RU2047840C1 - Method of independent measurements of physical quantities - Google Patents
Method of independent measurements of physical quantities Download PDFInfo
- Publication number
- RU2047840C1 RU2047840C1 SU5035133A RU2047840C1 RU 2047840 C1 RU2047840 C1 RU 2047840C1 SU 5035133 A SU5035133 A SU 5035133A RU 2047840 C1 RU2047840 C1 RU 2047840C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- information
- physical quantities
- values
- bit
- smaller
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000003491 array Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении автономных измерительных систем физических величин для очувствления робототехнических систем, функционирующих автономно на всех этапах от восприятия до обработки и использования измерительной информации. The invention relates to measuring technique and can be used to build autonomous measuring systems of physical quantities for sensing robotic systems that operate autonomously at all stages from perception to processing and use of measurement information.
Известен способ автономных измерений, заключающийся в том, что воспринимают физические величины с помощью первичных измерительных преобразователей, преобразуют их в удобную для сравнения форму, запоминают последовательно во времени или одновременно значения преобразованных физических величин, из первого значения вычитают второе, раздельно запоминают первый бит информации при положительном и отрицательном резервуарах, при положительном результате вычитания из этого результата вычитают второе значение преобразованной физической величины и в случае положительного результата запоминают второй бит информации, повторяя этот процесс с запоминанием соответствующих бит информации до получения отрицательного результата, в случае отрицательного результата вычитания из первого значения второго значения преобразованной физической величины этот результат суммируют с первым значением преобразованной физической величины и при полученном отрицательном результате суммирования запоминают второй бит информации, повторяя процесс суммирования получаемого результата с первым значением и запоминая соответствующие биты информации до получения положительного результата, при этом об изменении физической величины, значения которой запоминались последовательно во времени, или о соотношении физических величин, значения которых запоминались параллельно во времени, судят по накопленным раздельно битам информации при положительном и отрицательном результатах вычитания и суммирования соответственно [1] Недостатком данного способа является низкая точность измерения из-за невысокой разрешающей способности, определяемой целыми значениями измеряемой физической величины, принимаемой за меру. The known method of autonomous measurements, which consists in the fact that perceive physical quantities using primary measuring transducers, convert them into a convenient form for comparison, remember sequentially in time or simultaneously the values of the converted physical quantities, the second value is subtracted from the first, the first bit of information is separately stored at positive and negative reservoirs, with a positive result subtracting from this result, subtract the second value of the converted physical in in the case of a positive result, they memorize the second bit of information, repeating this process with remembering the corresponding bits of information until a negative result is obtained, in the case of a negative result subtracting the second value of the converted physical quantity from the first value, this result is summed with the first value of the converted physical quantity and if the result is negative the result of summing remember the second bit of information, repeating the process of summing the result with value and remembering the corresponding bits of information until a positive result is obtained, while changing the physical quantity whose values were stored sequentially in time, or the ratio of physical quantities whose values were stored in parallel in time, are judged by separately accumulated bits of information with positive and negative results subtraction and summation, respectively [1] The disadvantage of this method is the low accuracy of the measurement due to the low resolution, op edelyaemoy integer values of the measured physical quantity is taken as measure.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ автономных измерений, отличающийся от вышеизложенного способа тем, что с целью повышения точности измерений, за счет увеличения разрешающей способности после запоминания последовательно во времени или одновременно значений преобразованных физических величин дополнительно сравнивают эти значения и производят деление меньшего значения или умножение большего значения на основание выбранной системы счисления, возведенное в заданную положительную целую степень. Недостатком данного способа является низкое быстродействие из-за большого числа операций сравнения, т.к. процесс измерения представляет собой процесс последовательного приближения с постоянным шагом, величина которого определяется требуемой точностью результата измерения. При этом, чем выше требуется точность, тем меньше должен быть шаг последовательного приближения, и следовательно, тем ниже будет быстродействие. Closest to the proposed method is an autonomous measurement method that differs from the above method in that in order to increase the measurement accuracy, by increasing the resolution after storing successively in time or simultaneously the values of the converted physical quantities, these values are additionally compared and a smaller value is divided or multiplied of greater importance on the basis of the chosen number system, raised to a given positive integer degree. The disadvantage of this method is the low speed due to the large number of comparison operations, because the measurement process is a sequential approximation process with a constant step, the value of which is determined by the required accuracy of the measurement result. In this case, the higher the accuracy is required, the smaller the step of successive approximation should be, and therefore, the lower the speed will be.
Целью изобретения является повышение быстродействия измерения физических величин. The aim of the invention is to increase the speed of measurement of physical quantities.
Достигается это тем, что в известном способе, заключающемся в том, что воспринимают физические величины с помощью первичных измерительных преобразователей, преобразуют их в удобную для сравнения форму, запоминают последовательно во времени или одновременно значения преобразованных физических величин и осуществляют их сравнение, выполняют деление большей величины на основание выбранной системы счисления, возведенное в соответствующую разряду положительную целую степень, сравнивают меньшую физическую величину с большей из полученных делением величин, при превышении первой вторую суммируют со следующей по размеру из полученных делением величин и записывают единичный бит памяти, а меньшую физическую величину заново сравнивают с полученной суммированием величиной, в противном случае в названную ячейку памяти записывают нулевой бит информации, а меньшую измеряемую величину сравнивают с разностью двух упомянутых соседних по размеру полученных делением величин, по результатам любого из последующих сравнений записывают единичный или нулевой бит информации в следующую ячейку памяти, процесс суммирования, вычитания и сравнения соответствующих величин с записью результирующей информации в соответствующую i-му разряду ячейку памяти продолжают N раз, количество которых определяют количеством ячеек памяти, а по результатам записанных раздельно бит информации судят о соотношении измеряемых физических величин на основании выражения
U1= Ua1 + a2 +.+ ai +.+ aN где U1 и U2 соответственно меньшая и большая измеряемые физические величины;
q основание выбранной системы счисления;
а1, а2,аi,aN записанные раздельно биты информации.This is achieved by the fact that in the known method, namely, that they perceive physical quantities using primary measuring transducers, convert them into a convenient form for comparison, remember sequentially in time or simultaneously the values of the converted physical quantities and carry out their comparison, perform division of a larger value on the basis of the chosen number system, raised to the corresponding category a positive integer, compare the smaller physical quantity with the larger of the obtained by dividing the values, when the first is exceeded, the second is summed with the next largest of the values obtained by dividing and a single memory bit is written, and the smaller physical quantity is compared again with the value obtained by summing, otherwise a zero bit of information is recorded in the named memory cell, and the smaller measured value is compared with the difference of the two mentioned neighboring by size values obtained by dividing, according to the results of any of the following comparisons, write a single or zero bit of information in the next th memory cell, the process of summing, subtracting and comparing the corresponding quantities with writing the resulting information to the corresponding i-th bit, the memory cell is continued N times, the number of which is determined by the number of memory cells, and according to the results of separately recorded bits of information, the ratio of the measured physical quantities is judged on the basis of expressions
U 1 = U a 1 + a 2 +. + a i +. + a N where U 1 and U 2 respectively smaller and larger measurable physical quantities;
q basis of the chosen number system;
a 1 , a 2 , a i , a N bits of information written separately.
На чертеже представлена структурная схема автономной измерительной системы, осуществляющей предлагаемый способ автономных измерений. The drawing shows a structural diagram of an autonomous measuring system that implements the proposed method of autonomous measurements.
Автономная измерительная система интенсивностей излучений объектов 1 и 2 содержит первую и вторую системы 3 и 4 наведения и фокусировки, первую и вторую фотоприемные матрицы 5 и 6, первый и второй измерительные преобразователи 7 и 8, первый и второй блоки 9 и 10 памяти, первый и второй коммутаторы 11 и 12, компаратор 13, первый инвертор 14, делитель 15, третий коммутатор 16, второй инвертор 17, четвертый коммутатор 18, сумматор 19, стробируемый компаратор 20, распределитель 21 импульсов, выходной регистр 22 и генератор 23 импульсов опроса. The autonomous measuring system of radiation intensities of
Первая и вторая системы 3 и 4 наведения и фокусировки связаны соответственно с первой и второй фотоприемными матрицами 5 и 6, которые через первый и второй измерительные преобразователи 7 и 8 подключены соответственно к первому и второму блокам 9 и 10 памяти. Выход первого блока 9 памяти подключен к первым входам первого и второго коммутаторов 11 и 12 и к инверсному входу компаратора 13. Выход второго блока 10 памяти подключен ко вторым входам первого и второго коммутаторов 11 и 12 и к прямому входу компаратора 13. Выход компаратора 13 является информационным выходом и соединен с управляющим входом первого коммутатора 11 непосредственно, а с управляющим входом второго коммутатора 12 через первый инвертор 14. Выход второго коммутатора 12 соединен с входом делителя 15, N выходов которого соединены соответственно с N входами третьего коммутатора 16, выход которого соединен с первым входом четвертого коммутатора 18 непосредственно, а со вторым входом через второй инвертор 17. Выход четвертого коммутатора 18 соединен с первым входом сумматора 19, выход которого замкнут на собственный второй вход и соединен с инверсным входом стробируемого компаратора 20, прямой вход которого подключен к выходу первого коммутатора 11, а выход соединен с управляющим входом четвертого коммутатора 18 и с входом распределителя 21 импульсов, N выходов которого соединены соответственно с N входами выходного регистра 22, N выходов которого являются информационными выходами. Выход генератора 23 импульсов опроса соединен с управляющими входами третьего коммутатора 16, сумматора 19, стробируемого компаратора 20, распределителя 21 импульсов и выходного регистра 22. The first and second guidance and focusing systems 3 and 4 are connected respectively to the first and second photodetector arrays 5 and 6, which are connected to the first and second memory units 9 and 10, respectively, through the first and second measuring transducers 7 and 8. The output of the first memory unit 9 is connected to the first inputs of the first and
Автономная измерительная система работает следующим образом. Интенсивность излучения объекта 1 вследствие работы первой системы 3 наведения и фокусировки воспринимается первой фотоприемной матрицей 5 и после преобразователя в первом измерительном преобразователе 7 записывается в первый блок 9 памяти. Одновременно интенсивность излучения объекта 2 вследствие работы второй системы 4 наведения и фокусировки воспринимается второй фотоприемной матрицей 6 и после преобразования во втором измерительном преобразователе 8 записывается во второй блок 10 памяти. Autonomous measuring system operates as follows. The radiation intensity of the
Пусть в первом блоке 9 памяти записано значение интенсивности излучения равное U1, а во втором блоке 10 памяти записано значение интенсивности излучения равное U2. Значения интенсивностей U1 и U2 с первого и второго блоков 9 и 10 памяти поступают соответственно на инверсный и прямой входы компаратора 13. Компаратор 13 осуществляет операцию сравнения значений интенсивности U1 и интенсивности U2. При этом его выходной сигнал несет информацию о том, какое из двух значений интенсивностей U1 или U2 больше (или меньше) по отношению друг к другу. Сигнал с выхода компаратора 13 управляет работой первого и второго коммутаторов 11 и 12. При этом на управляющий вход второго коммутатора 12 он поступает через инвертор 14, а на управляющий вход первого коммутатора 11 непосредственно. Если U1 < U2, то на выход первого коммутатора 11 с его первого входа передается значение U1, записанное в первом блоке 9 памяти, а на выход второго коммутатора 12 с его второго входа передается значение U2, записанное во втором блоке 10 памяти. Если U1 > U2, то на выход первого коммутатора 11 с его второго входа передается значение U1, а на выход второго коммутатора 12 с его первого входа значение U2. Таким образом, на выход первого коммутатора 11 всегда передается меньшее из двух значений U1 и U2, записанных соответственно в первом и во втором блоках 9 и 10 памяти, а на выход второго коммутатора 12 всегда передается большее из них.Let the radiation intensity value equal to U 1 be recorded in the first memory block 9 and the radiation intensity value equal to U 2 recorded in the second memory block 10. The values of the intensities U 1 and U 2 from the first and second blocks 9 and 10 of the memory are respectively supplied to the inverse and direct inputs of the
Пусть для определенности U1 < U2. Тогда на выходе первого коммутатора 11 будет присутствовать значение интенсивности U1, которое поступает на прямой вход стробируемого компаратора 20, а на выходе второго коммутатора 12 будет присутствовать значение интенсивности U2, которое поступает на вход делителя 15.For definiteness, let U 1 <U 2 . Then, at the output of the
Делитель 15 осуществляет N раз деление значения интенсивности U2 на основание системы счисления, в которой будет представлен результат измерения, возведенное в заданную положительную целую степень. В случае двоичной системы счисления на N выходах делителя 15 будут присутствовать соответственно N значений
U2/21, U2/22, U3/33,U2/2N Число выходов N делителя 15 соответствует числу разрядов представления результатов измерения. При этом точность представления результата измерения будет определяться младшим разрядом, вес которого равен U2/2N. Таким образом, чем больше N, тем выше точность измерения и, следовательно, лучше разрешающая способность данного способа измерения.The
U 2/2 1, U 2/2 2, U 3/3 3, U 2/2 N number of
N выходов делителя 15 соединены соответственно с N входами третьего коммутатора 16, выход которого соединен с первым входом четвертого коммутатора 18 непосредственно, а со вторым его входом через второй инвертор 17. Работой четвертого коммутатора 18 управляет сигнал с выхода стробируемого компаратора 20, который осуществляет операцию сравнения значений сигналов, поступающих на его прямой и инверсный входы соответственно с выходов первого коммутатора 11 и сумматора 19. Если значение, поступающее на прямой вход стробируемого компаратора 20, превышает значение, поступающее на его инверсный вход, то четвертый коммутатор 18 передает на свой выход значение с первого своего входа, в противном случае со второго своего входа. The N outputs of the
Перед началом работы в исходном состоянии содержимое сумматора 19 равно нулю, т.е. So 0, именно оно первоначально поступает на инверсный вход стробируемого компаратора 20, на прямой вход которого в данном случае поступает значение U1. Так как в исходном состоянии U1 > So, то четвертый коммутатор 18, управляемый сигналом с выхода компаратора 20, передает на выход значение со своего первого входа.Before starting work in the initial state, the contents of the
Генератор 23 импульсов опроса выдает последовательно N импульсов, которые управляют работой третьего коммутатора 16; сумматора 19, стробируемого компаратора 20, распределителя импульсов 21 и выходного регистра 22. The
Под воздействием первого импульса опроса третий коммутатор 16 передает на выход значение U2/21 с первого своего входа. Так как в исходном состоянии четвертый коммутатор 18 подключает к выходу свой первый вход, то значение U2/21 непосредственно поступает на первый вход коммутатора 19 и суммируется с его содержимым So, т.е.Under the influence of the first pulse interrogation
S1 So + U2/21. Так как So 0, то сигнал на выходе сумматора равен
S1 U2/21.S 1, S o + U 2/2 1. Since S o 0, the signal at the output of the adder is
U S 1 2/2 1.
Новое содержимое S1 сумматора 19 поступает на инверсный вход стробируемого компаратора 20 и под воздействием того же первого импульса опроса сравнивается со значением U1, поступающим на прямой вход. Если U1 < S1, то распределитель 21 импульсов со своего N-го выхода записывает единичный бит информации в старший N-ый разряд выходного регистра 22. Если U1 < S1, то распределитель 21 импульсов со своего N-го выхода записывает нулевой бит информации в N-й разряд выходного регистра 22. Работа распределителя 21 импульсов опроса и выходного регистра 22 осуществляется под управлением импульса опроса.The new content S 1 of the adder 19 is fed to the inverse input of the
Далее под воздействием второго импульса опроса третий коммутатор 16 передает на выход значение U2/22 со второго своего входа. Если в предыдущем такте работы выполнялось условие U1 > S1, то значение U2/22 непосредственно с первого входа четвертого коммутатора 18, управляемого компаратором 20, поступает на первый вход сумматора 19 и суммируется с его содержимым S1:
S2 S1 + U2/22 U2/21 + U2/22. Если же в предыдущем такте работы выполнялось условие U1 < S1, то значение U2/22 проинвертированное вторым инвертором 17 со второго входа четвертого коммутатора 18, управляемого компаратором 20, поступает на первый вход сумматора 19 и суммируется с его содержимым:
S2 S1 + (-U2/22) U2/21 U2/22.Further, under the influence of the second pulse interrogation
S 2 S 1 + U 2/2 U 2 2/2 1 + U 2/2 2. If in the previous cycle of operation the condition U 1 <S 1, then the value U 2/2 2 inverted second inverter 17 with a second input of the
S 2 S 1 + (-U 2/2 2) U 2/2 1 U 2/2 2.
Вновь полученное содержимое S2 сумматора 19 поступает на инверсный вход стробируемого компаратора 20 и заново сравнивается со значением U1, поступающим на его прямой вход. Если U1 > S2, то распределитель 21 импульсов со своего (N-1)-го выхода записывает единичный бит информации в (N-1)-й разряд выходного регистра 22. Если U1 < S2, то распределитель 21 импульсов со своего (N-1)-го выхода записывает нулевой бит информации в (N-1)-й разряд выходного регистра 22. Работа стробируемого компаратора 20, распределителя 21 импульсов и выходного регистра 22 синхронизируется импульсами опроса.The newly obtained contents S 2 of the adder 19 is fed to the inverse input of the
Описанный процесс продолжается N тактов. Под воздействием последнего N-го импульса опроса формируется и записывается соответствующий бит информации в последний 1-ый разряд выходного регистра 22, соответствующий младшему разряду результата измерения. The described process continues N cycles. Under the influence of the last Nth polling pulse, a corresponding bit of information is generated and recorded in the last 1st bit of the
Таким образом, в выходном регистре 22 записывается результат измерения, представленный в цифровом коде. Математически результат измерения, связывающий два значения интенсивностей U1 и U2, записывается в следующем виде
U1= Ua1 + a2 +.+ aN где U1 и U2 соответственно меньшая и большая измеряемые физические величины;
а1, а2,аN записанные в выходной регистр 21 биты информации, соответствующие нулю или единице в зависимости от результата сравнения, полученного с помощью стробируемого компаратора 20.Thus, in the
U 1 = U a 1 + a 2 +. + a N where U 1 and U 2 respectively smaller and larger measurable physical quantities;
a 1 , a 2 , and N are the bits of information recorded in the
Качественную информацию о том, какое из двух значений U1 или U2 является меньшим или большим по отношению друг к другу, несет выходной сигнал компаратора 13. Информация с выходов компаратора 13 и регистра 22 дает полное представление о соответствии значений величин U1 и U2.The qualitative information about which of the two values of U 1 or U 2 is smaller or larger relative to each other is provided by the output signal of the
Claims (1)
где U1 и U2 соответственно меньшая и большая измеряемые физические величины;
q основание выбранной системы счисления;
a1, a2, aN записанные раздельно биты информации.METHOD OF AUTONOMOUS MEASUREMENTS OF PHYSICAL QUANTITIES, which consists in the fact that they perceive physical quantities with the help of primary measuring transducers, convert them into a convenient form for comparison, remember the values of the converted physical quantities sequentially in time or simultaneously and carry out their comparison, characterized in that they additionally perform division of a larger physical quantity on the basis of the selected number system, a positive integer raised to the corresponding rank, is compared the smaller physical quantity with the larger of the values obtained by dividing, when the first one is exceeded, the second is summed up with the next largest of the values obtained by dividing and a single bit of information is recorded in the corresponding memory cell, and the smaller physical quantity is again compared with the value obtained by summing, otherwise in the named cell a zero bit of information is recorded in the memory, and a smaller measurable physical quantity is compared with the difference of the two mentioned neighboring in size obtained by dividing the values, by cut Ltats of any of the last comparisons write a single or zero bit of information to the next memory cell, the process of summing, subtracting and comparing the corresponding values with writing the resulting information to the corresponding i-th digit of the memory cell is continued N times, the number of which is determined by the number of memory cells, and according to the results bits of information recorded separately are judged on the ratio of measured physical quantities based on the expression
where U 1 and U 2 respectively smaller and larger measurable physical quantities;
q basis of the chosen number system;
a 1 , a 2 , a N bits of information written separately.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5035133 RU2047840C1 (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Method of independent measurements of physical quantities |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5035133 RU2047840C1 (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Method of independent measurements of physical quantities |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2047840C1 true RU2047840C1 (en) | 1995-11-10 |
Family
ID=21600736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5035133 RU2047840C1 (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Method of independent measurements of physical quantities |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2047840C1 (en) |
-
1992
- 1992-03-31 RU SU5035133 patent/RU2047840C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1755052, кл. G 01D 21/01, 1992. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3506813A (en) | Signal-to-noise ratio enhancement methods and means | |
SU465803A3 (en) | Method for digital processing of pulsed seismic signals | |
RU2047840C1 (en) | Method of independent measurements of physical quantities | |
US4497035A (en) | Method of generating time delay | |
RU2063613C1 (en) | Method for independent measurement of physical quantities | |
RU2037190C1 (en) | Multichannel system for recording physical quantities | |
SU894719A1 (en) | Digital correlator | |
RU2092794C1 (en) | Device for autonomous measurement of physical quantities | |
SU907554A1 (en) | Device for computing likelyhood function current value of autoregression random train | |
SU970401A1 (en) | Analog-digital function converter | |
SU1755052A1 (en) | Method of independent measurement of physical parameters | |
RU1824521C (en) | Method of autonomous measurements of physical quantities | |
SU842679A1 (en) | Device for vibration record processing | |
RU2042187C1 (en) | Device for generation of uniform distribution of random integers | |
SU805191A1 (en) | Power spectrum calculator | |
SU696472A1 (en) | Function computer | |
SU744610A2 (en) | Multichannel device for selection of mean value minimum | |
SU1285493A1 (en) | Device for reproduction of delaying functions | |
SU1119028A1 (en) | Device for determining density of random signal distribution | |
SU1335972A1 (en) | Analog data input multichannel device | |
SU813478A1 (en) | Graphic information readout device | |
SU981942A1 (en) | Object pulse unit step function computing device | |
SU911510A1 (en) | Device for determining maximum number | |
SU712953A1 (en) | Multichannel frequency-to-code converter | |
SU1247889A1 (en) | Multichannel measuring device for digital filtering |