Многоканальный преобразователь девиации сопротивления в код

Многоканальный преобразователь девиации сопротивления в код

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах и измерительных приборах. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет изNUЈt №Ј1 3-2 П -Я: & с мерения девиации сопротивления Устройство содержит многовходовой сумматор-вычитатель 8, дополнительный блок 12 сравнения, управляемый инвертор 13, схему 14 считывания, инвертирующий сумматор 18, опорные резисторы 5-1, 5-2...5-п и ключи 3-1, 3-2...З-n в 1,2.. п каналах Причем первые выводы опорных резисторов 5-1,5- 2...5-п соединены соответственно с вторыми клеммами для подключения измеряемых резисторов 4-1 4-2.,.4-п и подключены к входам третьих ключей 3-1,3- 2,.,3-п, управляющие входы которых соединены соответственно с тактирующими выходами блока 19 управления и обработки информации. Устройство обладает более широкими функциональными возможностями за счет многоканального измерения девиации сопротивления в код 3 ил сл с Ј1 -Я: l5-n j О 00 Ю 00 VJ Фиг 1

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ч)л 6 01 R 27/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4357456/21 (22) 04.01.88 (46) 07.11.91. Бюл. ¹ 41 (72) Л.И.Макеева (53) 621.317(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1049826, кл. G 01 R 27/00. 1983, Авторское свидетельство СССР № 1411684, кл. G 01 R 27/00, 1985, (54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЕВИАЦИИ СОПРОТИВЛЕНИЯ В

КОД (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано B информационно-измерительных системах и измерительных приборах, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет из„„Я3 „„ 1689871 А1 мерения девиации сопротивления. Устройство содержит многовходовой сумматор-вычитатель 8, дополнительный блок 12 сравнения, управляемый инвертор 13, схему 14 считывания, инвертирующий сумматор 18, опорные резисторы 5-1, 5-2...5-п и ключи 3-1, 3-2...3-пв1,,2...n каналах. Причем первые выводы опорных резисторов 5-1,52...5-п соединены соответственно с вторыми клеммами для подключения измеряемых резисторов 4-1,4-2„.4-п и подключены к входам третьих ключей 3-1,32...3-п, управляющие входы которых соединены соответственно с тактирующими выходами блока 19 управления и обработки информации. Устройство обладает более широкими функциональными возможностями за счет многоканального измерения девиации сопротивления в код. 3 ил.

1689871

Изобретение относится к области электроиэмерительной техники и может быть использовано для измерения девиации сопротивлений резистивных датчиков.

Цель изобретения — расширение функцио альных возможностей преобразователя за счет возможности измерения девиации сопротивления.

На фиг.1 приведена блок-схема многоканального преобразователя девиации сопротивления в код; на фиг.2 — структурная схема блока управления и обработки информации; на фиг.3 — временная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Многоканальный преобразователь содержит N измерительных каналов, каждый из которых содержит ключи

1-1,1-2„„,1-п, 2-1, 2-2....,2-п, 3-1, 3-2,...,3-п. клеммы для подключения измерительных резисторов 4-1, 4-2...„4-п, опорные резисторы 5-1, 5 — 2,..., 5 — n источник б постоянного тока, образцовый резистор 7, многовходовой сумматор-вычитатель S, блок 9 интегрирования, разрядный ключ 10. основной блок 11 сравнения, дополнительный блок 12 сравнения, управляемый инвертор 13, схему 14 считывания, дополнительные ключи 15 и 16, триггер 17, инвертирующий сумматор 18, блок 19 управления и обработки информации. При этом Rx),Rx2," Кхп — сопротивления измерительных резисторов 4-1,4-2...4-п;

R<,R2,...,Rn — сопротивления опорных резисторов 5-1, 5-2,...,5-n; Rp — сопротивление образцового резистора 7.

Блок 19 управления и обработки информации содержит генератор 20 импульсоь, делитель 2 1 частоты, элемент 22 совпадения, распределитель 23 импульсов, триггеры 24 и 25, формирователь 26 импульсов разряда, ждущие мультивибраторь

27-29, блоки 30 и 31 сброса, блок 32 запуска, переключатель 33 "АВТ", элемент 34 сборки, ключ 35, счетчик 36 импульсов, блок

37 считывания информации (фиг.2).

Блок I9 управления и обработки информации выдае.<- с выходов 1,2„...n последовательность тактирующих импульсов длительностью Т1,Т2„,Тп (фиг.3.6, 3.7, 3.8), предназначенных для поочередного подключения выводов резисторов 5-1,5-2„.„5-п к источнику б постоянного тока и одновременно к соответствующим входам многовходового сумматора-вычитателя 8, с первого выхода k - импульсы длительностью (О1 to2," ton (фиг.3.11), предназначенные для управления рабо1ой ключа 15, с второго выхода гп — импульсы.для управления разрядным ключом 10, с третьего выхода < -- импульсы сброса для установки

35 м т, 45

55 триггера 17 в исходное состояние, четвертого выхода р — информацию о параметрах и номерах опрашиваемых датчиков, а на вход

d поступает информация с выхода триггера 17.

Запуск устройства может осуществляться вручную или автоматически. В автоматическом режиме переключатель 33 "АВТ" будет находиться в замкнутом состоянии.

Перед началом измерения осуществляется установка всех триггеров 17, 24 и 25, счетчика Зб, распределителя 23 в нулевое состояние сг едующим образом.

Сигнал с выхода блока 31 сброса в течение интервала времени тэ, 2(фиг.3,2), вырабатываемого ждущим мультив,-",братором

27, проходя через элемент 34 сборки, осуществляет сброс состояний счетчика 36, распределителя 23, триггеров 17,24 и 25. По заднему фронту импульса тэ2 осуществляется переброс триггера 17 н состояние "1" (фиг.3.3). При этом на вход элемента 22 совпадения с момента tI поступает сигнал "1".

На другой вход этого элемента подается сигнал с выхода делителя 21 (фиг.3,4).

С выхода элемента 22 совпадения поступают импульсы на вход распределителя

23, Распределитель 23 импульсов выдает сдвинутые во времени тактирующие импульсы ТI,Ò2...„Òn (фиг.3.6, 3.7, 3.8), которые поступают на тактирующие выходы блока 19 для последовательного управления кл очами 1-1,1-2,...,1-п, 2-1,2-2,...,2-п, 3- 1, 3-2,...,3-п.

Одновременно с выхода элемента 22 совпадения подается "1" на второй вход второго триггера 25, С приходом первого тактирующего импульса (фиг.3.6) на управляющий вход ключей 1-1,2-1 и 3-1 они обеспечивают подключение вывода первого резистора 4-1 к источнику б постоянного

-:ока и к первому суммирующему входу а сумматора-вычитателя 8. Второй вывод ре.истора 4.1, обьединен bIA с первым выводом опорного резистора 5-1, подключен к вычитающему входу Ь сумматора-вычитателя

8, на второй суммирующий вход с которого поступает напряжение, снимаемое с второl0 вывода резистора 5-1, который обьединен с первым выводом образцового резистора 7.

На управляющий вход дополнительного ключа 15 в момент tl (фиг.3.10) поступае сигнал, который открывает его и подав: напряжение lpRp на вход инвертирующего сумматора 18, с выхода которого си HBë подается на Один иэ входов блока 11 сравнения (фиг.3.10), на вход блока ин-егрирования 9 подается напряжсние !pimp.

f3 момент t2 (фиг.3.9) Фикси:.. ;ется равенство выходного напряжен:;я блока 9 напРЯжениЯ 4-1< RpKI.

1689871

Для этого момента будет справедливо равенство

1, 3 loRodt + Uo =!ойоКь = — loRo (1)

Ucb=Io(Rx1+R1+Ro) 2lo(Ro+R)) + loRo =

= I о Л ВКсь. Rxi=R)+ Л Ri, 45 где ЛR1 — девиация в первом канале.

Можно показать, что начиная с момента

12 на выходе инвертирующего сумматора 18 появляется напряжение lp(Rp+ Л Я1Ксь)Кь.

Теперь заряд блока 9 интегрирования продолжается до тех пор, пока не будет выполнено равенство

1 tÔ õ1 — — lpR +U.=

7 о где т- постоянная блока 9 интегрирования;

t p — время заряда блока 9 интегрирования до напряжения -IpRoKb;

U, — начальное выходное напряжение блока 9 интегрирования, Кь — коэффициент передачи инвертирующего сумматора 18, Кь=-1.

В момент tg на выходе блока 11 сравнения формируется сигнал "1", который перебрасывает триггер 17 в состояние "1" (фиг,3.12), Выходной сигнал триггера 17 поступает на вход блока 19 управления и обработки информации, формируя с выхода k сигнал (фиг,3.11) для управления работой ключа 15, а с выхода (импульс. сброса, поступающий на другой раздельный вход триггера 17 для установки его в исходное состояние. Одновременно сигнал с выхода триггера 17 поступает на управляющий вход ключа 16, осуществляя подключение напряжения с выхода управляемого инвертора 13 (lo ЛККоь) на вход блока 18, где Kcb — коэффициент передачи сумматора-вычитателя 8, С помощью блоков 19 и 12 осуществляется изменение полярности напряжения с выхода многовходового сумматора-вычитателя 8 таким образом, что полярность напряжения с выхода управляемого инвертора 13 будет совпадать с полярностью напряжения с выхода резистора 7 (Ro). Так при положительном знаке девиации

ЛВ1КоЬ =1.

На выходе многовходового сумматоравычитателя 8, начиная с момента t1, устанавливаетсЯ напРЯжение Ucb (фиг.3.10), которое равняется

= Ip (Rp + ЛВ1Ксь) Кь =

= — lo (Ro + Л 1Kcb) (2) где tx> — время заряда блока 9 интегрирования от значения -IoRo до -4(Я,+ hR>), равное

t2 — t1 (фиг,3.12).

В момент 13 происходит срабатывание блока 11 сравнения, который осуществляет переброс триггера 17 в состояние "0", что вызывает закрывание ключей 15 и 16. Одновременно выходной сигнал триггера 17 поступает на вход блока 19 управления и обработки информации и позволяет сформировать с первого выхода k в момент t3 импульс, обеспечивающий закрывание ключа 15.

Из выражений (1) и (2) следует, что

)%i r Kcb Kb AR1r

1х1 где Ь1 — измеряемый интервал времени, пропорциональный девиации AR> в первом канале, l=1, В момент времени 12 осуществляется открывание ключа 35 и счетные импульсы поступают с выхода генератора 20 импульсов на вход счетчика 36 импульсов, который перед началом измерения при поступлении единичного сигнала на шину сброса был установлен в исходное состояние, По заднему фронту сигнала триггера 17, поступающему на управляющ и вход блока

37 считываний информации, обеспечивается считывание кодовой информации с выхода счетчика 36 и тактирующих выходов блока 19 управления и обработки информации о номере опрашиваемого датчика на вход ЭВМ, После считывания информации через интервал test (фиг,3,13), формируемый ждущим мультивибратором 28, осуществляется сброс состояний триггеров 17,24 и 25, счетчика 36, распределителя 23. По заднему фронту импульса tc > (фиг.3.13) блок 31 сброса осуществляет формирование импульса сброса, который, проходя через элемент 34 сборки, осуществляет сброс состояний триггеров 17, 24 и 25, счетчика 36, распределителя 23. Дальнейшая работа устройства по измерению девиации сопротивления в остальных каналах происходит аналогичным образом.

Сигнал с выхода элемента 34 сборки осуществляет в блоке 26 формирование сигнала на выходе блока 19, который поступает на управляющий вход разрядного ключа 10 для осуществления разряда блока 9 интегрирования, Таким образом, устройство позволяет осуществлять многоканальное преобраэо1689871

ЛВ1 т

N1 =- —, БоТэ (4) hRI, t

Мл =------РоТэ (5) вание девиации сопротивлений в код. Значение кода (фиг.3,14), зафиксированное при опросе первого канала, будет равно где Т, — период генератора 14,,цля n-ro канала соответственно будем иметь где Nl> — число импульсов в счетчике 38>, пропорциональное девиации резистора 5-п.

После опроса и-го датчика по заднему фронту сигнала Тп (фиг.3,8) с выхода распределителя 19 осущес гвляется возврат триггера 25 в исходное состояние. Через интервал времени тз1, вырабатываемый ждущим мультивибратором 27 при замкнутом положении переключателя 33 "АВТ", осуществляется подача разрешающего сигнала на блок 32 запуска, который через блок

31 сброса в течение интервала времени t32 выполняет сброс состояний триггеров 17, 24 и 25, счетчика 36, распределителя 23.

По заднему фронту сигнала с выхода триггера 17, поступа ощему на управляющий вход схемы 14 с::итывания, обеспечивается считывание информации о знаке девиации Л К с выхода S схемы 14 считывания.

Таким образом, устройство обладает более широкими функциональными возможностями за счет многоканальных измерений девиации сопротивления и может быть широко использовано в автоматизированныхх информационно-измерительных сисТ8МВх ко11троля и измерения параметров обьекга, Формула изобретения

Многоканальный преобразователь девиации сог1ротивления в код, содержащий источник постоянного тока, основной блок сравнения, блок интегрирования, блок управления и обработки информации, разрядный ключ, образцовый резистор, триггер, и измерительных каналов, каждый из которых содержит клеммы для подключения измеряемого резистора и два ключа, выход первого из которь1х соединен с входом второго и первой клеммой для подключения измеряемого резистора в каждом канале. входы перВых кг1к>«1еЙ подключРны к Одному выводу источника постоянного тока, а их управля>о10

20 п5

55 щие входы соединены с тактирующими выходами блока управления и обработки информации. Выходьl вторых клю1ей в ка>кдом из каналов обьед1111ены, два дополнительных кл1оча, управляющий вход первого дополнительного ключа соединен с первым выходом блока управления и обработки информации, второй выход которого соединен с управляющим Входом разрядного кл1оча, подключенного параллельно блоку интегрирования, вход которого соединен с первым выводом образцового резистора, соединенным с входом первого дополнителы1ого ключа, второй вывод которого, г>одключенный к другому выгоду истсчl-Iика постоянного тока, подсоединен к общей шине, а выход блока интегрироваívi51 подключен к одному из входов основного блока сравнения, выХОД КотоРОГО СОРДИ НЕН CQ С«1Е1 НЫМ ВХОДОМ триггера, другой вход кото1>ого подключен к трегье лу выходу блока управления и обработки информации, а выход триггера, соединенный с управляющим входом второго дополнительного ключа, обьединен с входом блока управления и обработки информации, четвертый выход которого соединен с выходом преобразователя, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциснальных воэможностей за счет измерения девиации сопротивления, в него дополнительно введены многовходовой сумматор-вычитатсл ь, floïoë нительный блок сравнения, схема считывания, управляемый инвертор, инвертиру.ощий суммаГор. опорный резистор и третий кл1оч в ка>кдом из каналов, причем Г1ервые выводы опорных резисторов соедлнены соответственно с вторыми клеммами для подклк>чения измеряемых эезисторОВ в каждом ка але и подключены к входам третьих клю-..й, управляющие входы которых соединень1 с тактирующими вы,",одами блока

:равления и обработки информации, а их выходы обьединены и подкл1очены K вычитгющему входу многовходового сумматоравычитателя, первый суммирующий вход которОГО ПОДключен к ОбьеДиненныM выхода л первых ключей, второй суммиру1ощий вход — к первому выводу образцового резиС ТОрВ, а ВЫХОД МНОГОВХОДОВОГО CyMMRTGра-вычитателя соединсн с входами управляемого инвертора и допг л1 ительного блока сравнения, выход которого соедиIc8H с управля10щим вхОдсм уГ1оавляеI4o О инвертора и информацион;1ым входом схемы считывания, а выход уГI1>авляемОГО инвертора гоединен. с входом второго дополнительного к>1!Оча, под:- .filo«! >;I I Io в ыхОдОм к перьом} входу 1 вер ив>у1оше1 о

СУММВTOP«1, ВтОРЫР ВI>fBG«l, >! ОПЗРН1.1Х РЕЭИ1689871

10 старое в каждом иэ каналов объединены и подключены к первому выводу образцового резистора, выход первого дополнительного ключа подключен к второму входу инвертиг рующего сумматора, соединенному выходом с другим входом основного блока сравнения.

1б89871

Составитель Н.Шиянов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Редактор Е,Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3810 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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