SU1580290A1 - Измерительное устройство дл первичного преобразовани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области средств измерени , контрол  и управлени  и может быть использовано в качестве измерительного устройства при работе с емкостными, резистивными или индуктивными датчиками. Цель изобретени   вл етс  повышение точности измерени  неэлектрических величин путем поочередного подключени  к врем задающей цепи генератора 1, преобразуемого элемента 2 и эталонного элемента 3. При этом формируютс  измерительные интервалы времени с длительност ми, равными целому числу периодов колебаний генератора 1. Пакет тактовых импульсов длительностью, равной сумме длительностей двух измерительных интервалов, сформированных при работе генератора 1 с преобразуемым элементом 2 и эталонным элементом 3, подаетс  на счетный вход реверсивного счетчика 10, осуществл ющего в течении соответствующих измерительных интервалов суммирование и вычитание. Устройство содержит также коммутатор 4, делитель частоты 5, триггеры 6, 7, генератор 8, блок управлени  9, регистр 11, блок 12 обработки. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к области средств измерени  неэлектрических величин и может быть использовано дл  преобразовани  емкости, сопротивлени , индуктивности измер емых элементов в цифровой код.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени .

На фиг.1 приведена структурна  схема измерительного устройства дл  первичного преобразовател ; на фиг.2 временные диаграммы, по сн ющие его работу.

Измерительное устройство дл  пер- вичного преобразовани  содержит первый генератор 1, преобразуемый элемент 2, эталонный элемент 3, коммутатор 4, делитель 5 частоты, первый 6 и второй 7 триггеры, второй генератор 8, блок 9 управлени , реверсивный счетчик 10, регистр 11 и блок 12 обработки .

Преобразуемый элемент 2 и эталонный элемент 3 одними выводами под- кпючены к одной точке врем задающей цепи первого генератора 1, а другими выводами - к входам коммутатора 4, выход которого подсоединен к второй точке врем задающей цепи первого генератора 1. Выход первого генератора 1 соединен с входами делител  5 частоты, выход которого подключен к входу первого триггера 6. Пр мой и инверсный выходы первого триггера 6 соединены с входами управлени  коммутатора 4 и реверсивного счетчика 10. Вход второго триггера 7 соединен с пр мым выходом первого триггера 6, а выход - с входом управлени  второго генератора 8 и входом блока 9 управлени . Выходы разр дов реверсивного счетчика через регистр 11 подключены к входам разр дов блока 12 обработки, выходы блока 9 управлени  соединены с входом записи регистра 11 и установочным входом реверсивного счетчика 10.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в первый момент времени первый триггер 6 находитс  в первом устойчивом состо нии. При этом к врем задающей цепи первого генератора 1 подключен преобразуемый элемент 2 и генератор вырабатывает колебани  с периодом, которые поступают на вход делител  5 частоты с коэффициентом делени  N. После того, как на вход делител  частоты поступит N колебаний , перепад напр жени  на выходе делител  частоты переключит триггер 6 во второе устойчивое состо ние и коммутатоп 4 подключит к врем задающей цепи генератора 1 эталонный элемент 3. Генератор 1 начнет вырабатывать колебани  с периодом Т 2, определенным параметрами эталонного элемента, через N периодов переключитс  триггер 6 и к врем задающей цепи генератора 1 снова подключитс  преобразуемый элемент 2.

Таким образом, на выходе генератора 1 формируютс  последовательности из N колебаний, периоды которых Т и Т2 определ ютс  соответственно параметрами преобразуемого (Т)и эталонного (Т2) элементов (фиг.2а). При этом длительность первой последовательности составит N Т, а второй - N Т2. Соответственно длительности сигналов на пр мом и инверсном выходах первого триггера 6 будут также равны N Т и N Т 2 (фиг.2б и в). Передний фронт импульса с пр мого выхода первого триггера 6 переключит второй триггер 7, который вырабатывает импульс (фиг.2г) длительностью N (Т , + Т2), поступающий на вход управлени  второго генератора 8, который в течение этого времени вырабатывает тактовые импульсы с периодом Т,, поступающие на счетный вход реверсивного счетчика 10 (фиг.2д). Благодар  такому способу запуска второго генератора обеспечиваетс  синхронизаци  тактовых импульсов и сигналов управлени , что снижает погрешность измерени . Одновременно на входы управлени  реверсивного счетчика поступают импульсы с пр мого и инверсного выходов триггера 6 таким образом, что в течение времени, когда к первому генератору подключен преобразуемый элемент, реверсивный счетчик осуществл ет суммирование тактовых импульсов, а во врем  подключени  эталонного элемента - вычитание.

По окончании первого цикла работы устройства на выходе разр дов реверсивного счетчика 10 будет присутствовать двоичный код М, соответствующий разности числа тактовых импульсов, поступивших во врем  работы преобразумого и эталонного элементов

M-N/b-I-Il/

Таким образом, если параметры преобразуемого и эталонного элементов отличаютс  так, что разность между периодами Т и Т составл ет ut Т - Т2, разность длительностей импульсов на приемном и инверсном выходах первого триггера 6 будет в N раз больше

At

Nut

что эквивалентно увеличению чувстви580290

вичного преобразовани , содержащее преобразуемый элемент, эталонный элемент , первый и второй генераторы, реверсивный счетчик и блок обработки , причем первый вывод преобразуемого элемента соединен с первым врем задающим входом первого генератора , отличающеес  тем, 10 что, с целью повышени  точности, в него введены коммутатор, делитель частоты, первый и второй триггеры, блок управлени  и регистр, при этом первый вывод эталонного элемента сое

тельности к изменени м параметров пре- ,$ динен с первым врем задающим входом образовател  в N раз.

Вли ние нестабильности частоты первого генератора на точность измерени  при этом исключаетс , так как периоды колебаний Т и Tg за счет ухода частоты генератора получают одинаковые приращени , которые компенсируютс  при осуществлении операции вычитани  в реверсивном счетчике .

Claims (1)

1. По окончании первого цикла измерени  блок 9 управлени  вырабатывает первый управл ющий сигнал (фиг.2е), по которому информаци  с выхода разр дов реверсивного счетчика фиксируетс  регистром 11. Под действием второго управл ющего импульса (фиг.2ж) происходит сброс реверсивного счетчика , и устройство готово к выполнению следующего цикла измерени . Формула изобретени 

   Измерительное устройство дл  перпервого генератора, а вторые выводы эталонного и преобразуемого элемегн- тов соединены с соответствующими входами коммутатора, выход которого

   20 соединен с вторым врем задающим входом первого генератора, выход которо го через последовательно соединенные делитель частоты, первый и второй триггеры соединен с входом управ25 лени  второго генератора и входом блока управлени , пр мой и инверсный выходы первого триггера соединены с соответствующими входами управлени  коммутатора и реверсивного

   30 счетчика, счетный вход которого соед нен с выходом второго генератора, а выходом разр дов через регистр соединен с входами разр дов блока обработки , выход блока управлени  сое35 динен с установочным входом реверсивного счетчика и входом записи регистра .

   динен с первым врем задающим входом

   первого генератора, а вторые выводы эталонного и преобразуемого элемегн- тов соединены с соответствующими входами коммутатора, выход которого

   соединен с вторым врем задающим входом первого генератора, выход которого через последовательно соединенные делитель частоты, первый и второй триггеры соединен с входом управлени  второго генератора и входом блока управлени , пр мой и инверсный выходы первого триггера соединены с соответствующими входами управлени  коммутатора и реверсивного

   счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго генератора, а выходом разр дов через регистр соединен с входами разр дов блока обработки , выход блока управлени  соединен с установочным входом реверсивного счетчика и входом записи регистра .

   Фиг. 2