SU1228033A1 - Apparatus for forming numerical equivalent of measured parameter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах дл  измерени  периодов. Цель изобретени  - повьшение точности измерений. Устройство содержит накопительный счетчик 1, счетчики 2 и 3, элемент 4 ИЛИ, элементы 5 и 6 И, триггер 7, логический блок 8, блок 9 пам ти и блок 10 управлени . Введение в устройство счетчиков 2, 3, логического блока, блока управлени , элемента ШШ, блока пам ти и образование новых св зей между элементами устройства обеспечит отсутствие изменений формируемого числового эквивалента измер емого параметра при колебани х измер емого параметра в зависимости от его среднего значени  до 1/6-1/3 величины, -соответствунщей весу младшего разр да . 2 табл., 4 ил. i (ЛThe invention relates to a measurement technique and can be used in digital devices for measuring periods. The purpose of the invention is to increase the measurement accuracy. The device contains a cumulative counter 1, counters 2 and 3, element 4 OR, elements 5 and 6 AND, trigger 7, logic block 8, block 9 of memory and block 10 of control. Introduction to the device of counters 2, 3, logic unit, control unit, WL element, memory unit and the formation of new connections between device elements will ensure that there is no change in the generated numerical equivalent of the measured parameter when the measured parameter fluctuates depending on its average value to 1 / 6-1 / 3 of the magnitude, corresponding to the weight of the youngest category. 2 tab., 4 Il. i (L

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в цифровых устройствах дл  измерени  периодов.The invention relates to a measurement technique and can be used in digital devices for measuring periods.

Цель изобретени  - повышение точности измерени .The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

На фиг.1 приведена функциональна  схема устройства дл  формировани  числового эквивалента измер емого параметра; на ф г,2 - ось значений измер емого параметра и его числового .эквивалента; на фиг.З - изменение предельной амплитуды колебаний измер емого параметра, до достижени  которой отсутствуют колебани  число вого эквивалентаi в зависимости от среднего значени  измер емого параметра; на фиг.4 - временные диаграммы выходных сигналов блока управлени .Figure 1 shows the functional diagram of the device for generating a numerical equivalent of the parameter being measured; ff, 2 is the axis of the values of the parameter being measured and its numerical equivalent; in FIG. 3, a change in the limiting amplitude of oscillations of the measured parameter, before which it is reached, there are no fluctuations in the number equivalent i depending on the average value of the measured parameter; 4 shows timing diagrams of the output signals of the control unit.

Устройство дл  формировани  числового эквивалента измер емого параметра содержит накопительный счетчик 1, первый 2 и второй 3 дополнительные .счетчики, элемент ИЛИ 4, первый 5 и второй 6 элементы И, триггер 7, логический блок 8, блок 9 пам ти и блок 10 управлени . Счетный вход накопительного счетчика 1 соединен с выходом первого дополнительного счетчика 2, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 4, первый и второй входы элемента ИЛИ 4 соединены с выходами элементов И 5 и 6. Первый и второй установочные входы триггера 7 соединены с выходами логического блока 8, первый и второй входы которого соединены с выходами разр дов второго дополнительного счетчика 3. С выходом триггера 7 соединен первый вход второго элемента И 6. Счетный вход второго дополнительного счетчика 3 соединен с выхо- дом первого элемента И 5 сигнальные входы блока 9 пам ти соединены с выходами разр дов накопительного счетчика 1. Первый выход блока 10 управлени  соединен с установочными входами накопительного и первого дополнительного счетчиков 1 и 2, вто- рой, третий, четвертый, п тый и шестой выходы блока управлени  соединены .соответственно с установочным входом второго дополнительного счетчика 3, третьим входом логического блока 8, nepBbiM входом первого элемента И 5, вторым входом второго эле мента И 6 и установочным входом блоThe device for generating a numerical equivalent of the parameter being measured contains a cumulative counter 1, the first 2 and the second 3 additional counters, the OR 4 element, the first 5 and the second 6 elements AND, the trigger 7, the logical block 8, the memory block 9 and the control block 10. The counting input of the cumulative counter 1 is connected to the output of the first additional counter 2, the counting input of which is connected to the output of the element OR 4, the first and second inputs of the element OR 4 are connected to the outputs of the elements 5 and 6. The first and second installation inputs of the trigger 7 are connected to the outputs of the logic unit 8, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the bits of the second additional counter 3. The output of the trigger 7 is connected to the first input of the second element AND 6. The counting input of the second additional counter 3 is connected to the output p The first element And 5 signal inputs of memory block 9 are connected to the bits of accumulative counter 1. The first output of control block 10 is connected to the set inputs of accumulative and first additional counters 1 and 2, second, third, fourth, fifth and sixth outputs. the control unit is connected. respectively to the installation input of the second additional counter 3, the third input of the logic unit 8, the nepBbiM input of the first element And 5, the second input of the second element And 6 and the installation input of

00

5five

ка 9 пам ти. Первый вход блока 10 управлени   вл етс  первым входом 11 устройства, а второй вход первого элемента И 6 - вторым входом 12 устройства.ka 9 memory. The first input of the control unit 10 is the first input 11 of the device, and the second input of the first element AND 6 is the second input 12 of the device.

Устройство дл  формировани  числового эквивалента измер емого параметра работает следующим образом.A device for generating a numerical equivalent of the parameter being measured works as follows.

На вход 12 поступают импульсы, подсчет которых производитс  в процессе формировани  числового эквивалента , а на вход 11 - импульсы, опре- дел кшще продолжительность интервалов времени, за которые производитс  формирование числового эквиваленту , т.е.периодами импульсов, поступающих на вход 12, производитс  квантование интервалов времени, информаци  о длительности которых поступает на вход 11. На врем  подсчета импульсов первый элемент И 5 , открыт сигналом с блока 10 управлени  (фиг.4а), а второй элемент И 6 сигналом с блока 10 управлени  закрыт (.4б). Импульсы с входа 12 поступают на счетные входы дополнительных счетчиков 2 и 3, а с выхода первого дополнительного счетчика 2 - на счетный вход накопительного счет- 0 чика 11. Коэффициент пересчета дополнительных счетчиков 2 и 3 принимаетс  равным трем. После окончани  квантуемого интервала времени, за кото- vpbrfi производитс  формирование числового эквивалента измер емого параметра в накопительном счетчике 1, сигналом с блока 10 управлени  задаетс  импульс на вход элемента И 6 (фиг.4б). Если триггер 7 находитс  в единичном состо нии, то с выхода элемента И 6 поступает дополнительный импульс на счетный вход первого дополнительного счетчика 2. Если триггер 7 находитс  в нулевом состо нии, то дополнительный импульс на вход счетчика 2 не подаетс . Input 12 receives impulses that are counted during the formation of a numerical equivalent, and input 11 receives impulses, defined as the duration of the time intervals for which the numerical equivalent is produced, i.e., the periods of impulses arriving at input 12 are made the quantization of time intervals, the information about the duration of which is fed to the input 11. For the pulse counting time, the first element AND 5 is open by the signal from the control unit 10 (Fig. 4a), and the second element And 6 by the signal from the control unit 10 is closed (.4b) The pulses from the input 12 are fed to the counting inputs of the additional counters 2 and 3, and from the output of the first additional counter 2 to the counting input of the cumulative counter 0. 11. The conversion factor of the additional counters 2 and 3 is assumed to be three. After the quantized time interval, for which vpbrfi produces the formation of a numerical equivalent of the measured parameter in accumulative counter 1, the signal from control unit 10 sets the pulse to the input element And 6 (fig.4b). If trigger 7 is in the single state, then an additional impulse is sent from the output of element 6 to the counting input of the first additional counter 2. If trigger 7 is in the zero state, no additional impulse is fed to the input of counter 2.

При подаче на вход счетчика 2 дополнительного импульса могут иметь место две ситуащш.When an additional pulse is applied to the input of the counter 2, two situations can occur.

Если до этого в счетчике 2 быпо зафиксировано число 2, то поступление дополнительного импульса на вход счетчика 2 приводит к переходу этого счетчика в нулевое состо йие и подаче с его выхода на вход накопительного счетчика 1 дополнительного импульса. Поэтому к ранее сформированному в счетчике 1 числу прибавл етс  едини5If previously the number 2 was fixed in counter 2, the arrival of an additional pulse to the input of counter 2 leads to the transition of this counter to the zero state and the supply of an additional pulse from its output to the input of accumulative counter 1. Therefore, to the number previously formed in the counter 1 is added one

00

5five

00

5five

ца, т.е. происходит коррекци  формируемого числового эквивалента измер емого параметра. При других состо ни х счетчика 2 этого не произойдет. Затем с блока 10 управлени  подаетс  импульс на вход логического блока 8 (фиг.4в). При этом, если в дополнительном счетчике 3 зафиксировано число О, с выхода логического блока 8 подаетс  сигнал на вход триггера 7, устанавливающий его в единичное состо ние. Если в дополнительном счетчике 3 зафиксировано число 1, то с выхода логического блока 8 подаетс  сигнал на установку триггера 7 в нулевое состо ние. Если в дополнительном счетчике 3 зафиксировано число 2, то сигнал с выхода логического блока 8 на переключение триггера 7 не поступит и триггер 7 сохра- нит прежнее состо ние. Сигналами с устройства 10 управлени  число, зафиксированное в накопительном счетчике 1, заноситс  в блок 9 пам ти (фиг.4г), а затем накопительньй счет чик 1 и дополнительные счетчики 2 и 3 устанавливаютс  в исходное состо ние сигналами с выходов блока 10 управлени  (фиг.4д). Далее циклы формировани  числового эквивалента измер емого параметра повтор ютс . Следовательно, если в текущем цикле измерени  в дополнительном счетчике 2 зафиксировано число два, а в дополнительном счетчике 3 в предшествующем цикле измерени  зафиксировано число ноль или в предшествуищем цикле измерени  в дополнительном счетчике 3 зафиксировано число два, а до этого в нем фиксировалось число ноль, то к подсчитанному накопительным счетчиком 1 количеству импульсов добавл етс  еще один. Таким образом, формируемый числовой эквивалент зависит не только от значени  измер еca, i.e. Correction of the generated numerical equivalent of the measured parameter occurs. In other states of counter 2, this will not happen. Then, from control unit 10, a pulse is applied to the input of logic unit 8 (Figure 4b). In this case, if in the additional counter 3 the O number is fixed, a signal is output from the output of the logic unit 8 to the input of the trigger 7, which sets it to the one state. If in the additional counter 3 the number 1 is fixed, then from the output of logic block 8 a signal is sent to set the trigger 7 to the zero state. If the additional counter 3 is fixed with the number 2, then the signal from the output of logic block 8 to the switching of trigger 7 will not arrive and the trigger 7 will retain the previous state. By signals from the control unit 10, the number recorded in accumulative counter 1 is entered into memory block 9 (Fig. 4d), and then accumulative counter 1 and additional counters 2 and 3 are reset to the initial state by signals from the outputs of control unit 10 (Fig .4d). Further, the cycles of forming the numerical equivalent of the parameter being measured are repeated. Therefore, if in the current measurement cycle in the additional counter 2 the number two is fixed, and in the additional counter 3 in the previous measurement cycle the number is fixed zero or in the previous measurement cycle in the additional counter 3 the number two is fixed, and before that the number zero was fixed in it, One more pulse is added to the number of pulses counted by a cumulative counter 1. Thus, the generated numerical equivalent depends not only on the value of the measurement

мого параметра в текущем цикле измеи от а в болееparameter in the current cycle of measurements from a to more

его значени  в некоторых слу- ранних циклахits meaning in some accidental cycles

На основании рассмотренного функционировани  устройства дл  формировани  числового эквивалента измер емого параметра можно определить зна- чени  предельной амплитуды колебаний измер емого параметра, до достижени  которой формируемый числовой эквива 5 10 5 20 -25 зо Based on the considered operation of the device for forming a numerical equivalent of the measured parameter, it is possible to determine the values of the limiting amplitude of oscillations of the measured parameter, before reaching which the generated numerical equivalent is 5 10 5 20 -25 z o

Аер35Aer35

4040

4545

лент носит стабильный характер. При этом используютс  обозначени tapes is stable. It uses the notation

А - измер емый параметр;And - measured parameter;

N - числовой эквивалент измер емого параметра N f-T КА;N is the numerical equivalent of the measured parameter Nf – T KA;

f - частота импульсов, поступающих на вход 12; Т - продолжительность ин- тервалов времени, информаци  о которых поступает на вход 11;f is the frequency of the pulses fed to the input 12; T is the duration of time intervals, information about which is fed to input 11;

К - коэффициент пропорциональности между числовым эквивалентом измер емого параметра и из- мер емь1м параметром; среднее значение Измер емого параметра, относительно которого могут происходить его колебани ;K is the proportionality coefficient between the numerical equivalent of the parameter being measured and the parameter measured by the parameter; average value of the Measured parameter, relative to which its oscillations may occur;

некоторые значени  числового эквивалента, которые могут фиксиро ватьс  счетчиком 1, и соответствук цие случаи, когда в счетчиках 2 и 3 фиксируетс  нулевое значение;some values of the numerical equivalent, which can be fixed by the counter 1, and the corresponding cases, when in the counters 2 and 3 the zero value is fixed;

значени  измер емого параметра, которым соответствуют числовые э1свиваленты;the values of the measured parameter, which correspond to numerical equivalents;

4N, - вес младшего разр да счетчика 14N, is the weight of the least significant bit of the counter 1

ЛК N - N., N,.,,- N, ; LC N - N., N,. ,, - N,;

ЛА, - приращение измер емого параметра, которому соответствует вес младшего разр да счетчика 1; вес разр дов счетчиков 2 и 3 ILA, is the increment of the measured parameter, which corresponds to the weight of the least significant bit of counter 1; counter bit weight 2 and 3 I

1one

NN

1-1 1-1

«i;NjH"I; NjH

Ч,;А;5А;H,; A; 5A;

i-fi-f

AN, AN ,, -|-4N, ;AN, AN ,, - | -4N,;

4А, 4A,

приращение измер емого параметра, которому соответствует вес разр дов счетчиков 2 и 3increment of the measured parameter, which corresponds to the weight of bits of the counters 2 and 3

АА,AA,

-|- А,- | - A,

- промежуточные числовые эквиваленты, не фиксируемые счетчиком 1- intermediate numerical equivalents not recorded by the counter 1

N,N,

N;N;

-f. -f.

N,.,-f4Nj I ;-24N.j; N.,+2ftN2 Nj-aN2.N,., - f4Nj I; -24N.j; N., + 2ftN2 Nj-aN2.

«-.2"-.2

Остальные промежуточные числовые квиваленты определ ютс  аналогичным s бразом.The remaining intermediate numerical equivalents are defined by a similar s digit.

значени  измер емого параметра, которым соответствуют промежуточ-.„ ные числовые эквиваленты с одинаковыми индексами .the values of the measured parameter, which correspond to intermediate numerical equivalents with the same indices.

-t.i -м -t.i -m

А;,, А;- 2ЛА, А,-.+ 24А А.- ft А,A ;, A; - 2LA, A, -. + 24A A.- ft A,

2 « 2 2 “2

Остальные значени  измер емого параметра , которым соответствуют промежуточные числовые эквиваленты, определ ютс  аналогичным образом.The remaining values of the measured parameter, to which the intermediate numerical equivalents correspond, are determined in the same way.

Используемде обозначени  по сн ютс  фиг.2. На фиг.2 совмещены ось значений измер емого параметра и ось числовых эквивалентов.Using the notation as explained in FIG. In Fig.2, the axis of the values of the measured parameter and the axis of numerical equivalents are combined.

II

Дл  ксации ситуащхй, при кото1ШХ производитс  коррекци  числового эквивалента, формируемого в накопи- тельи :ж счетчике 1, т.е.добавление в этот счетчик единицы, составленаFor the sake of the situation, when a QHD correction is made, the numerical equivalent formed in the accumulator: W counter 1, i.e. the addition to this unit counter, is composed

табл.1. В табл.1 записаны пределы, в которых может находитьс  значение измер емого параметра во врем  предшествующего цикла измерени  и пределы , в которых может находитьс  значение измер емого параметра в текущем цикле измерени . Знак + обозначает , что конкретной ситуации, определ емой таблицей, и сформированному в текущем цикле измерени  числу в накопительном счетчике 1 доб1авл етс  единица. Значок - обозначает, что добавлени  единшол не производитс . При простановке значков верхние границы в состав пределов не включены. Если в клетке проставле- ны два значка, то при данной ситуации добавление едащиЩ) может произойти , а может и не пр изойти. Это зависит от того, в каких пределах находилось значение измер емого параметра до попадани  в пределы, соответствующие столбцам. Раскрытие этой неопределенности приведено в табл.2. В табл.2 столбцы табл. 1, включак цйе неопределенность, представлены каж- дый в виде двух столбцов. Вверху этих столбцов занесены пределы, в которых может находитьс  измep e oыйTable 1. Table 1 lists the limits within which the value of the measured parameter can be found during the previous measurement cycle and the limits within which the value of the measured parameter can be found in the current measurement cycle. The + sign indicates that the specific situation defined by the table and the number formed in the current measurement cycle in accumulative counter 1 is added to one. The icon indicates that no one is added. When placing icons, upper boundaries are not included in the limits. If two icons are placed in a cage, then in this situation, the addition of the tool itself may or may not occur. It depends on the extent to which the value of the measured parameter was located before it falls within the limits corresponding to the columns. The disclosure of this uncertainty is given in table 2. In table 2, the columns of table. 1, including uncertainty, are presented in two columns. At the top of these columns are the limits within which the measurement can be

параметф прежде, чем попасть в пределы , указанные в верхней строке.parameter before getting to the limits indicated in the top line.

На основании рассмотренного функционировани  предлагаемого устройства можно определить зависимость предельной амплитуды колебаний АА„р измер емого параметра от среднего значени  измер емого параметра, до которой формируемый числовой эквивалент  вл етс  устойчивым.On the basis of the considered operation of the proposed device, it is possible to determine the dependence of the limiting amplitude of oscillations AA „p of the measured parameter on the average value of the measured parameter, to which the generated numerical equivalent is stable.

При А & Аср А;+ 0,5 АAj предельна  амплитуда колебанийAt А & Аср А; + 0,5 АAj the amplitude of oscillations is maximum

4 А,Ajp4 A, Ajp

и измен етс  от дА до 0,5 ЛAj.and varies from dA to 0.5 LA.

При 0,5 iAj AcpiAj+ дА предельна  амплитуда колебанийAt 0.5 iAj AcpiAj + dA limiting amplitude

дАлdal

иand

4ip4ip

измен етс is changing

Асрот 0,5 Л А- до &АAsrota 0.5 L A- to & A

2При А + iAj i S А; + 1,5 Л А предельна  амплитуда колебаний2Pri And + iAj i S And; + 1.5 lA the maximum amplitude

А„р АA „p A

+ 2+ 2

и измен етс  от AAj до 0,5 АА,.and varies from AAj to 0.5 AA ,.

При А;+ 1,5 Л А 6 Аср бА;+ 2 А А., предельна  амплитуда колебанийAt А; + 1,5 Л А 6 Аср бА; + 2 А А., amplitude amplitude

Aoj, cf- А- АА и измен етс  от 0,5 ЛА/ до дА,. Aoj, cf-A-AA and varies from 0.5 LA / to dA ,.

При А;4 2iA2.iA, « 2,5 дАг предельна  амплитуда колебанийWhen A; 4 2iA2.iA, "2.5 dAg, the maximum amplitude of oscillations

ЛА,LA,

- А,- BUT,

П 1+1 Ср P 1 + 1 Wed

и измен етс  от iAj До 0,5 AAjand varies from iAj to 0.5 AAj

При А;+ 2,5 uAj iA.p g А;, предельна  амплитуда колебанийAt А; + 2,5 uAj iA.p g А ;, the maximum amplitude of oscillations

ЛАLA

ff

Аср- А; Asr-A;

2 дА2 dA

и измен етс  от 0,5 ДА.; додАг.and varies from 0.5 YES; dodAg.

При изменении А„ в других пределах характер изменени  ЛА|,„ повтор етс .When A changes in other limits, the pattern of change of LA |, „is repeated.

На фиг.З графически представлен характер изменени  относительной предельной амплитуды колебаний по оси значений измер емого параметра дл  предлагаемого устройства (сплошна  .лини ) и известного устройства (пунктирна  лини ).Fig. 3 graphically shows the character of the change in the relative limiting amplitude of oscillations along the axis of the values of the measured parameter for the proposed device (solid line) and the known device (dotted line).

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает отсутствие изменений формируемого числового эквивалента измер емого параметра при колебани х измер емого параметра в зависимости от его среднего значени  до 1/6-1/3 величины, соответствующейThus, the proposed device ensures that there is no change in the generated numerical equivalent of the measured parameter when the measured parameter varies depending on its average value to 1 / 6-1 / 3 of the value corresponding to

весу младшего раз-р да, что повьшает точность измерени .the weight of the junior-p yes, which increases the measurement accuracy.

Claims (1)

Формула изобрет и  The formula of the invention and Устройство дл  формировани  числового эквивалента измер емого параметра , содержащее накопительный счетчик два элемента И и триггер(Отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности измерени , в него |Введены два дополнительньк счетчика, логический блок, блок управлени , элемент ИЛИ и блок пам ти, причем счетный вход первого дополнительного счетчика, соединен с выходом элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И и счетным входом второго дополнительного счетчика , а второй вход - с выходом вто- рого элемента И, первый вход которого соединен с выходом триггера, перI А;,,, -г AJ Aj,, I А.,, | А..Т А,-, | А.,,4 А;,,,,A device for forming a numerical equivalent of the measured parameter, containing a cumulative counter, two elements AND and a trigger (characterized in that, in order to increase the measurement accuracy, two additional counters, a logic unit, a control unit, an OR element and a memory unit, moreover, the counting input of the first additional counter is connected to the output of the OR element, the first input of which is connected to the output of the first element AND and the counting input of the second additional counter, and the second input to the output of the second element AND, the first input of which is connected to the trigger output, perI A; ,,, -г AJ Aj ,, I А. ,, | А..Т А, -, | А. ,, 4 А; ,,,, + 1+ 1 Ai -i- А.;Ai -i- A .; А;,Л ЧгA;, L Chg А.-.г - Aj,A.-. R - Aj, AI+, А,,,AI +, A ,,, вый и второй установочные входы которого соединены с выходами логического блока, первый и второй входы которого соединены с выходами разр дов второго дополнительного счетчика, первый вькод блока управлени  - с установочными входами накопительного счетчика и первого дополнительного счетчика, второй, третий, четвертый, п тый и шестой выходы блока пам ти соединены соответственно с установочным входом второго дополнительного счетчика, третьим входом логического блока, первым входом первого элемента И, вторьм входом второго элемента И и установочным входок блока пам ти, сигнальные входы которого соединены с выходами разр дов накопительного счетчика, вход блока управлени   вл етс  первым входом устройства, а второй вход первого элемента И - вторым входом устройства.the second and second setup inputs of which are connected to the outputs of the logic unit, the first and second inputs of which are connected to the outputs of the bits of the second additional counter, the first code of the control unit with the installation inputs of the accumulation counter and the first additional counter, second, third, fourth, fifth and the sixth outputs of the memory block are connected respectively to the installation input of the second additional counter, the third input of the logic unit, the first input of the first element And, the second input of the second element And vhodok mounting block memory signal inputs of which are connected to the outputs of the storage bits of the counter, the control unit input is a first input device and the second input of the first element and - a second input device. Таблица 1Table 1 - +- + АМа - АAMa - A «,1 ",one Ti-r,f Wi- f , .г . Mifij нм,г н МTi-r, f Wi- f, .g. Mifij nm gn M -J- .. --J- .. - f-ь« Hf Н,2 4t Дц/ t,2 ,/ /+7,2f-h "Hf H, 2 4t Ds / t, 2, / / + 7.2 (7i/8.2(7i / 8.2 Таблица 2table 2 .г . Mifij нм.g. Mifij nm -J- .. --J- .. - f-ь«t ,2 ,/ /+f-a "t, 2, / / + ut.ifut.if ВНИИПИ Заказ 2284/46 Тираж 728 ПодписноеVNIIPI Order 2284/46 Circulation 728 Subscription Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Random polygons pr-tie, Uzhgorod, st. Project, 4 fpttt.Sfpttt.S