Claims (2)
1%one%
из емкости. В горной выработке 4 размещены датчики 5 и 6, причем первый из них установлен непосредственно возле основани емкости , з второй отдален от нее. Датчики св заны механически через теио горного мрссива с емкостью 1, а электрически соединены с измерительным блоком.from the tank. Sensors 5 and 6 are located in the mine work 4, the first of which is installed directly near the base of the tank, and the second one is distant from it. The sensors are connected mechanically via a teio-mountain massif with a capacitance of 1, and electrically connected to the measuring unit.
Кроме датчиков 5 и 6, устройство контрол уровн содержит формирователи 7 и 8 пр моугольных импульсов св занные входами с датчиками 5 и 6, генератор 9 тактовых импульсов, подключенный к входу элемента 10 совпадени , св занного вторым входом с формирователем 8, регистр 11 сдвига, св занный информационным входом с выходом формировател 7, а тактозым входом - с выходом делител 12 частоты, подключенного к генеоатору 9, элементы ИЛИ 13, св занные входами с группами разр дных выходов регистра 11, а выходами через ключи 14 - с входами элементов ИЛИ 15, коммутатор (мультиплексор) 16 выходов регистра, подключенный информационными входами к первым из каждой группы выходам регистра 11, а выходом через ключ 17 к информационному входу регистра 18 сдвига, соединенного тактовым входом с генератором 9. а выходами через элементы ИЛИ 15 - с входами элементов 19 совпадени , счетчики 20 импульсов, св занные счетными входами с выходами элементов 19 совпадени , подключенных своими вторыми сходами к выходу элемента 10 совпадени , выходы переполнени счетчиков 20 соединены с информационными входами блока 2 1 запоминани и обработки а также блока 22 управлени Бпок 22 /правлени содержит запоминающий регистр 23, подключенный информационными входами вместе с входамм элемента ИЛИ 24 к информационному аходу блока 22, а выходом через адресный выход блока 22 - к адресному входу коммутатора 16 и отдельному информационному входу блока 21, элементы 25 и 26 совпадени , соединенные первыми входами через вход синхронизации блока 22 с генератором 9, з своими входами - с выходом элемента ИЛИ 27, второй вход элемента совпадени 26.св - зан с выходом элемента ИЛИ 24, распределитель 28 импульсов (выполненный, например, в виде кольцевого четырехразр дного счетчика импульсов), подключенный входом к выходу элемента ИЛИ 27, триггер 29, под ключенный инверсным выходом к входу элемента 30 совпадени и через первым выход управлени блока 22 к входам управлени ключей 14, а неинверсным выходом - к выходу элемента 31 совпадени и через второй выход блока 22 к входу управлени ключаIn addition to sensors 5 and 6, the level control device includes drivers of 7 and 8 rectangular pulses connected by inputs with sensors 5 and 6, a generator of 9 clock pulses connected to the input of a coincidence element 10 connected by a second input to a driver 8, a shift register 11, associated with the information input with the output of the imaging unit 7, and the clock-input input with the output of the frequency divider 12 connected to the generator 9, the elements OR 13 connected with the groups of the bit outputs of the register 11, and the outputs through the keys 14 with the inputs of the elements OR 15 com Tator (multiplexer) 16 register outputs, connected by information inputs to first outputs of register 11 from each group, and output via key 17 to information input of shift register 18, connected by clock input to generator 9. And outputs through elements OR 15 - with inputs of elements 19 matches, pulse counters 20 connected by counting inputs to outputs of matching elements 19 connected by their second outputs to the output of matching element 10, overflow outputs of counters 20 are connected to information inputs of block 2 The processing and control unit 22 Bpok 22 / of the board contains a storage register 23 connected by information inputs together with the inputs of the OR element 24 to the information output of block 22, and output through the address output of block 22 to the address input of the switch 16 and a separate information input of the block 21, elements 25 and 26 of coincidence, connected by the first inputs through the synchronization input of block 22 with generator 9, with their inputs to the output of the element OR 27, the second input of the element of coincidence 26.cv is assigned to the output of the element OR 24, distributor 28 pulses (made, for example, in the form of an annular four-bit pulse counter), connected by the input to the output of the element OR 27, trigger 29, connected by an inverse output to the input of the matching element 30 and through the first control output of the block 22 to the control inputs of the keys 14, and non-inverted output - to the output of the coincidence element 31 and through the second output of block 22 to the control input of the key
17, триггер 32, св занный выходами через элементы совпадени 32 и 34 с входами триггера 29, при этом нулевой выход распределител 28 импульсов подключен через17, a flip-flop 32 connected by the outputs via the matching elements 32 and 34 to the inputs of the flip-flop 29, while the zero output of the pulse distributor 28 is connected via
третий выход блока 32 к входам управлени элементов 19 совпадени , первый выход через элемент 30 совпадени - к входу управлени регистра 23 и входу обнулени триггера 32, а через элемент 31 совпадени the third output of the block 32 to the control inputs of the matching elements 19, the first output through the matching element 30 to the control input of the register 23 and the zero reset trigger 32, and through the matching element 31
0 - к входу установки триггера 32 и через четвертый выход блока 22 к входу управлени блока 21, второй выход - к вторым входам элементов 33 и 34 совпадени , а третий выход - к второму входу элемента 25 совпа5 дени и через п тый выход блока 22 к входам обнулени счетчиков 20.0 to the trigger setup input 32 and through the fourth output of block 22 to the control input of block 21, the second output to the second inputs of matching elements 33 and 34, and the third output to the second input of matching element 25 and through the fifth output of block 22 to 20 counter reset inputs.
Коммутатор 16 состоит из элементов 35 совпадени , первые входы которых подключены через информационные входы комму0 татора 16 к первым из каждой группы выходам регистра 11 сдвига, вторые входы - через адресный вход коммутатора 16 и адресный выход блока управлени 22 к информационному выходу регистра 23, а ихThe switch 16 consists of coincidence elements 35, the first inputs of which are connected via the information inputs of the switch 16 to the first outputs of the shift register 11 from each group, the second inputs through the address input of the switch 16 and the address output of the control unit 22 to the information output of the register 23, and
5 выходы - через элемент ИЛИ 36 и выход коммутатора 16 к входу ключа 17. Блок 21 запоминани и обработки содержит первый регистр 37, подключенный информационными входами через первый информзцион0 ный вход блока 21 и адресный выход блока 22 управлени к информационному выходу регистра 23, второй регистр 38, подключенный информационными входами через второй информационный вход блока 21 к5 outputs through the element OR 36 and the switch 16 output to the key 17 input. The memory and processing unit 21 contains the first register 37 connected by information inputs through the first information input of the block 21 and the address output of the control unit 22 to the information output of the register 23, the second register 38 connected by information inputs through the second information input of block 21 to
5 выходам счетчиков 20, индикатор 39, подключенный информационными входами к информационным выходам регистров 37 и 38, входы управлени которых соединены через вход у правлени блока 21 и четвертый5 outputs of counters 20, indicator 39, connected by information inputs to information outputs of registers 37 and 38, the control inputs of which are connected via the input of the unit 21 and the fourth
0 выход блока 22 с выходом элемента совпадени 31 (при необходимости блок 21 может дополнительно содержать другие функциональные элементы).0, the output of block 22 with the output of coincidence element 31 (if necessary, block 21 may additionally contain other functional elements).
Устройство работает следующим обра5 зом.The device works as follows.
При зэгрузке материала 2 в подземную емкость 1 возникают удары его отдельных кусков и порций ; поверхностью накопленного материала в точке А (фиг. а). Эти ударыWhen material 2 is unloaded into underground tank 1, blows of its separate pieces and portions occur; the surface of the accumulated material at point A (FIG. a). These blows
0 вызывают сейсмические колебани , которые распростран ютс в горном массиве, окружающем емкость 1, и возбуждают в датчиках 5 и 6 электрические сигналы, В при5 ближенном к емкости датчике 5 сигналы по вл ютс раньше, чем э отдаленном датчике 6. Величина сдвиге (разность) сигналов во времени, определ ема разностью хода сейсмических лучей через тело горного массива от точки А до датчиков 5 и 6 функционально св зана с высотой контролируемого0 cause seismic vibrations that propagate in the mountain range surrounding capacitance 1 and excite electrical signals in sensors 5 and 6, B 5 when sensor 5 is near the capacitor, signals appear earlier than the remote sensor 6. The magnitude of the shift (difference) signals in time, determined by the difference in the course of seismic rays through the body of the rock mass from point A to sensors 5 and 6, is functionally related to the height of the monitored
уровн материала. Чем больше эта высота, тем меньше разность хода сейсмических лучей и соответственно короче врем в сдвига сигнала отдаленного датчика 6 относительно сигнала ближнего датчика 5 (фиг. 16).level of material. The greater this height, the smaller the difference of the seismic rays and, accordingly, the shorter the time in the shift of the signal of the remote sensor 6 relative to the signal of the near sensor 5 (Fig. 16).
Источник сейсмических колебаний в точке А вл етс общим дл обоих датчиков, поэтому возникающие в них сигналы по своей структуре идентичны. Эти сигналы могут искажатьс помехами, возникающими , например, от ударов кусков материала о стенки емкости и от других источников. Полезные сигналы и помехи между собой не св заны, т.е. их амплитудные и временные соотношени вл ютс случайными. В тоже врем полезные сигналы, поступающие от датчиков 5 и 6, физически взаимосв заны между собой временем в, что позвол ет выделить их среди помех при соответствую- щей обработке.The source of seismic vibrations at point A is common to both sensors, and therefore the signals arising in them are identical in structure. These signals can be distorted by interference, for example, from the impact of pieces of material against the walls of the container and from other sources. The useful signals and interference are not connected to each other, i.e. their amplitude and time ratios are random. At the same time, the useful signals from sensors 5 and 6 are physically interconnected with time in, which allows them to be distinguished from the interference with appropriate processing.
Сигналы от датчиков 5 и 6 поступают на формирователи 7 и 8, где усиливаютс и преобразуютс с помощью триггера Шмит- та в последовательности пр моугольных импульсов с посто нной амплитудой, соответствующей уровню логической единицы. Длительность импульсов и интервалы между ними завис т от амплитуды и частоты входного сигнала. В формировател х 7 и 8 при необходимости может осуществл тьс фильтраци входных сигналов с целью исключени высокочастотных составл ющих.The signals from sensors 5 and 6 are fed to the formers 7 and 8, where they are amplified and converted by means of a Schmitt trigger in a sequence of rectangular pulses with a constant amplitude corresponding to the level of a logical unit. The duration of the pulses and the intervals between them depend on the amplitude and frequency of the input signal. Formers 7 and 8 may optionally filter the input signals to eliminate high frequency components.
С выхода формировател 7 сигналы поступают на информационный вход регистра 11 сдвига, на котором осуществл етс их дискретизаци по времени и задержка с шагом дискретности, равным периоду тактовых импульсов, поступающих на тактовый вход регистра 11 от генератора 9 через де- литель 12частоты, При этом дл достижени меньшей разности двух дискретных значений высоты контролируемого уровн , различаемых устройством, дискретизаци и задержка опережающего сигнала от форми- ровател 7 осуществл етс дважды. Перва из них при большем значении шага дискретности происходит на регистре 11 и элементах ИЛИ 13, объедин ющих группы выходов этого регистра, а втора при меньшем зна- чении шага дискретности - на регистре 18. Период тактовых импульсов дл регистра 11 задаетс таким, чтобы шаг дискретности задержки сигнала был примерно вдвое меньше периода высокочастотных составл ющих входного сигнала.From the output of the imaging unit 7, the signals arrive at the information input of the shift register 11, where they are time-sampled and delayed with a discrete step equal to the period of clock pulses fed to the clock input of the register 11 from the generator 9 through the frequency separator 12, achieving a smaller difference of two discrete values of the monitored level measured by the device, sampling and delaying the lead signal from the former 7 are performed twice. The first of these, with a larger discrete step, occurs on register 11 and the OR 13 elements, which unite the output groups of this register, and the second, with a smaller discrete step, on the register 18. The clock period for the register 11 is set so that the discrete step The signal delay was approximately half the period of the high-frequency components of the input signal.
При наличии на информационном входе единичного сигнала в регистре 11 записываютс единицы, а в интервалах между ними - нули. По мере продвижени сигналов логических единиц и нулей по регистру 11 они по вл ютс на выходе каждого разр дного элемента, откуда поступают через групповые элемвнты ИЛИ 13 на вход ключей 14. Кроме того, сигналы с первого выхода каждой группы выходов регистра 11, объедин емых элементами ИЛИ 13, поступают на входы коммутатора 16. В зависимости от кода адреса, подаваемого на адресный вход коммутатора 16, сигналы проход т с того или иного выхода регистра 11 через коммутатор 16 и открытый ключ 17 на информационный вход регистра 18 сдвига, на тактовый вход которого подаютс импульсы от генератора 9. Тактовые импульсы могут поступать от генератора 9 непосредственно (как показано на фиг.2), либо через делитель частоты с меньшим, чем у делител 12, коэффициентом делени .If there is a single signal at the information input, the units 11 are recorded in the register 11, and zeros in the intervals between them. As the logic units and zeros advance through the register 11, they appear at the output of each bit element, from where they arrive through the group OR 13 elements to the input of the keys 14. In addition, the signals from the first output of each group of outputs of the register 11, combined by elements OR 13, arrive at the inputs of the switch 16. Depending on the address code supplied to the address input of the switch 16, the signals pass from one or another output of the register 11 through the switch 16 and the public key 17 to the information input of the shift register 18 to the clock one od pulses which are supplied from the generator 9. The clock may come directly from the generator 9 (as shown in Figure 2) or through a frequency divider with less than the divider 12, the division ratio.
Через элементы ИЛИ 15 сигналы поступают на первые входы элементов 19 совпадени либо с выходов открытых ключей 14, либо с разр дных выходов регистра 18. На вторые входы всех элементов 19 совпадени одновременно подаютс сигналы с выхода формировател 8 через элемент 10 совпадени , на котором осуществл етс дискретизаци сигналов с частотой генератора 9. При наличии на третьих входах элементов 19 совпадени единичного сигнала от блока 2 управлени на их выходе по вл ютс группы импульсов, поступающих на счетные входы счетчиков 20. Интенсивность по влени импульсов (среднее число импульсов в единицу времени) максимальна на выходе того элемента 19 совпадени , на котором происходит совпадение сигнала от датчика 5, за- держанного регистрами 11 и 18. с одноименным сигналом от датчика 6.The elements OR 15 receive signals to the first inputs of the matching elements 19, either from the outputs of the public keys 14, or from the bit outputs of the register 18. Signals from the output of the imaging unit 8 are simultaneously transmitted to the second inputs of all the matching elements 19 through the matching element 10, where sampling the signals with the oscillator frequency 9. If the third inputs of the elements 19 match a single signal from the control unit 2, groups of pulses appear at their output at the counting inputs of counters 20. Intensity the occurrence of pulses (the average number of pulses per unit time) is maximum at the output of that element 19 of coincidence, on which the signal from sensor 5, held by registers 11 and 18, coincides with the signal from sensor 6.
Величина сдвига сип алов, характеризующа высоту контролируемого уровн , определ етс по номеру счетчика 20 с наибольшим числом импульсов, накопленных за врем измерени . Сценка величины в относительно временного сдвига сигналов выражаетс числом тактовых импульсов, на которое задерживаетс регистрами 11 и 18 сигнал от датчика 5 до его совладени с сигналом от датчика 6.The magnitude of the shift, which characterizes the height of the monitored level, is determined by the number of the counter 20 with the largest number of pulses accumulated during the measurement time. The magnitude of the value in relative to the time shift of the signals is expressed by the number of clock pulses, which is delayed by registers 11 and 18 from the sensor 5 until it co-operates with the signal from sensor 6.
Процесс измерени осуществл етс в два этапа. На первом этапе по номеру счетчика 20 с наибольшим числом накопленных импульсов определ етс величина временного разноса входных сигналов от датчиков 5 и 6, выраженна целым числом тактов Ti задержки опережающего сигнала. При этом на первые входы элементов 19 совпадени сигналы подаютс с выходов регистра 11 сдвига через элементы ИЛИ 13 и 15. когда на входы управлени ключей 14 поступаетThe measurement process is carried out in two stages. At the first stage, according to the number of the counter 20 with the largest number of accumulated pulses, the time separation of the input signals from sensors 5 and 6, expressed by an integer number of clock cycles Ti of the delay signal, is determined. At the same time, to the first inputs of the coincidence elements 19, signals are supplied from the outputs of the shift register 11 through the elements OR 13 and 15. When the control inputs of the keys 14 are received
единичный сигнал с первого выхода блока 22 управлени , а на вход управлени ключа 17 - нулевой сигнал с второго выхода блока 22. При наличии на входах глементов 19 совпадени единичного сигнала от формировател 7, задержанного регистром 11 сдвига, от формировател 8 и с третьего выхода блока 22 на их выходах по вл ютс импульсы дискретизации, подсчитываемые счетчиками 20 до наступлени момента переполнени одного из них. Число импульсов на выходе элемента 19 совпадени пропорционально продолжительности совпадени единичных сигналов на его входах. Продолжительность такого совпадени будет наибольшей на том элементе 19 совпадени , на котором врем задержки сигнала от формировател 7 совпадает (с учетом погрешности дискретности) с временем запаздывани сигнала от формировател 8. 8 результате счетчик 20, подключенный к этому элементу 19 совпадени , переполнитс раньше остальных счетчиков.a single signal from the first output of the control unit 22, and to the control key input 17 - a zero signal from the second output of the block 22. If there is a single signal from the driver 7, delayed by the shift register 11, from the driver 8 and the third output of the block 22, at their outputs, sampling pulses appear, counted by counters 20 until the moment of overflow of one of them. The number of pulses at the output of the coincidence element 19 is proportional to the duration of the coincidence of single signals at its inputs. The duration of such a match will be the longest on that coincidence element 19, at which the delay time of the signal from shaper 7 coincides (taking into account discreteness error) with the delay time of the signal from shaper 8. The resultant counter 20 connected to this coincidence element 19 will overflow before the other counters .
Шаг дискретности П величины задержки сигнала от формировател 7 на первом этапеизмерени определ етс периодом Т0 тзктозых импульсов генератора 9, коэффициентом Ki делени частоты делител 12 и числом m выходов регистра 11 в группе, подключенной к одному элементу ИЛИ 13. Так, если выходы регистра 11 сдвига разделены по числу счетчиков 20 на восемь групп, а их число в каждой группе m - 4, период Т0 0,25 мс, коэффициент делени Ki 2, то шаг дискретности задержки сигнала от формировател 7 составит непосредственно на выходах регистра 11 TI KiT0 0,5 мс, а на выходах элементов ИЛИ 13 Ti вмакс/Ъ Ti -m 2 мс. В случае, когда временной разнос 0 входных сигналов, например при высоте уровн Z0 - 19,84м в0 10.7 мс, раньше других переполнитс счетчик 5, на котором накапливаетс наибольшее число импульсов. Учитыва начало отсчета (от нулевой группы выходов), п ть тактов Ti пройдут к моменту в (фиг.За), соответствующему началу п той группы выходов регистра 11, котора св зана со счег- чиком 5. Следовательно, результат первого этапа дает оценку 6 взаимного разноса сигналов , наход щуюс в интервале в в 02 2Тч в 6Ti , т.е. в интервале длительностью Ti 2 мс. При этом разность значений уровней материала, соответствующих величинам вмл &i равна, AZi Zi-Z2 23,4-14,0 9,4 м.The discreteness step P of the signal delay from the generator 7 at the first measurement stage is determined by the period T0 of the oscillator pulses 9, the divider frequency division factor Ki 12 and the number m of the register 11 outputs in the group connected to one element OR 13. So, if the outputs of the register 11 shift divided by the number of counters 20 into eight groups, and their number in each group m is 4, the period T0 is 0.25 ms, the division factor is Ki 2, then the discrete step of the signal delay from the driver 7 will be directly at the outputs of the register 11 TI KiT0 0.5 ms, and out ode of elements OR 13 Ti vmax / b Ti -m 2 ms. In the case when the time difference 0 of the input signals, for example, when the height of the Z0 level is 19.84 m is 10.7 ms, before others the counter 5 overflows, where the largest number of pulses accumulates. Taking into account the origin (from the zero output group), five clock cycles Ti will pass by the time in (fig. 3a), corresponding to the beginning of the fifth group of outputs of register 11, which is connected with the score card 5. Therefore, the result of the first stage gives a rating of 6 mutual separation of signals, which is in the range of 02 2Th in 6Ti, i.e. in the interval of Ti duration 2 ms. At the same time, the difference in the values of the material levels corresponding to the values of in ml & i is equal to, AZi Zi-Z2 is 23.4-14.0 9.4 m.
Сигнал с выхода переполнени счетчика 20 поступает через информационный вход блока 22 управлени на информационный вход запоминающего регистра 23 и через элемент ИЛИ 24 на вход элемента 26 совпадени , разреша прохождение через него и элемент ИЛИ 27 тактовых импульсов на вход распределител 28 импульсов, поступающих через вход синхронизации блока 22 от генератора 9, В исходном состо нии единичный сигнал присутствует только на нулевом выходе распределител 28, откуда он подаетс через третий выход блока 22 наThe signal from the overflow output of the counter 20 is fed through the information input of the control unit 22 to the information input of the memory register 23 and through the OR element 24 to the input of the coincidence element 26, allowing passage through it and the OR element 27 clock pulses to the input of the distributor 28 pulses received through the synchronization input block 22 from generator 9. In the initial state, a single signal is present only at the zero output of the distributor 28, from where it is fed through the third output of block 22 to
0 третьи входы элементов 19 совпадени . С поступлением первого таткового импульса единичный сигнал на нулевом выходе исчезает и по вл етс на первом выходе распределител 28. При этом дальнейшее прохождение0, the third inputs of the matching elements 19. With the arrival of the first Tat pulse, a single signal at the zero output disappears and appears at the first output of the distributor 28. At that, further passage
5 импульсов через элементы 19 совпадени прекращаетс и фиксируетс состо ние счетчиков 20, при котором единичный сигнал на выходе переполнени одного из них сохран етс . С первого выхода распреде0 лител 29 сигнал поступает через открытый элемент 20 совпадени на вход обнулени триггера 32, перевод его в состо ние, когда единичный сигнал присутствует на его инверсном выходе, и на вход управлени реги5 стра 23. Этим сигналом записываетс в регистр 23 код номера переполнени счетчика 20, присутствующий на информационном входе блока 22. С выхода регистра 23 этот код поступает через адресный выход блока5 pulses through the coincidence elements 19 are stopped and the state of the counters 20 is fixed, in which a single signal at the output of the overflow of one of them is saved. From the first output of the distributor 29, the signal enters through the open element 20, coincides with the zeroing input of trigger 32, translates it into a state where a single signal is present at its inverse output, and into the control input of the register 23. With this signal, the number code is written to register 23 overflow of the counter 20, which is present at the information input of the block 22. From the output of the register 23 this code enters through the address output of the block
0 22 на адресный вход коммутатора 16 и первый информационный вход блока 21 запоминани и обработки результатов измерени .0 22 to the address input of the switch 16 and the first information input of the unit 21 for storing and processing measurement results.
Вторым тактовым импульсом распределитель 28 переводитс в состо ние, при ко5 тором единичный сигнал по вл етс только на его втором выходе, откуда он подаетс через открытый элемент 33 совпадени на вход установки триггера 29 и переводит его в новое состо ние. При этом единичный сиг0 нал, поступающий с инверсного выхода триггера 29 на вход элемента 30 совпадени и через первый выход блока 22 на входы управлени ключей 14, исчезает и по вл етс на неинверсном выходе, откуда подаетс By the second clock pulse, the distributor 28 is transferred to the state where a single signal appears only at its second output, from where it is fed through the open coincidence element 33 to the trigger setup input 29 and brings it to a new state. In this case, the single signal coming from the inverse output of the trigger 29 to the input of the coincidence element 30 and through the first output of the block 22 to the control inputs of the keys 14 disappears and appears on the non-inverse output, from where
5 на вход элемента 31 совпадени и через второй выход блока 22 на вход управлени ключа 17.5 to the input of the matching element 31 and through the second output of the block 22 to the input of the control of the key 17.
С поступлением третьего импульса единичный сигнал по вл етс только на треть0 ем выходе распределител 28. Этим сигналом открываетс элемент 25 совпадени и через п тый выход блока 22 устанавливаютс в исходное состо ние счетчики 20. Единичный сигнал на выходе переполнени With the arrival of the third pulse, a single signal appears only at the third output of the distributor 28. This signal opens the coincidence element 25 and through the fifth output of the block 22, the counters 20 are reset. A single signal at the overflow output
5 счетчика 20 исчезает и элемент 26 совпадени закрываетс , поэтому следующий тактовый импульс проходит через открытый элемент 25 совпадени . Четвертым тактовым импульсом распределитель 28 переключаетс в исходное состо ние и единичный сигнал5, the counter 20 disappears and the coincidence element 26 closes, so the next clock pulse passes through the open coincidence element 25. By the fourth clock pulse, the distributor 28 switches to the initial state and a single signal.
по вл етс на его нулевом выходе, откуда он подаетс на элементы 19 совпадени . При этом единичный сигнал, поступающий с третьего выхода распределител 28 на вход элемента 25 совпадени , исчезает (переключение распределител 28 осуществл етс задним фронтом тактового импульса). Исходное состо ние распределител 28 сохран етс до очередного переполнени одного из счетчиков 20.appears at its zero output, from where it is fed to the coincidence elements 19. In this case, the single signal from the third output of the distributor 28 to the input of the coincidence element 25 disappears (the switch 28 is switched by the falling edge of the clock pulse). The initial state of the distributor 28 is maintained until the next overflow of one of the counters 20.
С момента поступлени единичного сигнала от блока 22 на третьи входы элементоа 19 совпадени начинаетс второй этап измерени , на котором по номеру переполнени счетчика 20 определ етс величина взаимного сдвига входных сигналов только в пределах между величинами в- и $2 задержки опережающего сигнала, причем шаг дискретности Та равен периоду тактовых импульсов, поступающих на тактовый вход регистра 18. Процесс измерени протекает так же, как на первом этапе, но с той разницей , что на первые ходы элементов 19 совпадени сигналы подаютс через элементы ИЛИ с выходов регистра 18 сдвига. На информационный вход регистра 18 поступают сигналы через коммутатор 16 и открытый ключ 17 (с первого выхода, т.е. с выхода младшего разр да) той группы выходов регистра 11, номер которой совпадаете номером счетчика 20, переполненного на первом этапе измерени ,From the moment a single signal arrives from block 22 to the third inputs of coincidence element 19, the second measurement stage begins, where the overflow number of counter 20 determines the amount of mutual shift of input signals only between the values of в and $ 2 of the delay signal, and the discretization step is Ta equal to the period of the clock pulses arriving at the clock input of the register 18. The measurement process proceeds in the same way as in the first stage, but with the difference that the first strokes of the elements 19 of the coincidence signal are given through elements OR from the outputs of the register 18 shift. The information input of the register 18 receives signals through the switch 16 and the public key 17 (from the first output, i.e. from the low-order output) of the group of outputs of the register 11, the number of which coincides with the number of the counter 20, which is full in the first measurement step,
Второй этап измерени заканчиваетс в момент по влени единичного сигнала на выходе переполнени одного (или нескольких ) из счетчиков 20. Этот сигнал поступает на второй информационный вход блока 21 запоминани и обработки, а также через информационный вход блока 22 и элемент ИЛИ 24 на вход элемента 26 совпадени . В результате блок 22 управлени начинает работать , как описано выше, но уже при новом состо нии триггеров 29 и 32. Единичный сигнал исчезает на нулевом выходе распределител 28 импульсов, благодар чему фиксиро- уетс состо ние счетчиков 20, и по вл етс на его первом выходе, откуда он подаетс через открытый элемент 31 совпадени (элемент 30 совпадени закрыт), на вход установки триггера 32 и вход управлени блока 21. По данному сигналу в блоке 21 записываетс код номера переполнени на первом этапе счетчика 20, поступающий на первый информационный вход блока 21 с выхода регистра 23, и код номера счетчика 20, переполненного на втором этапе измерени , который присутствует на втором информационном входе блока 21. При этом используетс либо единичный код с выходов переполнени счетчиков 20, либо иной код.The second measurement stage ends when a single signal appears at the overflow output of one (or several) of the counters 20. This signal goes to the second information input of the storing and processing unit 21, as well as through the information input of the block 22 and the OR element 24 to the input of the element 26 match. As a result, the control unit 22 starts operating as described above, but already under a new state of the flip-flops 29 and 32. The single signal disappears at the zero output of the pulse distributor 28, thereby fixing the state of the counters 20 and appearing on its first output, from where it is fed through the open match element 31 (the match element 30 is closed), to the input of the trigger setup 32 and the control input of the block 21. With this signal in block 21, the overflow number code is recorded at the first stage of the counter 20 arriving at the first information move unit 21 from the output register 23 and the code number counter 20, the overflow in a second step the measurement, which is present on the second information input unit 21. When this unit is used or the code to the overflow output of counters 20, or other code.
формируемый при необходимости из указанного единичного кода.formed if necessary from the specified unit code.
Триггер 32 переключаетс в состо ние, когда единичный сигнал с его неинверсного 5 выхода открывает элемент 34 совпадени . Поэтому возникающий на следующем такте единичный сигнал с второго выхода распределител 28 поступает через элемент 34 совпадени на вход обнулени триггера 29 иThe trigger 32 is switched to a state where a single signal from its non-inverse 5 output opens the coincidence element 34. Therefore, the single signal arising in the next cycle from the second output of the distributor 28 enters through the coincidence element 34 to the zero reset input of the trigger 29 and
0 переводит его в состо ние, когда единичный сигнал по вл етс на инверсном выходе. При этом ключ 17 и элемент 31 совпадени закрываютс , а ключи 14 и элемент 30 совпадени открываютс единичным сигналом с0 puts it in a state where a single signal appears on the inverse output. In this case, the key 17 and the match element 31 are closed, and the keys 14 and the match element 30 are opened with a single signal with
5 инверсного выхода триггера 29. При поступлении на вход распределител 28 третьего и четвертого тактовых импульсов повтор етс процесс, описанный выше, схема возвращаетс в исходное состо ние, с которого начинает0 с очередной цикл измерений. Начальна установка исходного состо ни счетчиков 20 и блока 22 управлени , например, при включении питани производитс автоматически или вручную (не показано).5 inverse trigger output 29. When the third and fourth clock pulses arrive at the input of the distributor 28, the process described above, the circuit returns to its initial state, from which it starts another regular measurement cycle. The initial setting of the initial state of the meters 20 and the control unit 22, for example, when the power is turned on, is performed automatically or manually (not shown).
5Зафиксированные в блоке 21 коды номеров счетчиков 20. переполненных на первом и втором этапах измерений, дают оценку величины в задержки опережающего сигнала от датчика 5 до совпадени с5 The codes of the numbers of the meters 20, fixed in block 21, overflowed in the first and second stages of measurements, give an estimate of the value in the delay of the leading signal from the sensor 5 to coincide with
0 запаздывающим сигналом от датчика 6, выраженную числом тактов задержки на обоих регисфах, в виде 9 jiTi + (J2+0,5)T2, где ji, J2 - номера переполненных счетчиков 20 соответственно на первом и втором этапах0 by the delayed signal from sensor 6, expressed by the number of delays in both registers, in the form of 9 jiTi + (J2 + 0.5) T2, where ji, J2 are the numbers of overflowed counters 20, respectively, in the first and second stages
5 измерений. В первом слагаемом этой оценки неизвестна величина в отождествл етс при измерени х с ближайшим меньшим или равным уровнем ее квантовани при задержке сигнала на регистре 11, а во втором5 measurements. In the first term of this estimate, the unknown value in is identified when measuring with the nearest lower or equal quantization level when the signal is delayed at register 11, and in the second
0 слагаемом - с ближайшим уровнем квантовани при дополнительной задержке сигнала на регистре 18 (увеличение J2 на 0,5 учитывает компенсацию систематической погрешности квантовани ) Тогда погреш5 ность Д$ дискретности оценки в принимает значени в пределах от -Т2/2 +Т2/2, а ее математическое ожидание равно нулю при среднеквадратическом отклонении, равном , вследствие одинаковой0 term - with the closest quantization level with an additional delay of the signal on register 18 (an increase of J2 by 0.5 takes into account the compensation of the systematic quantization error) Then the error of the discreteness of the estimate in takes values in the range of -T2 / 2 + T2 / 2, and its expectation is zero with a standard deviation equal to, due to the same
0 веро тности по влени значений неизвестной величины взаимного сдвига входных сигналов в пределах одного шага дискретности Т2.0 probability of occurrence of values of the unknown value of the mutual shift of the input signals within one step discretization T2.
В услови х приведенного выше примераUnder the conditions of the above example
5 шаг дискретности Т2 Т0 0:25 см (поскольку второй делитель частоты отсутствует, коэффициент делени К2 1), сигналы на информационный вход регистра 18 на втором этапе измерени поступают с первого выхода п той группы выходов реп-ютроз 1 {с его20-го разр да), максимальна величина задержки на восым;-; разр дах регистра 18 разна 8 х 0,25 2 мс, т.е. величине Т.;, при измервмии n, ; jano;ih4r fi рлшлнз других счетчик 2. на котором : -ч;;йП;; 1Вййтс наибольшее число ,Мг:ульсов(.о5,;. В разул кгатй еченкз величины engirt пкгие юз в - 5Т, 4 (+2 0,Б)Тз -с, а оценка высоты уровн ФЭД:- ч-|, ц которых ., с о к р-тг н л vi г: ь до величины5 discretization step T2 T0 0:25 cm (since the second frequency divider is absent, the division factor is K2 1), signals to the information input of the register 18 at the second measurement stage are received from the first output of the fifth group of outputs rep-tyrosis 1 {from its 20th bit yes), the maximum value of the delay on the eighth; -; The register bit 18 is different 8 x 0.25 2 ms, i.e. the value of T.;, when measured by n,; jano; ih4r fi from the others counter 2. on which: -h ;; yP ;; 1Vyyts the largest number, Mg: pulses (.o5,;. At the razkulkaty echenkz values of engirt pkgie yuz - 5T, 4 (+2 0, B) Tz - s, and the estimate of the height of the level of FED: - h- |, t ., с о к р-тг н л vi g: ь to the value
,|. .йтг-лсе:-гмо уменьшалась ;-, i.y; :,n-3«-..viX yCTppiiCT- ;. ; :i; ;.;:: еел -;ч;;:-.;л , :: v ;. ГОЛучеННОйСЦЕН-г; .-годность А б1 0 -% ii f-к:, а погрешность AZ-Z При сдпокртгном использовани счетчиковi 0 и зле:-мёшхш 19 ..овпадени (кап в протошпа) погрешности составл ют /V9- (5K),5jTr -0,3 лс, /jZ ,-l i f/i, т.е. роараствют при, |. .itg-lse: -gmo decreased; -, i.y; :, n-3 "- .. viX yCTppiiCT-;. ; : i; ;.; :: eel -; h ;;: -; l, :: v;. TOP SCENE; .A b1 0 -% ii f-к :, and the error AZ-Z. With the use of counters i 0 and evil: -mix 19 .. coincidence (cap in the prototype) the errors are / V9- (5K), 5jTr - 0.3 hp, / jZ, -lif / i, i.e. arast at
ПРОЧИХ рсШНЫХ УСЛОВИЯХ 3 РЗЗЭ. ДЛЯOTHER CONDITIONS 3 RZZE. FOR
дость ;же,;и о прототипе того результате, гйемое устройство, потреоо- - -u- ij -j ч,;спо ./к занных счет« t ч ) г з Р je 1 the same; and; and about the prototype of the result, the hypered device, consequently, –u- ij -j h;; is supported by the account “t h) r z P je 1
,.,. -л -,..., ил нитэл ьма обра; j. вычисление значений 2. полируемого уровн по време:- Л (У согласно зг-зис мости Z fi 61), срапие- ;ие ре: 7К:1й; Он смежных циклов с целью yiCK. noMfM-i /iii зко ошибочных результатов, уьнзод мл имдмкнц ю, подготовка дл пгре- и дальнейшей обработки мт.п.)Так , запись оечульгатов а блоке 21 занимают cpssH jre.iiuHo wano воемени (один период Тх ;й весь :«;. 1.п: ,-;зм зр ани ), их обработка может осу;десталлт(: одновременно с процессом -1з;--1:;ре п-: .. -l -, ..., silt nitel'ma obra; j. calculating the values of the 2. polished time level: - L (Y according to the reference system Z fi 61), matte; hе re: 7K: 1st; It has adjacent cycles with the goal of yiCK. noMfM-i / iii of erroneous results, in a ml of mlnd, preparation for the preparation and further processing of the mtp. Thus, the recording of ochulgates in block 21 is occupied by cpssH jre.iiuHo wano voemnii (one period of Tx; nd all: “; 1.p:, -; zm zr an), their processing can be wasp; destallt (: simultaneously with the process -1z; - 1:; re n-:.
CD с р м у л а / з о с о е т е н и 1. Устройство дискретного контрол уровн кусковых материалов в подземных емкост х, содержаи ое два датчика сейсмических колоСча ий, ье зуш-;ых механически через тало гордого массива с емкостью и подключенных к измерительному блоку, дзтччкм расположены на разном piiCcrosHWi i от подъемней емкост :, измерн- тельньл | 6/юк состоит первого м второго фор- Л1 фч.; гКО:лей импульсоо, входы которых ПОД;;ЛЮЧУИЬ; череа пароый / агорой входы измЈ01 ,-тельного бло:;а х перзому и второму датч-с ч сог;Г: « -;ег,ч«:х колебаний, генора- T0f).-i Tci.cros;.;: ;;г.. о«, .целител частоты, пвонэг-D овгмст Л- сУг;-;га; элйг- .онтов сокпйгCD with a p / m of a / s of the system 1. Device for discrete control of the level of lumpy materials in underground tanks, containing two sensors of seismic capacity, dead sound mechanically, through a talus of a proud array with a capacity and connected to the measuring unit, the dztchkm are located on different piiCcrosHWi i from the lifting capacity:, measuring | 6 / uk consists of the first m of the second form-L1 f .; gko: lei impulsoo, the inputs of which are UND ;; LUMB; via the vapor / agora inputs measure-01, -bite bloc:; and x to the second and second dach-h coz; G: “-; er, h“: x oscillations, geno-T0f) .- i Tci.cros;.;: ;; г .. о ",. tselitel of frequency, pvoneg-D ovgmst L-sGr; -; ha; email. copp
дени , счетчиков, блока запоминани -и обработки , подключенного к выходам счетчиков , причем выход первого формировател подключен к информационному входу первого регистра сдвига, выход второго формировател - к первому входу первого элемента сойладени , выход генератора - к второму зходу первого элементе совпадени и через делитель частоты к тактовому эходу первогоday, counters, memory unit and processing connected to the outputs of the counters, the output of the first driver connected to the information input of the first shift register, the output of the second driver to the first input of the first element of the joint, the generator output to the second trigger of the first match element and through the divider frequencies to clock echo first
регистра сдзигз, вторые входы оставшихс элсмектое совпадени подключены к выходу перзого элемента совпадени , а их выходы J- к счетным входам счетчиков, выходы пзр-гполненм которых подключены к ра.зл мчи ым- входам многовходового элемента МЛ И. о т л и ч а ю щ е з с тем, что, с целью noauLu«i-ivin разрешающей способности, в него введены двухвходовые элементы ИЛИ, подключенные входами к группам выходовthe sdzigz register, the second inputs of the remaining match matches are connected to the output of the perceptive coincidence element, and their outputs J are to the counting inputs of counters, the outputs of which are connected to the races of the multi-input elements of the ML I. It is also due to the fact that, for the purpose of noauLu "i-ivin resolution, two-input OR elements are connected to it, connected by inputs to output groups
первого регистра сдвига, а выходами через первые ключи и далее через двухвходовые элементы ИЛИ - к первым входам элементов совпадени , число которых и число св занных с ними счетчиков равно квадратному корнюthe first shift register, and the outputs through the first keys and further through the two-input elements OR to the first inputs of the matching elements, the number of which and the number of counters associated with them are equal to the square root
мз.числа контролируемых дискретных уровней , коммутатор выходов, подключенных входами к первым в каждой группе выходам первого регистра сдвига, второй регистр сдвига, подключенный информационнымnumber of controlled discrete levels, switch outputs connected by inputs to the first outputs of the first shift register in each group, the second shift register connected by information
входом через второй ключ к ьыходу коммутатора , тактовым входом - к генератору, а выходами - к вторым входам двухвходовых элементов ИЛИ, и блок управлени , через информационные входы которого соедине1 ы выходы переполнени , счетчиков с входами многовходового элемента ИЛИ, вход синхронизации блока управлени соединен с выходом генератора, при этом блок запоминани и обработки снабжен двум информацмонными входами, один из которых подключен-к выходам переполнени счетчи- .шв, а другой вместе .с адресным входом коммутатора - к адресному выходу блока управлени , первый выход управлени по: ,;леднего подключен : входам управлени -первых ключей, второй выход - к зходу управлени второго ключа, третий выход - к третьим входам элементов совпадени , св занных со счетчиками, четвертый выход - кthe input through the second switch output to the switch, the clock input to the generator, and the outputs to the second inputs of the two-input OR elements, and the control unit, through the information inputs of which the overflow outputs are connected, the counters with the inputs of the multi-input element OR, the synchronization input of the control unit is connected the generator output, while the memory and processing unit is provided with two informational inputs, one of which is connected to the overflow outputs of the counters; the other and together with the address input of the switch to the output output in the control unit, first control output by:,; Lednov connected: the control inputs of the-first key, the second output - to the control zhodu second key, the third output - to the third inputs of the coincidence of elements associated with the counters, the fourth output - to
входу у п р а вл е н и б л о «а за п ом и н а н и , и о б- работки, п тый выход - к входам обнулени счетчиков.at the entrance of the plant, in the form of an order and for the order, and the fifth exit, to the inputs for resetting the counters.
2. Устройство по п.1, о т л и ч з.ю щ е е- с там, что блок управлени выполнен в виде2. The device according to claim 1, of tl and h zyu sch e there with that the control unit is made in the form
ЭЈгю№лнающего регистра, подключенного информационным входом к информационному зходу блока управлени , а выходом - к его адресному выходу, распределител импульсов , первого и второго триггеров, элементе г. совпадени , чиз которых первыйThis register is connected by the information input to the information input of the control unit, and by the output to its address output, pulse distributor, first and second triggers, element of coincidence, whose first
и второй подключены первыми входами к входу синхронизации блока управлени , а выходами через элемент ИЛИ - к входу распределител импульсов, второй вход второго элемента совпадени соединен с выходом многовходового элемента ИЛИ, нулевой выход распределител импульсов подключен к третьему выходу блока управлени , первый выход через третий и четвертый элементы совпадени - к входам обнулени и установки первого триггера, соединенным соответственно с входом управлени регистра и четвертым выходом блока управлени , втоand the second is connected by the first inputs to the synchronization input of the control unit, and the outputs via the OR element to the input of the pulse distributor, the second input of the second coincidence element is connected to the output of the multi-input element OR, the zero output of the pulse distributor is connected to the third output of the control unit, the first output is through the third and the fourth match elements — to the inputs of zeroing and setting the first trigger, connected respectively to the control input of the register and the fourth output of the control unit;
рой выход через п тый и шестой элементы совпадени - к входам установки и обнулени второго триггера, третий выход - к второму входу первого элемента совпадени и п тому выходу блока управлени , инверсный и неинверсный выходы первого триггера соединены с вторыми входами п того и шестого элементов совпадени , а ин- аерсный и неинверсный выходы второго триггера подключены к вторым входам третьего и четвертого элементов совпадени , св занным соответственно с первым и вторым выходами блока управлени .The fifth and sixth elements of the output match to the installation and zeroing inputs of the second trigger, the third output to the second input of the first match element and the fifth output of the control unit; the inverse and non-inverted outputs of the first trigger are connected to the second inputs of the fifth and sixth match elements , and the inertial and non-inverse outputs of the second trigger are connected to the second inputs of the third and fourth coincidence elements associated with the first and second outputs of the control unit, respectively.
/. /.
QQ
II
«iffi3& "Iffi3 &
%ВДЗЈ% ESR
ОФМЯOPMA
Ш №/ ///&/ //&//$/ЛШ № / /// & / // & // $ / Л
kk
ЙЭYe
/ж//&//&/ //Ф// /ж//&//$ // /А Фиг. f/ f // & // & / // Ф // / ж // & // $ // / А Fig. f
СдВиг сигналов 8SdVig signals 8
ОС.OS
ыs
ru HIen HI
Ьысо/по уро&н Byso / by level
Vi/сло иппульсо§Vi / Sloppulso§
$$
Фиг. 4FIG. four