Устройство для ввода информации с параметрических датчиков

 

Изобретение относится к автоматике, измерительной технике и предназначено для коммутации и преобразования сигналов с параметрических датчиков (тензометров, термометров сопротивления и т.п.) в цифровой эквивалент. Целью изобретения является упрощение устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, вычитающий счетчик 2, элемент ИЛИ 3, первый 4, второй 6 и третий 8 элементы задержки, элемент И 5, аналого-цифровой преобразователь 7, цифроаналоговый преобразователь 9, генератор 10 тока, коммутатор 11 тока, параметрические датчики 12, развязывающие элементы 13 в виде высокоомных резисторов, усилитель 14 и компаратор 15. Устройство по сравнению с прототипом является более простым, так как из его состава исключен сложный в реализации коммутатор напряжений малого уровня сигналов с датчиков. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

760 А) (19) (11) (51)5 G 06 F 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21 ) 43737 77 /24-24 (22) 03.02.88 (46) 30.01.90. Бюл. )) 4 (72) Ю.В.Петров, Ю.Н.Торопкин и Л.Г.Баранова . (53) 681.327.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 930311, кл. H 03 К 17/00, 1975, Авторское свидетельство СССР

В 1137454, кл. С 06 F 3/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ

С ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к автоматике, измерительной технике и предназначено для коммутации и преобразования сигналов с параметрических датчиков (тензометров, термометров

2 сопротивления и т.п.) в цифровой эквивалент. Цель изобретения — упрощение устройства. Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, вычитающий счетчик 2, элемент ИЛИ 3, первый 4, второй 6 и третий 8 элементы задержки, элемент И 5, аналогоцифровой преобразователь 7, цифроаналоговый преобразователь 9, генератор

10 тока, коммутатор ll тока, параметрические датчики 12, развязывающие элементы 13 в виде высокоомных резисторов, усилитель 14 и компаратор 15.

Устройство по сравнению с прототипом является более простым, так как из его состава исключен сложный в реализации коммутатор напряжений малого уровня сигналов с датчиков. 2 ил.

1539760

Изобретение относится к автоматике, измерительной технике и предназначено для коммутации и преобразова- ния сигналов с параметрических датчиков (тензометров, термометров сопротивления и т..п.) в цифровой эквивалент.

Цель изобретения — упрощение устройства.

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства для ввода информации; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство (фиг ° 1) содержит генератор 1 тактовых импульсов, вычитающий счетчик 2, элемент ИЛИ 3, первый элемент 4 задержки, элемент И 5, второй элемент 6 задержки, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 7, третий элемент 8 задержки, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 9, генератор 10 тока, коммутатор 11 тока, параметрические датчики 12, развязывающие элементы 13 в виде высокоомных резисторов, усилитель 14, компаратор

15, первую и вторую группы информационных выходов 16 устройства и синхронизирующий выход 17 устройства. Устройство для ввода информации ра. ботает следующим образом.

По сигналу с генератора 1 тактовых импульсов включается очередной канал коммутатора 11 тока и устанавливается исходный код на вычитающем счетчике

2, соответствующий максимально допустимому току питания датчиков 12.Этот ток формируется генератором 10 тока, управляемым кодом вычитающего счетчика 2 через цифроаналоговый преобразователь 9.

На выходе соответствующего включенному каналу датчика 12 появляется напряжение, которое для мостовой схемы включения датчиков с низким уровнем выходного сигнала определяется соотношением

U = — — I

Ьг

4 (1) где Т вЂ” ток питания датчика; г — изменение сопротивления r в. рабочем плечЕ мостовой схемы включения датчика (обычно

Ar ((r ).

Этот сигнал через развязывающие элементы 13 поступает на вход усили теля 14, напряжение с выхода которого на компараторе 15 сравнивается с предельным напряжением шкалы аналогоцифрового преобразователя 7. В случае предполагаемого эашкаливания, когда напряжение с усилителя 14 выходит эа

5 пределы шкалы аналого-цифрового преобразователя 7, сигнал с выхода компаратора 15 открывает элемент И 5 и пропускает на его выход тактовый импульс, прошедший через элемент ИЛИ 3 и задержанный первым элементом 4 за-, держки на время окончания переходных процессов при установлении сигнала на выходе усилителя 14.

Этот импульс уменьшает код на вычитающем счетчике 2, уменьшая тем самым ток питания датчика 12 и снижая величину сигнала с выхода усилителя 14, Кроме того, этот же импульс вновь поступает в последовательную цепь. элемент ИЛИ 3, элемент 4 задержки и элемент И 5, и циркулирует в этой цепи до тех пор, пока сигнал с выхода усилителя 14 не перестанет превышать предел шкалы аналого-цифрового преобразователя 7, т.е. пока компаратор 15 держит открытым элемент И 5. При этом каждый цикл циркуляции этого импульса приводит к уменьшению кода на вычитающем счетчике 2, а следовательно, к уменьшению тока питания датчика 12 пока не выберется оптимальный для данного момента измерений на выбранном канале ток питания датчика.

Время выбора тока определяется количеством разрядов на вычитающем счетчике 2. На это время с помощью второго элемента 6 задержки задерживается запуск аналого-цифрового преобразователя 7, на время работы которого с помощью третьего элемента 8 задержки задерживается появление синхроннзирующего импульса на выходе 17 устройства, сопровождающего информацию на выходе 16 устройства, содер45 щую выходные каналы аналого-цифрового преобразователя 7 и вычитающего счетчика 2. Последний определяет величину рабочего тока питания опрошенного датчика 12.

Если в устройстве и каналов, то при опросе одного из датчиков остальные (n-1) каналы шунтируют вход усилителя 14.

При опросе канала j вход усилителя

14 шунтируется сопротивлением, определяемым параллельным включением дг и (и-1) резисторов вида (2R+r+ †.. ):

1539760

R ! =! 2R+r+ -Б-" -1 g1 4 (2) 5

35

50 где R — сопротивление развязывающего элемента.

Если коэффициент усиления усилителя 14 достаточно велик (К 5 10

-10 ), а сопротивление обратной связи подключено к общей точке соединения высокоомных резисторов, то шунтирующее действие сопротивления В. к изменению коэффициента передачи напряжения от датчика 12 на выход усилителя 14 не приводит.

В то же время шунтирующее действие высокоомных резисторов приводит к увеличению в (и-1) раз дрейфа усилителя. Однако это не вносит значительной дополнительной погрешности измерения, так как при импульсном питании параметрических датчиков величина дрейфа усилителя легко учитывается. Необходимо лишь выполнить условие R)) Ьтмм„ У где Ьгмакс максимально возможное значение изменения сопротивления в рабочем плече датчика 12.

Длительность импульса тока определяется временем установления тока питания датчика, зависящим от быстродействия цифроаналогового преобразователя 9, коммутатора 11 тока и от времени установления тока в управляемом генераторе !0 тока, а также вре- менем аналого-цифрового преобразования в АЦП 7.

Предлагаемое устройство для ввода информации по сравнению с известным является более простым, так как из состава устройства исключен сложный в реализации коммутатор напряжений

;малого уровня сигналов с датчиков.

Формула изобретения

Устройство для ввода информации с параметрических датчиков, содержащее генератор тактовых импульсов, вычитающий счетчик, первый и второй элементы задержки, элемент И, аналого-цифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь, генератор тока, коммутатор тока и усилитель, выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом генератора тока, вьiход которого соединен с информационным входом коммутатора тока, установочный вход вычитающего счетчика соединен с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, выходы аналого-цифрового преобразователя являются первой группой информационных выходов устройства, о т л и ч à ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены элемент ИЛИ, третий элемент задержки, развязывающие элементы и компаратор, выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим входом коммутатора тока, с установочным входом вычитающего счетчика и с первым входом элемента

ИЛИ, выход которого соединен со счетным входом вычитающего счетчика и с вторым входом элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с первым гходом элемента И, второй вход которого соединен с выходом компаратора, выходы вычитающего счетчика соединены с входами цифроаналогового преобразователя и являются второй группой информацион— ных выходов устройства, выходы генератора тока соединены с входами соответствующих параметрических pàò÷èêoâ, выходы которых соединены с входами развязывающих элементов, выходы которых соединены с соответствующими входами усилителя, выход ко-:

45 торого соединен с входом компаратора и с информационным входом аналогоцифрового преобразователя, выход второго элемента задержки соединен с входом третьего элемента задержки,выход которого является синхронизирующим выходом устройства.

Llg( б)

Составыитель С. Кулиш .Редактор М.Петрова Техред М.Дидык Корректор В.Гирняк

Заказ 219 Тираж 560 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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