Измерительная система

Измерительная система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для контроля параметров листовой электротехнической стали, постоянных магнитов и других ферромагнитных изделий в процессе производства, сбора и обработки измерительной информации. Целью изобретения является повышение быстродействия системы. Информация с выхода блока 1, который содержит блок 8 датчиков индукции , блок 9 датчиков напряженности, блок 10 магнитной проницаемости, блок 11 температуры контролируемого изделия и блок 12намагничивания, поступает через измерительные модули 2 и первую группу базовых модулей 3 в функционально-вычислительные модули 4 Система содержит также видеотерминальный модуль 5, блок б интерфейса и блок 7 сопряжения. В цифровой код информация преобразуется АЦП 16, на вход которого аналоговые сигналы коммутируются блоком 13с помощью интерфейса 14. Модули системы включают также интерфейса 15 и 27, блоки памяти 17, 24 и 29, блок сопряжения 28. мультиплексоры 25, 26, тест-контроплер 30. Каждый из базовых модулей включает параллельный и последовательный адаптеры 18 и 22, процессорный элемент 19, таймер 21 .блок 20 памяти и контроллер 23 прерываний. Система допускает замену любого базового модуля запасным, кольцевую замену модулей 3, наращивание числа модулей 2, 3 и 4. 1 ил СО С

СОЮЗ COBETCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 R 33/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о

ЬЭ

О ) !

) ° (21) 4601759/21 (22) 02.11.88 (46) 15.02,91. Бюл. М 6 (75) А.Н.Чернов (53) 621,317.44 (088.8) (56) Селезнев Ю.В. и др. Автоматический контроль магнитных параметров. M.: Высшая школа, 1971, с. 84. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к техник» магнитных измерений и лиможе быть использовано для контроля параметров листовои электротехнической стали, постоянных магнитов и других ферромагнитных изделий в процессе производства, сбора и обработки измерительной информации, Целью изобретения является повышение быстродействия системы, Информация с выхода блока

1, который содержит блок 8 датчиков индукции, блок 9 датчиков напряженности, блок

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для контроля параметров листовой электротехнической стали, постоянных магнитов и других ферромагнитных изделий в процессе производства, сбора и обработки измерительной информации.

Целью изобретения является повышение надежности системы.

На чертеже изображена функциональная схема измерительной системы, Система содержит блок 1 первичных преобразователей, выходы которого соединены с входами измерительных модулей 2, шины управления и данных которых соединены с соответствующими шинами первой

„„!Ж„„1628Î24 А1

10 магнитной проницаемости, блок 11 температуры контролируемого иэделия и блок

12 намагничивания, поступает через измерительные модули 2 и первую группу базовых модулей 3 в функционально-вычислительные модули 4, Система содержит также видеотерминальный модуль 5, блок 6 интерфейса и блок 7 сопряжения. В цифровой код информация преобразуется АЦП 16, на вход которого аналоговые сигналы коммутируются блоком

13 с помощью интерФейса 14, Модули системы включают также интерфейса 15 и 27, блоки памяти 17, 24 и 29, блок сопряжения 28, мультиплексоры 25, 26, тест-контроллер 30.

Каждый иэ базовых модулей включает параллельный и последовательный адаптеры 18 и

22, процессорныи элемент 19, таймер 21, блок

20 памяти и контроллер 23 прерываний. Система допускает замену любого базового модуля запасным, кольцевую замену модулей 3, наращивание числа модулей 2, 3 и 4. 1 ил. группы из и. базовых модулей 3, последовательные шины которых соединены с последовательными шинами функционально-вычислительных модулей 4, последовательные шины которых соединены с соответствующими шинами второй группы из m модулей 3, внутренние шины которых могут быть объединены. Последний модуль 3 подключен к шинам видетерминального молуля 5, Система включает также блок 6 интерфейса и блок 7 сопряжения. В состав блока

1 входят блок 8 датчиков индукции, блок 9 датчиков напряженности поля, блок 10 магнитной проницаемости, блок 11 температуры контролируемого изделия и блок 12 намагничивания.

1628024

Модуль 2 содержит блок 13 коммутации, интерфейс 14 блока коммутации, интерфейс

15 функционально о модуля, программируемый АЦП 16 и блок 17 памяти.

В состав каждого базового модуля 3 входят параллельный адаптер 18, центральный процессорный элемент 19. блок 20 памяти, программируемый таймер 21, последовательный адаптер и контроллер 23 прерываний.

Модуль 4 включает блок 24 памяти и мультиплексор 25 последовательных шин, Аналогичный мультиплексор 26 входит в состав блока 5 наряду с интерфейсом 27 функционального модуля, блоком 28 сопряжения и блоком 29 памяти. В системе может быть также использован тестовый контроллер 30, предназначенный для обнаружения неисправного базового модуля 3 путем ими1ации магнитогле1рической информации на его входных шинах и контроля данных на его выходных шинах, В качестве датчиков индукции и напряженности в блоках 8 и 9 могут быть использованы гальваио лагнитные преобразователи и феррозондь . В блоке 10 могут быть испольэов lHbl вихретоковые или индукционные преобразователи. а в блоке 11 — тер лопары. Блок 12 может быть выполнен в виде электромагнита или соленоида, программа работы которого задается с пульта через блок 28, модуль 5, соответствующие лодули 4, 3, 2 (для данного модуля 2 АЦП 16 не используется, направление сигналов на входе модуля 2 иное, чем у остальных модулей).

Блок 13 и интерфейс 14 могут быть выполнены B виде мультиплексора, осуществляющего последовательное подключение входных аналоговых сигналов модуля 2 к входу АЦП 16: адрес соответствующего канала транслируется из первого модуля 3 через интерфейс 15 и АЦП 16 в интерфейс 14, где он дешифрируется в позиционный код, управляющий ключами блока 13, входной сигнал которого через интерфейс 14 подается на вход АЦП 16.

Выполнение всех интерфейсов системы определяется структурои сопрягаемых ими блоков, Помимо селекции (мультиплексирования или демультиплексирования), интерфейс не выполняет функциональных преобразований.

В качестве блоков памяти (блоки 17. 20, 24 и 29) могут быть использованы ОЗУ (К Р 541 РУ2) и П П 3 У (К573 Р Ф 2), Базовый модуль 3 представляет собой микропроцессорный контроллер МК80/02, построенный на базе ИМС 580 серии, Например, адаптер 18 представляет собой

50 микросхему КР580 ВВ55А, элемент 19—

КР580ИК80А, в качестве таймеров 21 использованы микросхемы КР580ВИ53, адаптер 22 выполнен на микросхемах

КР580ВВ51А. а котроллер 23 — КР580ВН59, Внутренняя шина модуля 3 представляет собой совокупность внутренних шин (адресной, данных, управления и памяти), являясь локальным интерфейсом контроллера. В дальнейшем под шиной данных или шиной управления понимается функциональное назначение шины, а не ее выполнение, которое зависит от типа использованных микросхем. Например, шина данных может включать три шины: данных, управления и адресную.

Блок 7 сопряжения, как и блок 28, включает преобразователи уровня (усилители мощности), интерфейс индикатора, клавиатуры. принтера.

Измерительная система работает следующим образом.

Информация от блоков 8-12 преобразуется соответствующими модулями 2 в цифровой вид, подвергается предварительной математической обработке в соответствующих модулях 3, преобразуется ими в последовательный код и транслируется в один иэ модулей 4. Здесь данные мультиплексируются на вход соответствующего модуля 3 второй группы, где подвергаются окончательной обработке и поступают на модуль 5 и через блок 6 в блок 7.

Для того, чтобы рассмотреть работу системы подробнее, остановимся на назначении отдельных элементов системы, учитывая, что перечень функций для программного блока однозначно определяет алгоритм его работы, также однозначно связанный с программой, заложенной в ППЗУ или на магнитном носителе.

Назначение базового модуля 3 определяется его включением в одну из групп. При подключении к блоку 17 блок 3 осуществляет выбор канала, т,е, управление блоком 13, управление режимом работы АЦП 16, трансляцию сигналов управления (например, запуска, готовности и т.п,), предварительную обработку измерительной информации (фильтрацию, нормализацию, линеариэацию по результатам предварительной калибровки и т.п.) и передачу измерительной информации на последовательную шину.

При подключении к блоку 29 модуль 3 осуществляет прием сигналов управления от блока 28 (с клзвиатуры пульта) и их трансляцию в соответствующий модуль 3 второй группы, а также прием информации по выходной последовательной шине мультиплексора 26 и передачу ее на индикатор

1628024

35

50

55 через блок 28. Мультиплексоры 25 и 26, как и интерфейс 14, предназначены для дешифрации адреса канала, его запоминания и преобразования в позиционный код, для чего в их состав включаются селектор адреса, регистр адреса и соответствуюший дешифратор.

При подключении к блоку 24 модуль 3 выполняет управляющие функции опрос первой группы модулей 3 (в порядке возрастания номера модуля 3 опрашивается очередной модуль, выставивший сигнал готовности данных); обработку информации, например интегрирование, вычисление потерь на перемэгничивание. оп ределение погрешностей преобразования, температурных зависимостей и т.п.; трансляцию информации на кассетный накопитель или принтер, в другой модуль данной группы, выделенный для связи с индикатором, или сразу на индикатор; тестирование.

Таким образом, модуль 3 в данной системе является многофункциональным Модули 3 выполняются в виде отдельных конструктивных единиц, что позволяет менять их местами, заменять.

В простейшем случае система вклю эет три модуля 3, т е, m = n = 1. Ь этом слу:зе система является рехпроцессорной. Ремонтопригодность такой системы выш: ем известной, поскольку оператор имее. возможность заменить любой из мо„ у,сй 3.

Вывод о неисправности модуля 3 делов.ся на основе тестирования или наблк дения зэ изменением данных на индикэ оре (дисплее): если информация не минчс -.я неисправен модуль 3 управления, если имеют место помехи — модуль 3 модуля 5 и т.д Э о особенно удобно в полевых условиях для бортовых систем, где один запасной модуль

3 позволяет путем кольцевой заменьl onpl.делить неисправный модуг,ь и восстановить функционирование системы, Пропускная способность системы даже в этом простейшем случае существенно выше, чем у иа— вестной, благодаря разделению вычислительных функций, предьэрительной обработке информации модулями 3 первой группы, следовательно, в упоавляюший модуль 3 транслируется только существенная информация.

Предлагаемая система позволяет произвести автокалибровку измерительного тракта и автоматическую диагностику модулей, регистрацию и накопление экспериментальных данных по заданным каналам для последующего экспресс-анализа и полной обработки, математическую обработку результатов измерений по каждому каналу, хранение результатов на магнитной ленте, пультовый ввод-вывод, индикацию данных и состояния системы в реальном времени, Кроме того, система допускает наращивание вычислительной мощности для увеличения пропускной способности. Это осуществляется увеличением числа измерительных модулей 2 и соответствующих модулей 3 первой группы. При таком наращивании наступает момент, когда одного управляющего модуля 3 недостаточно для опроса всех измерительных модулей 2.

В этом случае система допускает наращивание числа модулей второй группы, а вышеописанный алгоритм опроса ими модулей 2 обеспечивает автоматическое поддержание постоянной частоты опроса каждого канала.

Этот эффект проявляется только в системе с большим числом измерительных модулей

2 и несколькими управляющими модулями 3 второй группы.

Таким образом, в отличие от известной системы предлагаемая система обладает более высокими пропускной способностью и быстродействием. Так, если пропускная способность известной системы ограничена

4-5 каналами, обрабатываемыми последовательно, Tî в макете предлагаемой систеh -.I их 84, Надежность системы, также ,ысокз благодаря высокой ремонтопригодости, тестированию, вс зможности .. мены

l-, именее надежно о базового мод

Формула изобретения (Лзмерительная систем., содержащая блок . ервичных преобрэ оватслей, выходы которого соединень с входами и измерительных модулей, э также первыи фун:.ц онэльно-вычислительный модуль и блок сопряжения, î1 л и ° э ho щ э я с i тем, что, с це,;ю повышения надежности, онэ снабжена блоком интерфейса, видеотерминальным модулем, m функционально-вычислительными модулями и (и+гп+2 базовыми модулями, при этом шины данных первой группы из п базовых модулеи соединены с шинами данных измерительных модулей, шины управлений которых соединены с внутренними шинами первой группы базовых модулеи, последовательные шины которых соединены с п=рвой группой объединенных последовательных шин функционально-вычислительHblx модулей. вторая группа последовательных шин которых соединена с первыми последовательными шинами второй группы иэ m+1 базовых модулей, внутренние вины которых соединены с шинами управления соответствующих функционально-вычислительных модулей, причем шина данных блока сопряжения соединена с внешней

1628024

OP#

rr/р л

Составитель С. Шумилишская

Техред М.Моргентал Корректор M.Øàðîøè

Редактор А.Лежнина

Заказ 340 Тираж 417 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 шиной данных блока интерфейса, внутренние шины данных которого соединены с шинами данных второй группы базовых модулей, вторые последовательные шины которых соединены с первой группой последовательных шин видеотерминального модуля, вторая группа последовательных шин которого соединена с последовательными шинами (п+гп+2)-го базового модуля, внутренняя шина и шина данных которого соединены соответственно с шиной управления и шиной данных видеотерми5 нального модуля, а последовательные шины блока интерфейса соединены с третьими последовательными шинами второй группы базовых модулей.