Цифровий інтенсиметр

Винахід відноситься до вимірювальної техніки і може бути використаний як базовий пристрій для створення серії радіометричних приладів, що працюють від будь-яких типів датчиків з імпульсним виходом, з можливістю видачі Інформації в будь-яких потрібних стандартних одиницях виміру. Відомий пристрій [1], що має з запропонованим наступні суттєві спільні ознаки: генератор, вихід якого з'єднаний з входом дільника частоти (лічильника), ключ (елемент "І"), перший вхід якого з'єднаний з Інформаційним входом пристрою, лічильник І цифровий Індикатор, Крім того вихід дільника частоти з'єднаний з другим входом ключа, вихід якого підключений до входу лічильника, виходи якого з'єднані з входами цифрового Індикатора. Суттєвим недоліком даного пристрою є те, що він не дозволяє виконувати масштабування вхідної величини. Найбільш близьким по сукупності ознак до запропонованого є пристрій [2], що має з ним наступні суттєві спільні ознаки: цифровий Індикатор, входи якого підключені до виходів дешифратора, регістр, перший і другий лічильники, лічильний вхід останнього з яких з'єднаний с виходом генератора, а також елемент "І", перший вхід якого підключений до інформаційного входу пристрою. Крім того входи дешифратора з'єднані з виходами розрядів регістра, інформаційні входи розрядів якого підключені до виходів розрядів першого лічильника, вхід установки якого з'єднаний з першим виходом логічного елемента керування, другий вихід якого підключений до входу запису регістра, а вхід логічного елемента керування з'єднаний з виходом другого лічильника, причому другий вхід елемента "І" підключений до виходу др угого лічильника, а вихід елемента "І" з'єднаний з лічильним входом першого лічильника. Даний пристрій, однак, не дозволяє виконувати масштабування вхідної величини, що суттєво звужує його експлуатаційні можливості. В основу винаходу поставлена задача створення цифрового інтенсиметра, я кому масштабування вхідної величини здійснюється в процесі її надходження, чим забезпечується обробка інформації в реальному масштабі часу і за рахунок цього результат вимірювання може бути представлений а бажаних стандартних одиницях без будь-якої додаткової затримки. Поставлена задача вирішується тим, що й цифровий інтенсиметр, що містить цифровий індикатор, входи якого підключені до виходів дешифратора, регістр, перший і другий лічильники, лічильний вхід останнього з яких з'єднаний з виходом генератора, а також елемент "І", перший вхід якого підключений до інформаційного входу пристрою, згідно з винаходом, вводять елемент "АБО", елемент "НІ", другий елемент "І", елемент затримки, блок керування і комбінаційний суматор, перша група входів якого з'єднана з шиною задання коефіцієнту помноження, друга гр упа його входів підключена до виходів розрядів регістра, а виходи розрядів комбінаційного суматора з'єднані з Інформаційними входами розрядів регістра, вхід запису якого підключений до виходу елемента "НІ", а вхід установки регістру з'єднаний з першим виходом блока керування, входом установки другого лічильника І другим входом першого елемента "І", ви хід якого підключений до першого входу елемента "АБО", др угий вхід якого з'єднаний з виходом елемента затримки, вхід якого підключений до виходу др угого елемента "І", перший вхід якого з'єднаний з виходом переносу комбінаційного суматора, а другий вхід підключений до входу елемента "НІ", ви ходу елемента "AБO", до лічильного входу першого лічильника, виходи розрядів якого з'єднані з входами дешифратора, а вхід установки підключений до другого виходу блока керування, перший вхід якого з'єднаний з виводом другого лічильника, а другий вхід підключений до входу керування пристрою. Блок керування містить RS-тригер, перший і другий одновібратори, входи яких з'єднані з першим і другим входами блока керування відповідно, вихід другого одновібратора підключений до другого виходу блока керування і S-входу RS-тригера, Rвхід якого з'єднаний з виходом першого одновібратра, а вихід підключений до першого виходу блока керування. Введення в пристрій нових структурних елементів і нових зв'язків дозволяє по кожному вхідному імпульсу сформувати серію імпульсів, середня частота повторення яких дорівнює частоті вхідних Імпульсів, помноженій на дробовий коефіцієнт, що І забезпечує масштабування вхідної величини в процесі її надходження. Структурна схема цифрового інтенсиметра приведена на фіг. 1. До його складу входять Інформаційний вхід пристрою 1, елемент "І" 2. лічильник 3, регістр 4, дешифратор 5, цифровий індикатор 6, генератор 7, лічильник 8, комбінаційний суматор 9, елемент "АБО" 10, елемент "НІ" 11, елемент "І" 12, елемент затримки 13, блок керування 14, шина задання коефіцієнту помноження 15, керуючий вхід 16 пристрою. Варіант побудови блока керування 14 приведено на фіг. 2. До його складу входять входи 17 і 18, виходи 19 і 20, RS-тригер 21 і одновібратори 22 і 23. Перша група входів комбінаційного суматора 9 з'єднана з шиною 15 задання коефіцієнту помноження. Друга група його входів підключена до виходів розрядів регістра 4, а виходи розрядів комбінаційного суматора 9 з'єднані з інформаційними входами розрядів регістра 4, вхід запису якого підключений до виходу елемента "НІ" 11, а вхід установки регістра 4 з'єднаний з виходом 19 блока керування 14, входом установки лічильника 8 і другим входом елемента "І" 2, перший вхід якого підключений до інформаційного входу і пристрою, а вихід з'єднаний з першим входом елемента "АБО" 10, другий вхід якого підключений до виходу елемента затримки 13, вхід якого з'єднаний з виходом елемента "І" 12, перший вхід якого підключений до виходу переносу комбінаційного суматора 9, а другий вхід з'єднаний з входом елемента "НІ" 11, виходом елемента "АБО" 10 і з лічильним входом лічильника 3, виходи розрядів якого підключені до входів дешифратора 5, виходи якого з'єднані з входами цифрового індикатора 6, причому вхід установки лічильника 3 підключений до виходу 20 блока керування 14, вхід 18 якого з'єднаний з керуючим входом 16 пристрою, а вхід 17 підключений до виходу лічильника 8, лічильний вхід якого з'єднаний з виходом генератора 7. Пристрій працює наступним чином. В початковому стані на виході 19 блока керування 14 присутній рівень логічного 0, який утримує в нульовому стані лічильник 8, регістр 4 і закриває елемент "І" 2. В лічильнику 3 зберігається результат попереднього виміру, який з допомогою дешифратора 5 індукується цифровим індикатором 6. Після подачі на керуючий вхід 16 пристрою запускаючого сигналу на виході 20 блока керування 14 формується короткий імпульс, який скидає лічильник 3 в нульовий стан. Одночасно на виході 19 блока керування 14 встановлюється рівень логічної 1, який розблоковує лічильник 8 і регістр 4, а також відкриває елемент "І" 2. імпульси, які поступають на вхід 1 пристрою, проходять через відкритий елемент "І" 2 на перший вхід елементу "АБО" 10. На другий вхід елементу "АБО" 10 через елемент затримки 13 надходять імпульси з виходу елемента "І" 12. Середня частота імпульсів на виході елемента "АБО" 10 може бути визначена наступним чином: де f1 - середня частота імпульсів на вході 1 пристрою; f2 - середня частота імпульсів на виході елемента "І" 12. Комбінаційний суматор 9 разом з регістром 4 і елементом "І" 12 утворюють інтегратор з паралельним переносом, середня частота імпульсів на виході якого, тобто на ви ході елемента "І" 12, дорівнює де А - число, подане на шину 15 задання коефіцієнту помноження; М - ємність комбінаційного суматора 9 і регістра 4. Якщо комбінаційний суматор 9 функціонує в двійковому коді, то М дорівнює 2m, де m - кількість двійкових розрядів суматора 9 і регістра 4. Елемент "НІ" 11 забезпечує запис чергового значення в регістр 4 після проходження імпульса через елемент "І" 12. З рівнянь (1) і (2) отримаємо: Починаючи з моменту встановлення на виході 19 блока керування 14 рівня логічної 1, лічильник 8 веде підрахунок імпульсів, які надходять з виходу генератора 7. В момент переповнення лічильника 8 на його виході формується перепад логічних рівнів, який надходить на вхід 17 блоку керування 14 і встановлює на виході 19 останнього рівень логічного 0. При цьому елемент "І" 2 закривається, а лічильник 8 і регістр 4 встановлюються в нульовий стан, в якому утримуються до надходження чергового запускаючого сигналу на керуючий вхід 16 пристрою. Таким чином, час виміру Т в запропонованому пристрої визначається ємність лічильника 8. За час виміру Т в лічильнику 3, з вра хуванням виразу (3), буде зафіксоване число або де n=f1T - кількість Імпульсів, які поступили на вхід 1 пристрою за час Т. Таким чином, як випливає з рівняння (5), в запропонованому пристрої одночасно з вимірюванням вхідної величини відбувається операція масштабування. Це суттєво розширює експлуатаційні можливості пристрою, оскільки забезпечує можливість його роботи від будь-яких типів датчиків з імпульсним виходом, з представленням результату вимірювання в необхідних одиницях. Лічильник 8 так само як і в пристрої-прототипі може бути керованим, тобто з перемінною ємністю, чим може бути забезпечена зміна часу Т виміру.