SU1234760A1 - Meter of physical quantities - Google Patents

Изобретение относитс  к области цифрового измерени  физических величин - давлени , перемещений, силы. температуры, влажности и т.д. с пойо- щью резонаторных СВЧ-датчиков. Цепь изобретени  - повьнпение точности и быстродействи . Устройство содержит СВЧ-генератор 1, генератор линейно измен ющегос  напр жени  2, делитель мощности 3, опорный датчик 4, формирователь временных интервалов (ФВИ) 5, состо щий из двух триггеров 6 и 7, двух блоков выделени  переднего фронта 8 и 11,.двух элементов И 9 и 13,триггера управлени  реверсом 10 и блока выделени  заднего фронта 12, формирователь резонансных импульсов 14,измерительный датчик 15, индикатор 16, программно-временной блок (ПВБ) 17 и блок измерени  временных интервалов (БИВИ) 18, состо щий из слThe invention relates to the field of digital measurement of physical quantities - pressure, displacement, force. temperature, humidity, etc. with a resonator microwave sensor circuit. The chain of the invention is accuracy and speed. The device comprises a microwave generator 1, a generator of linearly varying voltage 2, a power divider 3, a reference sensor 4, a time interval generator (PVI) 5, consisting of two triggers 6 and 7, two blocks of the leading front 8 and 11 ,. two elements 9 and 13, a trigger for controlling the reverse 10 and a block of the falling edge 12, a resonant pulse shaper 14, a measuring sensor 15, an indicator 16, a program-time block (PVB) 17 and a time interval measuring block (BIVI) 18, consisting of cl

12347601234760

генератора счетных импульсов 19, эле- ШШ 24 и блока задержки 25. Цель дос- мента И 20, счетчика 21, регистра 22, тигаетс  выполнением ФВИ 5 и введени- вычислительноГо блока 23, элемента ем ПВБ 17 и БИВИ 18, 1 ил.a generator of counting pulses 19, an Element ShSh 24, and a Delay Block 25. The purpose of the And 20, the counter 21, the register 22, is executed by the FVI 5 and the introduction of the computational block 23, the PVB 17 and the Bivi 18, 1 ill.

Изобретение относитс  к цифровому измерению физических величин - давлени , перемещений, силы, температуры, влажности и т.д., с помощью резона- торных СВЧ-датчиков.The invention relates to the digital measurement of physical quantities — pressure, displacement, force, temperature, humidity, etc., using resonator microwave sensors.

Цель изобретени  - повьшение точности и быстродействи .The purpose of the invention is to increase accuracy and speed.

На чертеже приведена структурна  электрическа  схема измерител  -физических величин.The drawing shows a structural electrical circuit meter-physical quantities.

Измеритель физических величин содержит .СВЧ-генератор 1, генератор линейно измен ющегос  напр жени  (ГЛИН 2), делитель 3 мощности, опорный датчик 4, формирователь 5 временных интервалов, включающий первый и второй триггеры 6 и 7, первьй блок 8 вьщелени  переднего фронта , первый элемент И 9, триггер 10 управлени  реверсом, второй блок 11 выделени  переднего фронта, блок 12 вьщелени  заднего фронта и. второй элемент И 13 формирователь 14 резонансных импульсов , измерительный датчик 15, индикатор 16, программно-временной блок 17, блок 18 измерени  временных интервалов , состо щий из генератора 19 счетных импульсов, третьего элемента И 20, счетчика 21, регистра 22, вычислительного блока 23, элемента ИЛИ 24, блока задержки 25.The physical quantity meter contains a .HFW generator 1, a generator of linearly varying voltage (CLAY 2), a power divider 3, a reference sensor 4, a time generator 5, which includes the first and second triggers 6 and 7, the first block 8 of the leading edge, the first element 9 and 9, the reverse control trigger 10, the second block 11 of the leading edge, the block 12 at the back edge and. the second element And 13 shaper 14 resonant pulses, measuring sensor 15, indicator 16, program-time block 17, block 18 of measuring time intervals, consisting of a generator 19 of counting pulses, the third element And 20, counter 21, register 22, computing unit 23 , element OR 24, delay block 25.

Измеритель физических величин работает следующим образом.Measurement of physical quantities works as follows.

Однократно в начале работы формируетс  сигнал Пуск в программно- временном блоке 17, обеспечивающий установку ГЛИН 2 в исходное состо ние , установку в нулевое состо ние триггера 10 и счетчика 21 через блок задержки 25 и элемент ИЛИ 24.Once at the beginning of operation, the Start signal is formed in the program-time block 17, which ensures installation of GLINE 2 into the initial state, installation of the trigger 10 and the counter 21 into the zero state via the delay block 25 and the OR element 24.

ГЛИН 2 находитс  в режиме формировани  линейно растущего напр жени  за счет низкого уровн  сигнала с пр мого выхода триггера 10, что обеспечивает лине;йное нарастание частоты fou на выходе СВЧ-генератора 1.CLAY 2 is in the mode of forming a linearly increasing voltage due to the low level of the signal from the direct output of the trigger 10, which ensures the line; a steady increase in the frequency fou at the output of the microwave generator 1.

VV

В интервале t,- t значение частоты входе опорного датчика 4 близко к значению резонансной частоты fpi, опорного датчика 4, за счетIn the interval t, - t the value of the frequency of the input of the reference sensor 4 is close to the value of the resonant frequency fpi, the reference sensor 4, due to

чего коэффициент передачи мощности СЕЧ с входа на выход опорного датчика 4 резко возрастает,. приближа сь к единице. Как следствие, на выходе формировател  14 формируетс  видеоимпульс , по заднему фронту которогоbringing the power transmission coefficient of the SES from the input to the output of the reference sensor 4 increases dramatically. approaching unit. As a result, at the output of the imager 14, a video pulse is formed, on the back edge of which

устанавливаетс  в единичное состо ние триггер 7.set to one state trigger 7.

Сигналом с выхода триггера 7 раз- решаетс  прохождение счетных импульсов на счетньй вход счетчика 21. Счет продолжаетс  до момента t, совпадающего с задним фронтом сигнала с формировател  14, формируемого в интервале t за счет совпадени  частоты „ СВЧ-генератора 1 с резонансной частотой , измерительного датчика 15.The output signal of the trigger 7 allows the passage of counting pulses to the counter input 21. The counting continues until time t coincides with the falling edge of the signal from the driver 14 generated in the interval t due to the coincidence of the frequency of the microwave generator 1 with the resonant frequency measuring sensor 15.

В момент времени t формируетс  сигнал с триггера 7 за счет совпадени  сигналов в элементе И 9, триггерAt time t, a signal is generated from trigger 7 by the coincidence of the signals in the element AND 9, the trigger

6 устанавливаетс  в единичное состо ние; сигнал с его выхода совпадает в момент t с задним фронтом сигнала с формировател  14 в элементе И 13, сигналом с элемента И 13 устанавливаютс  в нулевое состо ние .триггеры 7 и 6. По заднему фронту сигнала с триггера 6 переключаетс  в единичное состо ние триггер 10, на вход реверса ГЛИН 2 -подаетс  единичный уровень6 is set to one; the signal from its output coincides at time t with the falling edge of the signal from the driver 14 in the element And 13, the signal from the element 13 and set to the zero state. Triggers 7 and 6. On the falling edge of the signal from the trigger 6, the trigger 10 switches to one state. , to the input of the reverse CLAY 2 - a single level is supplied

сигнала с выхода триггера 10, перевод щий ГЛИН 2 в режим формировани  линейно падающего напр жени  (с мо- .мента t ) .a signal from the output of the trigger 10, which converts GLINE 2 into the linearly falling voltage generation mode (from the moment t).

В интервал времени tj- t5 формируетс  видеоимпульс на выходе формировател  14 за счет совпадени  значений частот f и „,„. По заднему фронщгл .In the time interval tj-t5, a video pulse is formed at the output of the imaging device 14 due to the coincidence of the values of the frequencies f and ",". On the back frontschgl.

ту импульса с блока 12 в момент tg переводитс  в единичное состо ние триг- гер 7, разрешаетс  прохождение счетных импульсов на счетный вход счетчика 21 с выхода генератора 19 черезthe pulse from block 12 at time tg is transferred to the single state trigger 7, the passage of the counting pulses to the counting input of the counter 21 from the output of the generator 19 through the

3123476031234760

хему элемента И 20. Счет продолжает- которого   до момента времени tg, когда форируетс  по заднему фронту сигнала блока 12 сигнал с элемента И 13, станавливающий триггер 7 в нулевое осто ние. В этом интервале времениto the element 20. And the counting continues until the moment tg, when the signal from the element 13 is set on the rising edge of the signal of the block 12, which sets the trigger 7 to zero. In this time interval

в исходн с входом ни  напр  временных вательно делени  п мент И, в единичным последова управлени выделени  которого л  времен тельно со заднего ф при этом го фронта второго т ключен к мента И и формирова счетный в версом со триггера мента И, нулевь1м в триггеров лени  пер лени  зад входом бл интервало ное состо версом  в ровател  измерени  ит из пос генератор го элемен вычислите мента ИЛИ первый вх входом бл тервалов мно-време элемента И блока изм и соединен мно-време формироват выход элем блока заде записи рег счетных им входом бло тервалов дом програ вертый выхin the source with the input neither the time division of the And moment, in a single sequential control of the allocation of which l is temporarily from the back of this second front of the second key is included in the And moment and formed countable in the vertex from the I trigger, The back of the input of the interval is the status of the measurement meter from the generator generating unit OR the first input by the interval interval of the element of the AND block of the measurement unit and connected to the variable time form the output of the element of the recording block of the register om programmed

t(t , в счетчике 21 формируетс  код, пропорциональный разности частотt (t, in the counter 21 a code is generated proportional to the frequency difference

из ч 0(1 from h 0 (1

Взаимосв зь измер емой величины X Interconnection of the measured value X

с кодом на выходе регистра 22 дл  датчика с линейной зависимостью частоты f.. от параметра X имеет видwith the code at the output of the register 22 for a sensor with a linear dependence of the frequency f .. on the parameter X is

N N

К,-ХK, X

скck

ut Xut x

ТT

С1(C1 (

где К, - коэффициент преобразовани  измер емой величины X в интервал времени At;where K, is the conversion factor of the measured quantity X into the time interval At;

период счетных импульсов на выходе генератора 19.the period of the counting pulses at the output of the generator 19.

Полученное в счетчике 21 значение кода N переписываетс  по сигналу с выхода элемента ИЛИ 24 в момент tg с выходов счетчика 21 в регистр 22 за счет формировани  сигнала в формирователе 5. Одновременно сигналом с блока 11 обеспечиваетс  запуск вычис лительного блока 23 через программно- временной блок 17 дл  вычислени  значени  по значению кода, подаваемого с выходов регистра 22 на информационные входы вычислительного блока 23.The value of the N code obtained in the counter 21 is rewritten by the signal from the output of the element OR 24 at the moment tg from the outputs of the counter 21 to the register 22 due to the formation of the signal in the driver 5. At the same time, the signal from the block 11 ensures the start of the computing unit 23 through the program-time block 17 to calculate the value from the code value supplied from the outputs of the register 22 to the information inputs of the computing unit 23.