SU687910A1 - Device for accumulating and processing information - Google Patents

Description

1one

Устройство накоплени  и обработки информации, например, к рациоиаотопным толщиномерам покрытий, предназначено дл  накоплени  и обработки информации в цифровом виде в процессе измерений радиоизотопными, преимущественно переносными , приборами различного назначени .A device for accumulating and processing information, for example, to rational and biotope thickness gauges of coatings, is intended for accumulating and processing information in a digital form in the process of measurements with radioisotope, mainly portable, instruments of various purposes.

Особенностью таких приборов  вл етс  .нелинейна  зависимость измер емой величиной и результатом измерени .A feature of such devices is the non-linear dependence of the measured quantity and the result of the measurement.

Известны устройства накоплени  v обработки информации, в которых имеетс  линеаризаци  зависимости результатов измерени  от измер емой величины llНедостатком таких устройств  вл етс  сравнительно узкий диапазон величин, в котором возмон на линеаризаци .Information storage devices v are known, in which there is a linearization of the dependence of the measurement results on the measured value. The disadvantage of such devices is a relatively narrow range of values in which the linearization is possible.

Известны устройства накоплени  и обработки информации, обеспечивающие высокую точность обработки информации в цифровом виде 2.Information storage and processing devices are known that provide high accuracy of information processing in digital form 2.

Однако они имеют достаточно сложную схему, не позвол ющую использовать их в переносных приборах и простых приборах технологического контрол .However, they have a rather complicated scheme that does not allow their use in portable devices and simple devices of technological control.

Наиболее близким техническим реше- . нием к предлагаемому  вл етс  устройство накоплени  и обработки информации, например, к радиоизотопным толщиномерам покрытий, содержащее накопительный счетчик, генератор импульсов, таймер, св занный с входным вентилем, блокирующий вентиль, а также две пересчетные схемы з.The closest technical solutions. The proposed device is an accumulation and processing of information, for example, radioisotope coating thickness gauges, which contains a storage counter, a pulse generator, a timer associated with the inlet valve, a blocking valve, and two recalculators.

Отличительной особенностью описываемого устройства  вл етс  возможность обработки накапливаемой в процессе измерений информации по формуле:A distinctive feature of the described device is the ability to process the information accumulated in the measurement process using the formula:

V + O,5  V + O, 5

(Г)(Y)

+ О .Згде к - толщина покрыти ; 01 - константа;+ O.Where to - the thickness of the coating; 01 is a constant;

и--1 Jo погок рассе нного излучени ; 3-- поток рассе нного излучени  дл  сло  насыщени . Результат измерени , полученный с помощью описанного регистратора, пропорционален измер емой толщине покрыти  с нелинейностью в конце диапазона от О до 0,6 не хуже 3%, Недостатком данного устройства  вл етс  сравнительно не высокое его быстродействие , так как процесс накоплени  и обработки в нем результатов изме рений осуществл етс  циклически. Так, например, в течение первого цикла набора импульсов в накопительном счетчике регистрируетс  число импульсов, пропорциональное только первому слагаемому выражени  (I). При втором и т-ретьем циклах, накапливаютс  в накопительном счетчике импульсы, число которых пропорционально остальным слагаемым. Таким образом, полное врем  измерени  равно v.3H-%- S где . - длительности, соответственно первого, второ го и третьего циклов измерени . Следует подчеркнуть, что дл  получени  необходимой статистической погрешности измерени  было бы достаточно Вре мени набора i. . Следовательно, временные интервалы работы регистратора t и -bj уже в данном случае не вли ют на величину статистической погрешности измерени , а  вл ютс  просто необходимыми дл  данной аппаратурной реализации выражени  (1). Цель изобретени  - повышение быстро действи  обработки информации в радиоизотопных толщиномерах покрытий при сохранении точности в широком диапазон измерений и достаточной простоты схемы Это достигаетс  тем, что в устройст- :во введены многовходова  логическа  сх ма ИЛИ, два формировател  импульсов, присоединенные к выходу входного венти л , и триггер управлени , каждый вход которого св зан с одним из выходов пер , счетных схем, при этом выход формировател  соединен непосредственно с входом схемы ИЛИ, выход второго фор мировател  - с другим входом схемы ИЛИ через блокирующий вентиль, управл  ющий вход которого св зан с .выходом триггера управлени  и входом второй пересчетной схемы, счетный вход которой св зан с генератором импульсов, при этом счетный вход первой пересчетной схемы присоединен к выходу входного вентил , а выход схемы ИЛИ к входу накопительного счетчика. Конструктивное осуществление устройства представлено на чертежах. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы отдельных блоков, на фиг. 3 - блок-схема одного из вариантов устройства. Устройство содержит датчик 1, входной вентиль 2, таймер 3, накопительный счетчик 4, генератор 5,5 импульсов, триггер 6,6 управлени , блокирующий , два формировател  8 и вентиль 7,7 пересчетные схемы Ю, 9 импульсов. 10, 11, И и многовходовую логическую схему ИЛИ 12. Устройство работает следующим образом . В исходном положении входной вентиль 2 и блокирующий вентиль 7 закрыты , а триггер 6 управлени , счетчик 4 и пересчетна  схема 1О наход тс  в нулевых .состо ни х. При наличии разрешающего сигнала таймера 3 через входной вентиль 2 на , чинают поступать импульсы с датчика 1 со скоростью счета п (имп./с), которые попадают одновременно на формирователи 8 и 9 и пересч9тную схему 10. При этом формирователи 8 и 9 формируют по одному импульсу из каждого входного импульса по его фронтам (фиг. 2), а пересчетна  схема 10 осуществл ет непрерывный (в течение времени измерени  ) пересчет входных импульсов с коэффициентом пересчета К . В течение времени Т, происходит также накопление импульсов в накопительном счетчике 4, поступающих с выхода формировател  8. Сигнсш с выхода перес- четной схемы Ю измен ет состо ние триггера 6 управлени , который дает разрешение на прохождение импульсов с выхода формировател  9 через вентиль 7 управлени  в накопительный счетчик 4, а также на заполнение пересчетной схемы 11 импульсами генератора 5 частотой fp . При этом прохождение импульсов через вентиль 7 будет осуществл тьс  только в течение времени Т, обусловленного набором импульсов в пересчетной схеме 11 и прекращаетс  по его заполнении , так как в момент заполнени  пересчетной схемы 11 измен ет свое состо пис триггер упраЕУге 1и  (возвращает с  в исходное нулевое состо ние), кото рый закрывает вентиль 7 и сбрасывает пересчетную схему 11 в нулевое состо ние , в котором она находитс  до моме та заполнени  пересчетной схемы 10. За врем  Т,.в накопительном счет чике 4 будет накоплено N импульсов поступивших с выхода формировател  8 . . За врем  Т пересчетна  схема 1О изменит состо ние триггера управлени  гл раз: N .JlIvAlNL -- -- и в накопительный счетчик 4 дополнительно поступит в отрезки времени f через блокирующий вентиль 7 (где V врем  заполнени  второй пересчетной схемы) N импульсов, K, Таким образом, в накопительном счетчи ке 4 за врем  зарегистриро вано всего N импульсов: .(h.|n)T Выбор величин К н и происход т, исход  из необходимого диапазона скорост ного счета. Если v - минимальна  скорость счета, а .,ху,с максимальна  скорость счета, то . тлхлнНин Обычно в большинстве случаев наличие второго члена обеспечивает нужную точность . В самом деле, если реализуетс  выражение Ох V 0,5 j C-fIi то нелинейность на конце диапазона изменени  Ох от О до 0,4 составл ет 2%. Однако в р де случаев имеетс  необходимость проводить измерени  в более шир ком диапазоне при сохранении или повышении точности. Эти требовани  можно легко обеспечить путем простого наращи вани  схемы еще одной группой элементов 5, 6, 7, 9, 10 и 11 (фиг. 3). В этом случае точность увеличиваетс  за счет учета третьего члена р да разложени  (l . При этом выход блокирующего вентил  7 (фиг. 3) соединен со свободным входом схемы ИЛИ, а вход формировател  9 импульсов с выходом формировател  8 импульсов основного устройства, а вход пересчетной схемы 10 с выходо блокирующего вентил  7 устройства.Тогда в течение времени Ту, пересчетна  схема 10 в дополнительной группе при заполнении произведет пере лючени  триггера управлени , вход щего в группу, уп раз: 1. -к При этом дополнительно в накопительный счетчик поступит через блокирующий вентиль 7N-5, импульсов. . К , э гдеТ - врем  заполнени  второй пересчетной схемы в дополнительной группе. Следовательно, в накопительном счет.чике в этом случае за врем  Т ,. будет . 1MiM. накоплено N импульсов N ,-t-N, loT / MW Имеетс  принципиальна  возможность путем наращивани  схемы дополнительно третьей, четвертой и т. д. группой элементов 5, б, 7, 9, 10 и 11 учитывать 4-й, 5-и и т. д. члены р да разложени . Как видно из изложенного, в предлагаемом устройстве повышение точности не приводит,.к потере бысгродойсгви  устройства . В то ж.е врем  данное устройство обеспечивает максимально возможное быстродействие, йбуслоапенное набором числа импульсов, необходимого дл  получени  заданной статистической погрешности. Таким образом, преимуществом предлагаемого устройства  вл етс  отсутствие необходимости затраты времени на обработку результата измерени , тпк как обработка результата пропсхоцит непосредственно в процессе набора импульсов, число которых определ етс  только требовани ми статистики. Это преимуществ особенно сильно про вл етс  при измерении т&пщпны покрыти  в услови х производства на потоке, где необходимо примен ть переносные приборы дл  измерени  толщины покрытий на месте изготовлени  крупногабаритных деталей, и при этом результат измерени  должен быть получен непосредственно без применени  дополнительных вычислительных , устройств. Другим преимуществом  вл етс  также возможность получени  линейной зависимости между измер емой величиной и результатом ее измерени  радиопзотопным прибором, что позвол ет градуировать прибор непосредственно в единицах измер емой величины и отказатьс  от гшсгрпо-and - 1 Jo backscattered radiation; 3-- scattered flux for the saturation layer. The measurement result obtained using the described recorder is proportional to the measured thickness of the coating with nonlinearity at the end of the range from 0 to 0.6 not worse than 3%. The disadvantage of this device is its relatively not high speed, since the process of accumulation and processing of results in it measurements are performed cyclically. For example, during the first cycle of a set of pulses, a number of pulses is recorded in the cumulative counter, which is proportional to only the first term of expression (I). In the second and t-loop cycles, the pulses accumulate in the cumulative counter, the number of which is proportional to the rest of the term. Thus, the total measurement time is v.3H -% - S where. - the duration of the first, second and third measurement cycles, respectively. It should be emphasized that to obtain the necessary statistical measurement error, the Set Time i would suffice. . Consequently, the time intervals of operation of the recorder t and -bj already in this case do not affect the magnitude of the statistical measurement error, but are simply necessary for the given hardware implementation of expression (1). The purpose of the invention is to increase the speed of information processing in radioisotope coating thickness gauges while maintaining accuracy over a wide range of measurements and sufficient simplicity of the circuit. This is achieved by including: OR multi-input logic circuitry connected to the input of the input valve , and a control trigger, each input of which is connected to one of the outputs of the lane, counting circuits, while the output of the former is connected directly to the input of the OR circuit, the output of the second forwarder is connected to another By an input of the OR circuit through a blocking valve, the control input of which is connected to the control trigger output and the input of the second conversion circuit, the counting input of which is connected to the pulse generator, the counting input of the first conversion circuit being connected to the output of the input valve, and the output of the circuit OR to the input of the cumulative counter. Constructive implementation of the device shown in the drawings. FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; in fig. 2 shows time diagrams of the operation of individual units; FIG. 3 is a block diagram of one embodiment of the device. The device contains a sensor 1, an input valve 2, a timer 3, a cumulative counter 4, a generator of 5.5 pulses, a trigger 6.6 controls blocking, two formers 8 and a valve 7.7 counters U, 9 pulses. 10, 11, AND and multi-input logic OR 12. The device operates as follows. In the initial position, the input valve 2 and the blocking valve 7 are closed, and the control trigger 6, the counter 4 and the scaling circuit 1O are in the zero state. In the presence of a permissive signal of timer 3, pulses from sensor 1 with counting rate n (pulses / sec) start to flow through the input valve 2, which are simultaneously applied to drivers 8 and 9 and recoding circuit 10. At this, drivers 8 and 9 form one pulse from each input pulse along its edges (Fig. 2), and the conversion circuit 10 performs a continuous (during the measurement time) recalculation of the input pulses with a conversion factor K. During the time T, there is also an accumulation of pulses in the accumulative counter 4, coming from the output of the generator 8. The signal from the output of the resetting circuit Yu changes the state of the control trigger 6, which gives permission to the passage of the pulses from the generator 9 through the control valve 7 in the cumulative counter 4, and also for filling the scaling circuit 11 with pulses of the generator 5 with frequency fp. In this case, the pulses passing through the valve 7 will be carried out only during the time T due to the set of pulses in the scaling circuit 11 and stops when it is filled, because at the moment of filling the scaling circuit 11 the trigger of the trigger 1 and changes to its original state ( the zero state), which closes the valve 7 and resets the scaling circuit 11 to the zero state, in which it is before the filling point of the scaling circuit 10. During the time T, N pulses will be accumulated in accumulator 4 Stepped from the shaper output 8. . During time T, the scaling circuit 1O changes the state of the control trigger ch: N .JlIvAlNL - - and accumulative counter 4 will additionally arrive at time f through the blocking valve 7 (where V is the filling time of the second scaling circuit) N pulses, K, Thus, in the cumulative counter 4, in time, only N pulses were recorded:. (H. | N) T The selection of the K n values is based on the required speed count range. If v is the minimum counting rate, a., Xy, c is the maximum counting rate, then. tlhlnNin Usually in most cases, the presence of the second term provides the desired accuracy. Indeed, if the expression Ox V 0.5 j C-fIi is realized, then the nonlinearity at the end of the range of variation Ox from 0 to 0.4 is 2%. However, in a number of cases, it is necessary to carry out measurements in a wider range while maintaining or increasing accuracy. These requirements can be easily met by simply expanding the scheme with another group of elements 5, 6, 7, 9, 10, and 11 (Fig. 3). In this case, the accuracy is increased by taking into account the third term of the decomposition row (l. At that, the output of the blocking valve 7 (Fig. 3) is connected to the free input of the OR circuit, and the input of the pulse former 9 pulses with the output of the primary driver 8 pulses of the main device, and the counting input circuit 10 with the output of the device blocking valve 7. Then during the time TU, the recalculation circuit 10 in the additional group will switch to the control trigger included in the group, once: 1. -k In addition, the accumulative counter will step through the blocking valve 7N-5, pulses., K, e where T is the time of filling the second scaling circuit in the additional group. Consequently, in the accumulative counting key in this case, N time pulses will be accumulated in T, .1MiM. tN, loT / MW In principle, it is possible by extending the scheme to an additional third, fourth, etc. group of elements 5, b, 7, 9, 10, and 11 to take into account the 4th, 5th, and so on. . As can be seen from the above, in the proposed device, the increase in accuracy does not result in the loss of a device by a device. At the same time, this device provides the highest possible speed, which is a slab-shaped set of the number of pulses necessary to obtain a given statistical error. Thus, the advantage of the proposed device is the absence of the need for the time spent on processing the measurement result, tpk as processing the result of a protophocyte directly in the process of a set of pulses, the number of which is determined only by the requirements of statistics. This advantage is particularly pronounced when measuring t & n coatings under production conditions in a stream where portable measuring devices are necessary to measure the thickness of coatings at the place of manufacture of large parts, and the measurement result must be obtained directly without additional computation devices. Another advantage is also the possibility of obtaining a linear relationship between the measured value and the result of its measurement by a radiozotopic device, which makes it possible to calibrate the device directly in units of the measured value and to reject it.

НИН .градунровочного графика. Указанна  линейна  зависимость дает возможность при градуировке использовать минимальное число эталонов - три (дл  начала, середины и конца диапазона измерени ), NIN. Graphic of the schedule. This linear dependence makes it possible to use the minimum number of standards during calibration (three for the beginning, middle and end of the measurement range),

что также  вл етс  преимуществом перед существующими устройствами.which is also an advantage over existing devices.

Предлагаемое устройство может быть реализовано с помощью серийно выпускаемых интегральных схем средней и большой степени интеграции. Стоимость такого устройства при использовании интегральных схем, например, серии 176 будет составл ть 100-2ОО руб. Экономический эффект от применени The proposed device can be implemented using commercially available integrated circuits of medium and high degree of integration. The cost of such a device when using integrated circuits, for example, the series 176 will be 100-2OO rubles. The economic effect of the application

предлагаемого устройства в толщиномера покрытий получаетс  за счет экономии времени измерени , что повышает производительность труда в 1,5-2 раза.The proposed device in the coating thickness gauge is obtained by saving measurement time, which increases labor productivity by 1.5-2 times.

Данное устройство может примен тьс  не только при измерении толщины покры тий, но и в других случа х, когда примен етс  радиоизотопный метод измерени , например при измерении толщины, плотности, при анализе состава.This device can be used not only when measuring the thickness of coatings, but also in other cases when using the radioisotope measurement method, for example, when measuring thickness, density, in the analysis of the composition.

Claims (3)

1.Коколевский В. И. и др. Способ линеаризации градуировочной кривой дл  абсорбционных методов анализа и его техническа  реализаци . Сб. Радиоционна  техника. М., Атомиздат, 1974, вып. 10, с. 196.1. Kokolevsky V.I. et al. Method of linearization of a calibration curve for absorption analysis methods and its technical implementation. Sat Radio technology. M., Atomizdat, 1974, no. 10, s. 196. 2.Курочкин С. С. и др. Специализированные устройства цифрового накоплени и обработки информации. Сб. Ядерное приборостроение, М., Атомиздат, 1974, вып. 26, с. 127.2. Kurochkin S. S. et al. Specialized devices for digital storage and processing of information. Sat Nuclear Instrumentation, Moscow, Atomizdat, 1974, no. 26, p. 127. 3.Авторское свидетельство СССР № 431395, кл. Q 01 D 1/06, 1972 {прототип).3. USSR author's certificate number 431395, cl. Q 01 D 1/06, 1972 {prototype). бременные диаграммы работы ерориироватгп burdening charts а - вводной импульс;a - introductory impulse; 5-импульс на выходе (рормиро ател  8;5-pulse output (rormiro tel 8; Ъ-импулбс навылоде (рормировател  3,B-impulbs on the bridge (rormiser 3, (puz.2(puz.2