1 (en) Logarithmic analogue-digital converter
SU1531112A1 (en) Method of correction of function of converting measuring converter for integrating system
SU901846A1 (en) Device for measuring temperature
SU1714531A1 (en) Frequency-to-voltage conversion method
SU1241142A1 (en) Frequency discriminator
SU1081437A2 (en) Device for measuring temperature
SU1698861A1 (en) Alternating voltage calibrator
SU756424A1 (en) Logaritmic analogue-digital converter
SU788374A1 (en) Analogue-digital converter with digital correction for errors
SU1269158A1 (en) Method of adjusting analog-digital function generators with memory registers for reproducing functions of linearizing characteristics of instrument transducers
SU762167A1 (en) A-d converter
SU1278794A1 (en) Device for calculating current estimation of average value
SU947956A1 (en) A-d converter
SU660246A1 (en) Multichannel integrating analogue-digital converter
SU776347A1 (en) Nuslear reactor period meter