SU553546A1 - Цифровой измеритель низких частот - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НИЗКИХ ЧАСТОТ

1

Изобрете1ше относитс  к измерительной технике и автоматике, может быть использовано дл  измерени  различных параметров при работе с низкочастотными датчика1уи, в частности дл изме ни  скоростей вращени  и расходов.

Известен цифровой измеритель низких частот, содержащий блок управлени , последовательно соединенные преобразователь код-частота и счетчик формировани  выходного кода, п выходов и входов которого соединены с п входами преобразовател  код-частота, один из которых св зан со входом блока управлени .

Однако этот измеритель работает с недостаточно высокой точностью.

Цель изобретени -повышение тошости - дости гаетс  тем, что в измеритель, содержащий бло управлени , преобразователь код-частота и счетчик формировани  выходного кода, введены последовательно соединенные формирователь интервалов времени, вход которого соединен с выходом блока управлени , первый элемент И, регистр сдвига, перва  группа элемспто coRuaneifflH и элемент ИЛИ, своим выходом сп за11 1ый со вторым зходом блока управлеж1 , последовательно соединенн1 е блок задержки, второй элемент И и

втора  группа элементов совпадени , выходы которых соединены со входами преобразовател  код-частота и со счетчиком формировани  выходного кода, последовательно соединенные частотный датчик и делитель частоты, первый выход которого св зан со входами блока задержки и со вторыми входами второй группы элементов совпадени ; второй, третий и четвертый выходы делител  частоты соединены со вторыми входами первой группы элементов совпадени , а его п тый выход соединен со входом элемента ИЛИ, причем второй выход формировател  интервалов времени соединен с третьим входом блока управлени , второй выход которого св зан со вторым входом второго элемента И, выход последнего соединен со вторым входом первого элемента И. а трегьи входь второй группы элементов совпаде1ш  св заны с выходами регистра сдвига.

Схема устройсгва предешвлена на чертеже.

Claims (5)

1. Счетчик формировани  выходного кода 1 под слючен к выходу преобразовател  код-частота 2, управл ющие входы преобр; :ювагел  2 подключены к выходам счетчика I. Блок управлени  3 соединен со счетчик-ом 1 и с преобразователем 2. Цифровой измери1е 11 нички.х. час ют включает в себ  также формирователь интервалов времени 4, регистр сдвига 5, делитель частоты 6 с несколькими выходами и элемент И 7. Вход синхронизации формировател  интервалов времени подключен к блоку управлени , с которым соединен выход 8 формировател , вход регистра сдвига 5 через элемент И 9 соединен с выходом 10 формировател  интервалов времени 4 и с выходом элемента И 7. Вход делител  частоты 6 подключен к частотному датчику 11, выход 12 соединен с первыми входами элементов совпадени  13-15 первой группы , выход 16 делител  - со входом элемента ИЛИ 17, другие входы которого через элементы совпадени  18-20 второй группы подключены к выходам 21-23 делител  частоты и через эти же элементы совпадени  - к выходам 24-26 регистра сдвига5. Выходы 24-26 регистра сдвига соединены также со вторыми входами элементов совпадени  13-15, третьи входы которых подключены к выходу элемента И 7. Выходы элементов совпадени  13-15 соединены со входами установки в различные состо ни  счетчика формировани  выходного кода 1 и преобразовател  код-частота
2. 2. Один вход элемента И 7 п даслючен через блок задержки 27 к выходу 12 делител  частоты 6, а другой - к блоку управлени  3, с которым соединен также выход элемента ИЛИ 17. Цифровой измеритель низких частот работает следующим образом. В начале каждого цикла измерени  в счетчик формировани  выходного кода 1 записьгоаетс  определенный код, и по истечении некоторого времени после начала цикла на вход счетчика подаютс  импульсы с преобразовател  код-частота. Частота этих импульсов переменна  и управл етс  текущим значением кода в счетчике. Подача импульсов с переменной частотой продолжаетс  до окончани  цикла измерени , после чего выходной код записьшаетс  в запоминающее устройство (на схеме не показано) „ Формирователь интервалов времени 4 выдает на выходе 10 импульсы в моменты окончани  интервалов времени 2Timin, 4Timin, ,a на выходе 8 - через интервал времени 16Tlп in ГД Tirpjnминимальный период измер емой частоты датчика, т.е. период, соответствующий максимальной измер емой частоте. Интервалы времени отсчитьшаютс  от начала цикла измерени  благодар  запуску формировател  интервалов времени блоком управлени 
3. 3. Импульсы с выхода 10 поступают через элемент И 9 на регистр сдвига 5, а с выхода 8-на блок управлени . При поступлении импульсов на вход регистра- сдвига сигр1алы формируютс  последовательно на его выходах 24-26. Делитель частоты 6 формирует на своих выходах 12,21,22,23,16 импульсы соответственно с частотами F, 0,5F, 0,25F, 0,125 F и 0,0625F, т.е через интервалы времени Т2, 2Т2 , 4Т-2 , 8Т2 и 16Т2 отсчитываемые от начала никла измерени , где F-частота датчика, т.е. измер ема  в данный моент частота, а Тз-период этой частоты. Импульсы, соответствующие окончани м наименьших интервалов времени, формируютс  на ыходе 12. Импульс, соответствуюндий окончанию наибольшего интервала времени, формируетс  на выходе 16, а на выходах 21-23 формируютс  импульсы , соответствующие окончани ми интервалов времени, имеющих указанные промежуточные значени . Перед началом цикла измерени  или в его начале сигнал с блока управлени  устанавливает элемент И 7 в исходное состо ние, при котором с него подаетс  разрешающий сигнал на элементы совпадени  13-15. Перед началом формировани  выходного кода сигнал с блока управлени  3 записывает в счетчик 1 код, соответствующий максимальной измер емой частоте. Начало формировани  выходного кода определ етс  импульсом с выхода 8 формировател  4, а окончание - сигналом с элемента ИЛИ 17. Если измер ема  частота находитс  в пределах от Fmax До 0,5Fmax импyльc на выходе 12 делител  6 формируетс  до по влени  сигналов на выходах регистра 5. Этот импульс не может пройти через элементы совпадени  13-15, так как сигналы на их выходах, подключенных к регистру сдвига, отсутствуют. Пройд  через блок задержки 27, он переводит элемент И 7 в состо ние, противоположное исход-, ному. Счетчик формировани  выходного кода и управл емый делитель частоты остаютс  в исходном состо нии, а на регистр сдвига после этого не Morjn: попасть импульсы с формировател  интервалов времени
4. 4. Так как формирование выходного кода начинаетс  спуст  врем  16T,min, аТ, min Kg Т, mjn, то коэффициент делени  измер емой частоты должен быть равен 16. Коэффициент Kg обеспечиваетс  тем, что из-за отсутстви  сигналов на выходах регистра сдвига 5 элементы совпадени  18-20 закрыты, и формирование выходного кода заканчиваетс  после по влени  импульсов на выходе 16 делител  6, т.е. через 16Tj, Частота на входе счетчика Аоомиоовани  выходного кода 1 измен етс  отГ,.,, Тб if m закону i гё , При измер емой частоте РХЗХ 2 - 32Т, гп in и выходной код приним значение1 N -- - f 6- о 5 N К, зг-т,, На входе счетчика формировани  выходного кода в конце цикла измерени  - 0,5.к,. Если измер ема  частота находитс  в пределах от 0,5 до 0,25 Ff-nax, к моменту формировани  импульса на выходе 12 делител  6 на выходе 24 регистра сдвига 5 уже оказьшаетс  сигнал. В этом случае импульс с выхода 12 делител  частоты поступает на элемент совпадени  13 и устанавливает в счетчике формировани  выходного кода I кодО,5Ытах Этот же импульс , пройд  через блок задержки 27, переводит элемент И 7 в состо ние, противоположное исходному. В этом случае коэффициент делени  входной частоть Kg 8 вследствие т го, что сигнал на выходе элемента ИЛИ 17 фо мируетс  после поступлени  на элемент совпадени  18 импульса с выхода 23 делител , так как на другом входе элемента совпадени  18 присутствует сигнал с выхода 24 регистра сдвига 5. В св зи с тем, что интервал времени от начала цикла измерени  до начала формировани  выходного кода всегда равен 6Т, min. моменту начала формировани  выходног кода в этом случае при К 8 должен соответствоK .-S -o,
5. 5.N ЧТО соот вать код ветствует предварительно записа1шому коду в счетчик формировани  выходного кода. Частота, подаваема  на счетчик форКшровани  выходного кода, должна в этом случае измен тьс  по закону. ,, .„.н„;о.. Это начальное значение частоты обеспечиваетс  установкой преобразовател  код-частота в соответствующее состо ние импульсом с элемента совпадени  13 одновременно с записью в счетчик формировани  выходного кода 0,5N|Tiax Так как отношение различных значений i обратно пропорционально отношению соответствуюших значений Тг, то при ,25F и соответственно ,„, частота на входе счетчика . f: 1 Чг .2 ц а сфор О1рованный в счетчи вк:° ИИ 0.25 N, Аналогично происход т процессы в измерительных циклах, когда измер ема  частота находитс  в пределах от 0,25 до 0,125 Fm и от 0,125 до 0,625 Fm В этих случа х перед формированием выходного кода в счетчик записьгоаютс  соответственно коды 0,25 Nm и 0,125 Nm, а коэффициент делени  измер емой частоты К-4 и К„.-4,что обеспечиваетс  окончанием процесса формировани  выходного кода импульсами,проход щими на блок управлени  через элемент ИЛИ 17 с элемента совпадени  19 или 20. Следовательно,цифровой измеритель низких частот обеспечивает измерение частот в нескольких поддиапазонах. При этом цикл измерени  на всех поддиапазонах может мен тьс  в одинаковых пределах от 16Tirnin до 32Tirnin- За счет автоматического изменени  коэффициента делени  измер емой частоты К- максимальна  частота на входе счетчика формировани  в ыходного кола в данном случае в восемь раз меньше по сравнению с тем случаем, когда К о-  вл етс  g- лилисге  посто нной величиной, что имеет место в известных цифровых измерите г х низкой частоты. Коэффициент делени  измер емой частоты на верхнем поддиапазоне возрастает,а максимальна  частота на входе счетчика формирова(ш  выходного кода соответственно уменьшаетс  при снижении нижнего относительного значени  измер емой частоты. Так, при измер емых частотах ниже F 003125Fm а 16, а при частотах ниже F 0,015625 Fm . Соответственно коэффициенту К может быть повышена точность измерени  при использовании элементов с одинаковыми частотными свойствами. Таким образом, предлагаемый 1шфровой измеритель низких частот обеспечивает значительное повышение точности по сравнению с известными. Формула изобретени  Цифровой измеритель низких частот, содержащий блок управлени , последовательно соединенные преобразователь код-частота и счетчик формировани  выходного кода, п выходов и входов которого соединены с п входами преобразовател  код-частота, один из которых св зан со входом блока управлени , отличающийс  тем, что, с : целью повышени  точности, в него введены последовательно соединенные формирователь интервалов времени, вход которого соединен с выходом блока управлени , первый элемент И, регистр сдвига, перва  группа элементов совпадени  и элемент ИЛИ, своим вьЕходом св занный со вторым входом блока управлени , последовательно соединенные блок задержки, второй элемент И и втора  группа элементов совпадени , вь1ходы которых соединены со входами преобразовател  код-частота и со счетчиком формировани  выходного кода, последовательно соединенные частотныйдатчик и делитель частоты, первый выход которого св зан со входами лока задержки и .со вторыми входами второй группы элементов совпадени , второй, третий и четверьш выходы делител  частоты соединены со вторыми ходами первой группы элементов совпадени , а его  тый выход соединен со входом элемента ИЛИ, прием второй выход формировател  интерналоп BIX;MCи соединен с третьим входом блока управлени , втоой выход которого св зан со вторым входом второо элемента И, выход последнего соединен со вторым ходом первого элемента И, а третьи входы второй руппы элементов совпадени  св заны с пглходами егистра сдвига.