Многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин (варианты)

Изобретение относится к устройствам контроля пространственных величин, например пространственной вибрации, и может быть использовано в системах контроля, диагностики, защиты и навигации. Многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин содержит многокомпонентные датчики пространственных величин, выходы которых соединены с входами коммутатора, каждый выход которого соединен с входами соответствующих умножающих цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с входами соответствующих сумматоров, выходы которых соединены с входами блока измерения и управления, выходы адресного кода и управляющего кода которого соединены соответственно с адресными входами коммутатора и входами управляющего кода умножающих цифроаналоговых преобразователей. Для повышения достоверности функционирования дополнительный вход каждого из сумматоров соединен с выходом соответствующего дополнительного умножающего цифроаналогового преобразователя, входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения, а управляющие входы соединены с выходом управляющего кода блока измерения и управления. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к устройствам контроля пространственных величин, например пространственной вибрации, и может быть использовано в системах контроля, диагностики, защиты и навигации.

Известно устройство контроля пространственных векторных величин, содержащее многокомпонентный датчик вибрации, выходы которого соединены с входами блоков коррекции через соответствующие усилители, а выходы блоков коррекции соединены с входами блока вычисления [Авторское свидетельство СССР №1257411, 1981 г., G01H 9/00].

Недостатками этого устройства являются сравнительно большие аппаратурные затраты при необходимости многоканальных измерений и относительно низкая достоверность функционирования из-за отсутствия возможности контроля и оперативной коррекции параметров настройки при работе.

Известно устройство контроля пространственных векторных величин содержащее многокомпонентный датчик вибрации, выходы которого соединены с входами блоков коррекции через соответствующие усилители, а выходы и управляющие входы блоков коррекции соединены с входами блока измерения и блока управления [Авторское свидетельство СССР №1330475, БИ №30, 1987 г., G01H 11/06].

Недостатком этого устройства является относительно низкая достоверность функционирования, поскольку оно не обеспечивает контроля за уходом характеристик сигналов, поступающих от датчика.

Известно устройство контроля пространственной вибрации, содержащее трехкомпонентный датчик вибрации, выходы которого соединены через согласующие усилители с блоком коррекции, который выполнен на основе трехканального сумматора [Патент США 6038924, МКИ G01P 15/09, Н.кл 73/514.34, 2000 г.].

Недостатком этого устройства является относительно низкая достоверность функционирования, поскольку оно не обеспечивает контроля за уходом характеристик сигналов, поступающих от датчика.

Наиболее близким к предлагаемому и выбранным в качестве прототипа является многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин, содержащее многокомпонентные датчики пространственных величин, выходы которых соединены с входами коммутатора, каждый выход которого соединен с входами соответствующих умножающих цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с входами соответствующих сумматоров, выходы которых соединены с входами блока измерения и управления, выходы адресного кода и управляющего кода которого соединены соответственно с адресными входами коммутатора и входами управляющего кода умножающих цифроаналоговых преобразователей [Авторское свидетельство СССР №134149, БИ №36, 1987 г.].

Недостатком данного устройства является относительно низкая достоверность функционирования. Действительно, современные многокомпонентные датчики, как правило, имеют встроенную электронику, которая обеспечивает передачу сигналов, при этом кроме, например, переменного сигнала вибрации в сигнале присутствует постоянная составляющая, величина которой позволяет судить о исправности как самого датчика, так и соединительной линии связи (датчики с интерфейсом IEРЕ). В датчиках, выполненных по MEMS технологии, постоянная составляющая характеризует пространственное положение датчика и ее изменение позволяет судить о нарушениях в работе датчика или его расположении [Piezoelectric accelerometer - Miniature triaxial DeltaTron® accelerometer - Type 4524, 4524-B and 4524-B-001, Brǚel & Kjaer, 2008]. Следует также отметить, что наличие постоянной составляющей в сигналах, поступающих от датчика, кроме положительного эффекта, связанного с возможностью контроля исправности, имеет и негативное значение, поскольку ограничивает динамический диапазон сигналов, поскольку, например, для датчиков с интерфейсом IEPE величина этого смещения имеет значение от 8 до 12 В, в то время как величина переменной составляющей менее 5 В, что заставляет использовать аналого-цифровое преобразование с диапазоном, рассчитанным на значительные входные напряжения, и, следовательно, сравнительно малым разрешением для переменных сигналов. Следует также отметить, что величина постоянного смещения может иметь зависимость от температуры, что позволяет в случае, когда эта зависимость известна, оценить рабочую температуру датчика и внести соответствующие коррективы в коэффициенты чувствительности в зависимости от этой оценки или в зависимости от датчика температуры, который достаточно часто встраивается в датчик вибрации или другой пространственной векторной величины.

Целью предлагаемого изобретения является повышение достоверности функционирования многоканального устройства анализа пространственных векторных величин.

Поставленная цель в первом варианте предлагаемого изобретения достигается тем, что в многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин, содержащее многокомпонентные датчики пространственных величин, выходы которых соединены с входами коммутатора, каждый выход которого соединен с входами соответствующих умножающих цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с входами соответствующих сумматоров, выходы которых соединены с входами блока измерения и управления, выходы адресного кода и управляющего кода которого соединены соответственно с адресными входами коммутатора и входами управляющего кода умножающих цифроаналоговых преобразователей, дополнительный вход каждого из сумматоров соединен с выходом соответствующего дополнительного умножающего цифроаналогового преобразователя, входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения, а управляющие входы соединены с выходом управляющего кода блока измерения и управления.

Другое отличие многоканального устройства анализа пространственных векторных величин состоит в том, что блок измерения и управления содержит аналого-цифровой преобразователь входы которого являются входами блока измерения и управления, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом процессора обработки сигналов, выходы адресного кода и управляющего кода которого являются соответствующими выходами блока измерения и управления, выходная шина которого является выходом процессора обработки сигналов и всего устройства.

Другое отличие многоканального устройства анализа пространственных векторных величин состоит в том, что коммутатор содержит аналоговые мультиплексоры, входы которых являются соответствующими входами коммутатора, а выходы являются соответствующими выходами коммутатора, адресный вход которого соединен с адресными входами аналоговых мультиплексоров, а выход каждого аналогового мультиплексора соединен с выходом источника тока, который подключен к шине.

Другое отличие многоканального устройства анализа пространственных векторных величин состоит в том, что коммутатор содержит аналоговые мультиплексоры, входы которых являются соответствующими входами коммутатора, а выходы являются соответствующими выходами коммутатора, адресный вход которого соединен с адресными входами аналоговых мультиплексоров, а каждый вход каждого аналогового мультиплексора соединен с выходом источника тока, который подключен к шине питания.

Во втором варианте исполнения поставленная цель достигается тем, что в многоканальном устройстве анализа пространственных векторных величин содержащем многокомпонентные датчики пространственных величин, выходы которых соединены с входами коммутатора, каждый выход которого соединен с входами соответствующих умножающих цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с входами соответствующих сумматоров, выходы которых соединены с входами блока измерения и управления, выходы адресного кода и управляющего кода которого соединены соответственно с адресными входами коммутатора и входами управляющего кода умножающих цифроаналоговых преобразователей, дополнительный вход каждого из сумматоров соединен с выходом соответствующего дополнительного умножающего цифроаналогового преобразователя, входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения, а управляющие входы соединены с выходом управляющего кода блока измерения и управления, вспомогательный вход которого соединен с вспомогательным выходом коммутатора, вспомогательные входы которого соединены с вспомогательными выходами многокомпонентных датчиков пространственных величин.

Другое отличие многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин состоит в том, что вспомогательный выход многокомпонентного датчика пространственных величин является выходом датчика температуры, который встроен в многокомпонентный датчик пространственной величины.

Другое отличие многоканального устройства анализа пространственных векторных величин состоит в том, что блок измерения и управления содержит аналого-цифровой преобразователь входы которого являются входами блока измерения и управления, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом процессора обработки сигналов, выходы адресного кода и управляющего кода которого являются соответствующими выходами блока измерения и управления, выходная шина которого является выходом процессора обработки сигналов и всего устройства, а вспомогательный вход блока измерения и управления соединен с вспомогательным входом аналого-цифрового преобразователя.

Другое отличие многоканального устройства анализа пространственных векторных величин состоит в том, что коммутатор содержит аналоговые мультиплексоры, входы которых являются соответствующими входами коммутатора, а выходы являются соответствующими выходами коммутатора, адресный вход которого соединен с адресными входами аналоговых мультиплексоров, а выход каждого аналогового мультиплексора соединен с выходом источника тока, который подключен к шине питания, которая через вспомогательный источник тока соединена с вспомогательным выходом коммутатора и выходом вспомогательного аналогового мультиплексора, адресные входы которого соединены с адресными входами остальных аналоговых мультиплексоров, а входы вспомогательного аналогового мультиплексора являются вспомогательными входами коммутатора, а выход каждого из аналоговых мультиплексоров является соответствующим выходом коммутатора.

Другое отличие многоканального устройства анализа пространственных векторных величин состоит в том, что коммутатор содержит аналоговые мультиплексоры, входы которых являются соответствующими входами коммутатора, а выходы являются соответствующими выходами коммутатора, адресный вход которого соединен с адресными входами аналоговых мультиплексоров, а каждый вход каждого аналогового мультиплексора соединен с выходом источника тока, который подключен к шине питания, которая через вспомогательные источники тока соединена с входами вспомогательного аналогового мультиплексора, которые являются вспомогательными входами коммутатора, вспомогательный выход которого соединен с выходом вспомогательного аналогового мультиплексора, адресные входы которого соединены с адресными входами остальных аналоговых мультиплексоров.

На фиг.1 показана структурная схема предлагаемого устройства, соответствующая первому варианту исполнения. На фиг.2. и 3 приведены примеры структурных схем выполнения коммутаторов для первого варианта исполнения. На фиг.4 показана структурная схема предлагаемого устройства, соответствующая второму варианту исполнения. На фиг.5 и 6 приведены примеры структурных схем выполнения коммутаторов для второго варианта исполнения. На фиг.7 и 8 приведены примеры реализации аналого-цифрового преобразователя.

Многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин, показанное на фиг.1, содержит многокомпонентные датчики пространственных величин 1, выходы которых соединены с входами коммутатора 2, каждый выход которого соединен с входами соответствующих умножающих цифроаналоговых преобразователей 3, выходы которых соединены с входами соответствующих сумматоров 4, выходы которых соединены с входами блока измерения и управления 5, выходы адресного кода и управляющего кода которого соединены соответственно с адресными входами коммутатора 2 и входами управляющего кода умножающих цифроаналоговых преобразователей 3, дополнительный вход каждого из сумматоров 4 соединен с выходом соответствующего дополнительного умножающего цифроаналогового преобразователя 6, входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения 7, а управляющие входы соединены с выходом управляющего кода блока измерения и управления 5.

Блок измерения и управления 5 содержит аналого-цифровой преобразователь 8, входы которого являются входами блока измерения и управления 5, выход аналого-цифрового преобразователя 8 соединен с входом процессора обработки сигналов 9, выходы адресного кода и управляющего кода которого являются соответствующими выходами блока измерения и управления 5, выходная шина 10 которого является выходом процессора обработки сигналов и всего устройства.

Коммутатор 2, как показано на фиг.2, содержит аналоговые мультиплексоры 11, входы которых являются соответствующими входами коммутатора 2, а выходы являются соответствующими выходами коммутатора 2, адресный вход которого соединен с адресными входами аналоговых мультиплексоров 11, а выход каждого аналогового мультиплексора 11 соединен с выходом источника тока 12, который подключен к шине питания 13.

Как показано на фиг.3 коммутатор 2 содержит аналоговые мультиплексоры 11, входы которых являются соответствующими входами коммутатора 2, а выходы являются соответствующими выходами коммутатора 2, адресный вход которого соединен с адресными входами аналоговых мультиплексоров 11, а каждый вход каждого аналогового мультиплексора соединен с выходом источника тока 12, который подключен к шине питания 13.

Как показано на фиг.4, многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин по второму варианту исполнения содержит многокомпонентные датчики 1 пространственных величин, выходы которых соединены с входами коммутатора 2, каждый выход которого соединен с входами соответствующих умножающих цифроаналоговых преобразователей 3, выходы которых соединены с входами соответствующих сумматоров 4, выходы которых соединены с входами блока измерения и управления 5, выходы адресного кода и управляющего кода которого соединены соответственно с адресными входами коммутатора 2 и входами управляющего кода умножающих цифроаналоговых преобразователей 3, дополнительный вход каждого из сумматоров 4 соединен с выходом соответствующего дополнительного умножающего цифроаналогового преобразователя 6, входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения 7, а управляющие входы соединены с выходом управляющего кода блока измерения и управления 5, вспомогательный вход которого соединен с вспомогательным выходом коммутатора 2, вспомогательные входы которого соединены с вспомогательными выходами многокомпонентных датчиков 1 пространственных величин.

Вспомогательный выход многокомпонентного датчика пространственных величин является выходом сигнала встроенного датчика влияющей на работу датчика величины, например температуры, т.е является выходом датчика температуры, который встроен в многокомпонентный датчик 1 пространственной величины.

Блок измерения и управления 5 содержит аналого-цифровой преобразователь 8, входы которого являются входами блока измерения и управления 5, выход аналого-цифрового преобразователя 8 соединен с входом процессора обработки сигналов 9, выходы адресного кода и управляющего кода которого являются соответствующими выходами блока измерения и управления 5, выходная шина 10 которого является выходом процессора обработки сигналов и всего устройства, а вспомогательный вход блока измерения и управления 5 соединен с вспомогательным входом аналого-цифрового преобразователя 8.

Как показано на фиг.5, коммутатор 2 содержит аналоговые мультиплексоры 11, входы которых являются соответствующими входами коммутатора 2, а выходы являются соответствующими выходами коммутатора 2, адресный вход которого соединен с адресными входами аналоговых мультиплексоров 11, а выход каждого аналогового мультиплексора соединен с выходом источника тока 12, который подключен к шине питания 13, которая через вспомогательный источник тока 14 соединена с вспомогательным выходом коммутатора и выходом вспомогательного аналогового мультиплексора 15, адресные входы которого соединены с адресными входами остальных аналоговых мультиплексоров 11.

Как показано на фиг.6, коммутатор 2 содержит аналоговые мультиплексоры 11, входы которых являются соответствующими входами коммутатора 2, а выходы являются соответствующими выходами коммутатора 2, адресный вход которого соединен с адресными входами аналоговых мультиплексоров 11, а каждый вход каждого аналогового мультиплексора 11 соединен с выходом источника ток 12, который подключен к шине питания 13, которая через вспомогательные источники тока 14 соединена с входами вспомогательного аналогового мультиплексора 15, которые являются вспомогательными входами коммутатора, вспомогательный выход которого соединен с выходом вспомогательного аналогового мультиплексора 15, адресные входы которого соединены с адресными входами остальных аналоговых мультиплексоров 11.

Аналого-цифровой преобразователь 8 может быть выполнен в виде микросхемы многоканального АЦП, модуля сбора данных или содержать, как показано на фиг.7 и 8, микросхему многоканального АЦП 16, входы которой соединены с входами аналого-цифрового преобразователя 8 через фильтры нижних частот 17 (фиг.7) или программируемые усилители 18 и фильтры нижних частот 17, как показано на фиг.8.

В качестве датчика влияющей величины кроме температуры может быть использован и датчик другой величины: давления, электрического или магнитного поля, радиации и т.п.

В качестве многокомпонентных датчиков пространственных величин могут рассматриваться двух- и трехкомпонентные датчики линейного и углового ускорения, многокомпонентные гироскопы, многокомпонентные инклиномеры, магнетометры и т.п., а также их комбинации в одном датчике.

Устройство работает следующим образом. Многокомпонентные датчики пространственных векторных величин характеризуются матрицей коэффициентов чувствительности, которая показывает, как ортогональные воздействия контролируемой величины влияют на выходные сигналы датчика. Для трехкомпонентного датчика ускорений это можно описать соотношением:

где ai - ортогональные компоненты воздействующего на датчик ускорения,

i=x, y, z - т.е. вектор измеряемого ускорения;

uj - сигналы на первом, втором и третьем выходах датчика, j=1, 2, 3;

Sji - коэффициенты матрицы чувствительности.

Предлагаемое устройство обеспечивает преобразования вектора сигналов uj в вектор сигналов ui, которые соответствуют ортогональным составляющим измеряемой величины в соответствии с соотношением:

Умножение на матрицу корректирующих коэффициентов позволяет исключить поперечные чувствительности, присущие датчикам. Для выполнения этого условия произведение матрицы корректирующих коэффициентов на матрицу коэффициентов чувствительности должно соответствовать диагональной матрице, ненулевые элементы которой равны коэффициенту передачи, например единице:

Это условие будет выполнено, если элементы матрицы корректирующих коэффициентов равны элементам матрицы, обратной матрице коэффициентов чувствительности:

Реальные датчики кроме сигналов, соответствующих измеряемым векторным воздействиям, например вибрации, имеют постоянные составляющие, величина которых позволяет судить о исправности датчика и линиях связи, по которым он подключен. Эти постоянные составляющие Uj могут рассматриваться как аддитивная составляющая вектора сигналов и давать после умножения на матрицу корректирующих коэффициентов соответствующие сигналы постоянного смещения Ui.

В предлагаемом устройстве умножение на матрицу корректирующих коэффициентов выполняется умножающими цифроаналоговыми преобразователями 3 и сумматорами 4. Получаемые сигналы поступают на входы аналого-цифрового преобразователя 8. Наличие постоянной составляющей ограничивает возможности анализа малых переменных составляющих в сигналах, и достоверность получаемых результатов оказывается сравнительно низкой. Для устранения этого в устройстве имеются дополнительные умножающие цифроаналоговые преобразователи 6, которые позволяют компенсировать постоянную составляющую на входе аналого-цифрового преобразователя 8, формируя вектор сигналов компенсации:

Таким образом, если компенсация выполняется, входной диапазон работы аналого-цифрового преобразователя может быть оптимально приближен к динамическому диапазону переменной составляющей сигналов, что позволяет проводить измерение с повышенной точностью. При этом, если постоянные составляющие сигналов с датчиков 1 изменяются из-за неисправности или из-за изменения температуры, это будет зафиксировано программой контроля постоянной составляющей и процессора обработки сигналов 9 и может быть учтено при анализе в виде сообщения о неисправности датчика или в виде коррекции изменения в зависимости от температуры.

Наличие дополнительных цифроаналоговых преобразователей в каждом из каналов измерения обеспечивает также возможность диагностического контроля исправности канала, поскольку на входы этих цифроаналоговых преобразователей подано опорное напряжение, по программе из процессора на управляющие входы этих цифроаналоговых преобразователей может быть подан переменный код соответствующий тестовому сигналу, что позволяет оценить исправность таких элементов, как сумматоры, аналого-цифровой преобразователь и процессор, а также дополнительные цифроаналоговые преобразователи. Проведение такой диагностики оборудования также повышает достоверность функционирования.

При наличии в датчике вспомогательного элемента контроля влияющего фактора, например встроенного датчика температуры, влияние изменений условий работы датчика, проявляющееся в изменениях коэффициентов чувствительности, может быть оперативно учтено процессором путем перечета соответствующих корректирующих коэффициентов за счет прямого измерения влияющих факторов, например температуры, во втором варианте построения устройства. В первом варианте это может быть реализовано по косвенным изменениям постоянной составляющей. Как в первом, так и во втором вариантах величина постоянного смещения контролируется программой процессора 9 и может дополнительно подстраиваться до близкого к нулевому значению на входах аналого-цифрового преобразователя 8 за счет подачи соответствующего управляющего кода на входы умножающих цифроаналоговых преобразователей 6.

Использование источников тока на выходах аналоговых мультиплексоров, как показано на фиг.2 и 5, позволяет отключать не используемые в данный момент датчики. Если источники тока включены на входах аналоговых мультиплексоров, датчики постоянно находятся в рабочем состоянии, что исключает необходимость временных задержек при переключении каналов, связанных с необходимостью выхода датчиков на рабочий режим.

1. Многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин содержащее многокомпонентные датчики пространственных величин, выходы которых соединены с входами коммутатора, каждый выход которого соединен с входами соответствующих умножающих цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с входами соответствующих сумматоров, выходы которых соединены с входами блока измерения и управления, выходы адресного кода и управляющего кода которого соединены соответственно с адресными входами коммутатора и входами управляющего кода умножающих цифроаналоговых преобразователей, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности функционирования, дополнительный вход каждого из сумматоров соединен с выходом соответствующего дополнительного умножающего цифроаналогового преобразователя, входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения, а управляющие входы соединены с выходом управляющего кода блока измерения и управления.

2. Многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин по п.1, отличающееся тем, что блок измерения и управления содержит аналого-цифровой преобразователь, входы которого являются входами блока измерения и управления, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом процессора обработки сигналов, выходы адресного кода и управляющего кода которого являются соответствующими выходами блока измерения и управления, выходная шина которого является выходом процессора обработки сигналов и всего устройства.

3. Многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин по п.1, отличающееся тем, что коммутатор содержит аналоговые мультиплексоры, входы которых являются соответствующими входами коммутатора, а выходы являются соответствующими выходами коммутатора, адресный вход которого соединен с адресными входами аналоговых мультиплексоров, а выход каждого аналогового мультиплексора соединен с выходом источника тока, который подключен к шине.

4. Многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин по п.1, отличающееся тем, что коммутатор содержит аналоговые мультиплексоры, входы которых являются соответствующими входами коммутатора, а выходы являются соответствующими выходами коммутатора, адресный вход которого соединен с адресными входами аналоговых мультиплексоров, а каждый вход каждого аналогового мультиплексора соединен с выходом источника тока, который подключен к шине питания.

5. Многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин, содержащее многокомпонентные датчики пространственных величин, выходы которых соединены с входами коммутатора, каждый выход которого соединен с входами соответствующих умножающих цифроаналоговых преобразователей, выходы которых соединены с входами соответствующих сумматоров, выходы которых соединены с входами блока измерения и управления, выходы адресного кода и управляющего кода которого соединены соответственно с адресными входами коммутатора и входами управляющего кода умножающих цифроаналоговых преобразователей, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности функционирования, дополнительный вход каждого из сумматоров соединен с выходом соответствующего дополнительного умножающего цифроаналогового преобразователя, входы которых соединены с выходом источника опорного напряжения, а управляющие входы соединены с выходом управляющего кода блока измерения и управления, вспомогательный вход которого соединен с вспомогательным выходом коммутатора, вспомогательные входы которого соединены с вспомогательными выходами многокомпонентных датчиков пространственных величин.

6. Многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин по п.5, отличающееся тем, что вспомогательный выход многокомпонентного датчика пространственных величин является выходом датчика температуры, который встроен в многокомпонентный датчик пространственной величины.

7. Многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин по п.5, отличающееся тем, что блок измерения и управления содержит аналого-цифровой преобразователь входы которого являются входами блока измерения и управления, выход аналого-цифрового преобразователя соединен с входом процессора обработки сигналов, выходы адресного кода и управляющего кода которого являются соответствующими выходами блока измерения и управления, выходная шина которого является выходом процессора обработки сигналов и всего устройства, а вспомогательный вход блока измерения и управления соединен с вспомогательным входом аналого-цифрового преобразователя.

8. Многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин по п.5, отличающееся тем, что коммутатор содержит аналоговые мультиплексоры, входы которых являются соответствующими входами коммутатора, а выходы являются соответствующими выходами коммутатора, адресный вход которого соединен с адресными входами аналоговых мультиплексоров, а выход каждого аналогового мультиплексора соединен с выходом источника тока, который подключен к шине питания, которая через вспомогательный источник тока соединена с вспомогательным выходом коммутатора и выходом вспомогательного аналогового мультиплексора, адресные входы которого соединены с адресными входами остальных аналоговых мультиплексоров, а входы вспомогательного аналогового мультиплексора являются вспомогательными входами коммутатора.

9. Многоканальное устройство анализа пространственных векторных величин по п.5, отличающееся тем, что коммутатор содержит аналоговые мультиплексоры, входы которых являются соответствующими входами коммутатора, а выходы являются соответствующими выходами коммутатора, адресный вход которого соединен с адресными входами аналоговых мультиплексоров, а каждый вход каждого аналогового мультиплексора соединен с выходом источника тока, который подключен к шине питания, которая через вспомогательные источники тока соединена с входами вспомогательного аналогового мультиплексора, которые являются вспомогательными входами коммутатора, вспомогательный выход которого соединен с выходом вспомогательного аналогового мультиплексора, адресные входы которого соединены с адресными входами остальных аналоговых мультиплексоров.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к микромеханике и предназначено для измерения частотных характеристик подвижных элементов микромеханических устройств. .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматики и сигнализации, а также для проверки исправности тормозной системы транспортных средств и предупреждения их опрокидывания.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактной и дистанционной регистрации вибраций и перемещений поверхности, способной отражать радиоволны.

Изобретение относится к измерению механических колебаний и может быть использовано в системах автоматики и сигнализации, а именно для определения опасных вибраций при воздействии их на человека.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматики и сигнализации, а также для проверки исправности тормозной системы транспортных средств.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для бесконтактного измерения и непрерывного контроля амплитуды колебаний турбинных и компрессорных лопаток в эксплуатационных условиях.

Изобретение относится к контролю качества микромеханических устройств, используемых в акселерометрах, гироскопах, датчиках давления. .

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике для бесконтактного измерения и непрерывного контроля параметров колебаний турбинных и компрессорных лопаток.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды, скорости и ускорения механических колебаний контролируемого объекта

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве контрольно-сигнального устройства для контроля квазистатических и низкочастотных параметров состояния машин в процессе эксплуатации. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей, уменьшении времени готовности и обеспечении помехоустойчивости. Технический результат достигается благодаря тому, что в устройство для контроля сигналов дополнительно введены шины начального напряжения и сигнализации, пороговый элемент, аналоговый ключ с управляющим входом, третий резистор, диод, катод которого соединен с шиной питания и входом интегрирующей RC-цепи, выход которой соединен с анодом диода и входом порогового элемента, выход которого соединен с первым выводом второго резистивного делителя и управляющим входом аналогового ключа, вход которого соединен с шиной начального напряжения, а выход - с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого через третий резистор соединен с общей шиной, шина среднего значения соединена с первым входом второго операционного усилителя, выход которого соединен с шиной сигнализации, второй вывод второго резистивного делителя соединен либо с шиной питания, либо с общей шиной. 5 ил.

Использование: изобретение относится к измерительной технике для диагностирования технического состояния машин с вращающимися элементами. Сущность: система содержит установленные на нем в зоне по меньшей мере одной измерительной плоскости по длине вала 1 равномерно по его окружности информационные элементы угловых перемещений вала, например, в виде зубцов 3 установленного на валу 1 зубчатого кольца 2. На валу 1 установлен также информационный элемент отметчика оборотов его вращения в виде одиночного зуба 6 на отдельном зубчатом кольце 7 или в виде выделенного меньшими размерами в общем зубчатом кольце 2 одного из его зубцов 3.1. Кроме того, вне вала 1 установлены неподвижные измерительные датчики 4 по одному в каждой его измерительной плоскости и неподвижный датчик отметчика оборотов, установленный в плоскости расположения его информационного элемента. Система также содержит соединенный с указанными датчиками аппаратно-программный блок для преобразования и математической обработки полученной от датчиков информации. Отличие: в каждой измерительной плоскости дополнительно установлен второй измерительный датчик 5, аналогичный первому датчику 4 и расположенный по отношению к нему под углом 180° с противоположной стороны вала 1 в той же измерительной плоскости. Число информационных элементов в каждой измерительной плоскости является четным. Каждый информационный элемент угловых перемещений вала составляет пару с другим аналогичным информационным элементом (зубцом 3), расположенным на том же диаметре с противоположной стороны вала 1. В способе на каждом обороте вала определяют временные интервалы ti, между опорным импульсом отметчика оборотов (зуба 3.1) и текущими импульсами, для каждой пары последовательных импульсов с номерами i и i+k/2 определяют полусумму интервалов времени Δti=0,5(ti+k/2+ti), мгновенные значения угловых смещений текущих импульсов φi=Δti·ωj относительно опорного импульса и распределение по окружности вала мгновенных значений угловых перемещений, обусловленных крутильными колебаниями Δφi=φi-φ0i. Технический результат: повышение точности и достоверности диагностирования. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при проектировании и поузловой доводке элементов ступеней турбомашин, а именно рабочих колес, колес направляющих и сопловых аппаратов. Способ характеризуется тем, что подсчитывают количество лопаток рабочего колеса, подсчитывают количество лопаток направляющего или соплового аппарата, вычисляют предполагаемые резонансные частоты колебаний рабочего колеса в рабочем диапазоне частот вращения турбомашины. Затем экспериментально выявляют резонансные частоты колебаний рабочего колеса, сопоставляют значения предполагаемых и экспериментально выявленных резонансных частот колебаний. По результату сопоставления определяют качественную составляющую и/или количественную составляющую характеристики колебательного движения элемента турбомашины. Технический результат заключается в ускорении и упрощении процесса поузловой доводки элементов ступеней турбомашин, а именно рабочих колес, колес направляющих и сопловых аппаратов, посредством установления зависимости частоты и формы колебаний от конструктивных параметров исследуемой ступени турбомашины. 3 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

Изобретение предназначено для бесконтактного определения амплитуды, частоты и фазы колебаний лопаток турбоагрегатов и может быть использовано для определения дефектов лопаток турбомашин в процессе их эксплуатации. Способ заключается в установлении на неподвижном узле турбомашины оборотного импульсного датчика и возбудителя - оборотной отметки, а также в корпусе турбомашины, в плоскости вращения контролируемого лопаточного колеса над траекторией движения торцов лопаток устанавливают неподвижный бесконтактный периферийный датчик. Датчик регистрирует информационные сигналы взаимодействия периферийного первичного преобразователя с торцом лопаток. На основании данных справочной литературы определяют аналитическое выражение, решают систему нелинейных уравнений. Технический результат заключается в увеличении точности и достоверности определения амплитуды, частоты и фазы колебаний всех лопаток вращающегося колеса турбомашины. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относитcя к метрологии, в частности к средствам контроля природных и техногенных явлений, сопровождающихся эмиссией инфразвука. Переносная инфразвуковая система состоит из трех модульных радиомикрофонов, каждый из которых содержит поляризованный микрофон свободного поля, используемый совместно с микрофонным усилителем и повторителем на операционном усилителе, аналого-цифровой 24-битный преобразователь последовательного приближения (SAR), результаты преобразования которого через блок гальванической развязки поступают в контроллер управления на 32-битном микропроцессоре с GPS-приемником. Данные с GPS-приемника используются для привязки измеренных данных к точному времени и координатам модульного радиомикрофона. Система также содержит радиомодем, осуществляющий передачу данных в виде пакетов на базовый модуль. Базовый модуль состоит из трех радиомодемов, контроллера управления, конвертера интерфейса СОМ-USB, компьютера. При этом базовый модуль связан с компьютером через преобразователь основных напряжений питания, а модульный радиомикрофон имеет аккумулятор, обеспечивающий радиомикрофон питанием через преобразователь основных напряжений. Технический результат – повышение эффективности работы системы за счет обеспечения беспроводной передачи данных. 2 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах контроля технологических процессов. Система датчиков содержит технологический измерительный преобразователь, вибродатчик без внешнего питания и технологический трансмиттер. Технологический измерительный преобразователь расположен внутри термокармана и выполнен с возможностью выработки первого сигнала датчика. Вибродатчик без внешнего питания выполнен с возможностью выработки второго сигнала датчика, отражающего вибрацию термокармана. Технологический трансмиттер выполнен с возможностью приема, обработки и передачи первого и второго сигналов датчиков. Технический результат – повышение эффективности контроля технологического процесса за счет исключения повреждения термокармана, в котором установлен технологический измерительный преобразователь. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения вибрации. Устройство содержит схему приемника, интерфейсную схему, схему возбуждения, в состав которой входят возбудитель без обратной связи, входные аналоговые фильтры, аналого-цифровой преобразователь, фазовый детектор, генератор сигнала возбуждения, выходные аналоговые фильтры, вибрирующий элемент, содержащий пьезоэлектрические кристаллические элементы. Первый и второй пьезоэлементы располагаются рядом с первым и вторым зубцами. Также в состав устройства входят усилитель измерительного сигнала вибрации, усилитель возбуждения, цифроаналоговый преобразователь, синтезатор сигнала возбуждения, цифровой сигнальный процессор, кодек. Способ измерения предполагает измерение вибрации, дискретизацию сигнала вибрации, измерение угла сдвига фаз, сравнение измеренного угла сдвига фаз с целевым углом сдвига фаз, определение командной частоты, формирование сигнала возбуждения с командной частотой, если измеренный угол сдвига фаз равен целевому углу сдвига фаз. Создание механической вибрации с помощью полученного сигнала возбуждения. Технический результат – уменьшение нестабильности в алгоритме управления возбуждением. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх