Устройство для обработки данныхи управления спектрофотометром

 

Союз Соаетскик

Социалистических

Ресвубаии

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ о>805323 г (ЬЦ Дсволнительнее к авт. саид-еу— р З (И) Заявлено 04. 04. 78 (23) 2599159/18-24 с ирисеединеиием «аававВФG 06 F 15/2G

Государствеиимй комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) ПриермтетОпублик1ЯЩМФ 1 59281, Бюллетень И9 (5З) >АК б81. .325(088.8) Дата оиублиааеаиив описания 17. 02. 81

М. П. Гальперин В.A. Жамов; Ю.A. Масленико, Н ф, рМи

В.Е. Панкин, Е.С. Потапов, В. В. Самбурский Е. Е. фй

В.И. Цветов и Е.Г. Ярополов . f Щ » " — с т i-. Щя

P2) АатО(ы и зоб зете ми я (7% ) Заявитель (54) УСТРОЯСТИО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ И УПРАВЛЕНИЯ

СПЕКТРОФОТОМЕТРОМ

Изобретение относится к вЫчисЛительной технике и может быть исполйзо- вано в спектральных приборах, работающих в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра.

Известно устройство для обработки данных спектрофотометра для измерения цветового. спектра. Оно содержит фоточувотвительные элементы, схему анализа, схему калиброзкИ, эталонные образцы и ЭВМ (13 .

К недостаткам этого устройства относится невозможность полностью автоматизировать процесс оптических измерений, производить дкагеостику неисправных блоков, сообщать оператору о субъективных ошибках, допущенных при управлении. Модерниэация устройства не может быть проведена беэ изменения его структурной схемы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, которое выполнено на базе жесткой ТТЛ-логики и содержит пульт управления, состоящий из наборника исходных данных, клавиатуры режимов работы н цифрового табло, блоки переключения фотоприемников, . источников света и светофильтров, аналого-цифровой прео бр аз ов атель блоки управления самописцем и блок управления шаговым двигателем сканирования, соединенный с преобразо .,вателем угол-код (21.. К недостаткам устройства управления относятся: сложность и высокая стоимость электронного обору о дования из-эа большого. количества элементов интегральных микросхем (ИМС} сложность отладки и сложность отыскания неисправностей прн эксплуатации низкая надежность, 45 связанная с применением большогО количества ИМС, большого количества линий связи и паек проводов и выводов ИМС сложность модернизации устройства при желании допол2О нить его новыми режимами, а спектофотометр — новыми узлами, так как модернизация влечет за собой анпаратурные добавления, изменение связей между элементами и узлами и изменение конструкции устройства управления; низкая точность вычерчивания спектральных кривых самописцем, так как его перо подключено непосредственно к выходу

ЗО усилителя фотометрических величин.

805323

Кроме того, блок управления содержит регистр обмена, первую и вторую группы регистров, которые соединены двухсторонними связями между собой и с регистром обмена, дешифратор, выходы которого подключены соответственно к адресным входам регистров второй группы, выходы которых соединены соответственно с управляющими выходами блока, вход дешифратора и вхОды регистров первой группы соединены соответственно с входами блока, выход регистра обмена является выходом блока.

Цель изобретения — повышение производительности, надежности и удобства эксплуатации. е

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок набора исходных данных, блок 5 задания режимов работы, цифровое табло, блоки переключения фотоприемников, переключения источников света, переключения светофильтров, аналого-цифровой преобразователь, 10 блок управления пером самописца,. два блока управления щаговыми двига. телями, выходы первого из которых подключены соответственно ко входам преобразователя угол-код, введены блок хранения тестов, блок. Формирования управляющих программ, блок памяти, генератор временных интервалов, блок управления, соединенные двухсторонними связями с арифметическо-логи- 2О ческим блоком, цифроаналоговый пре.образователь, дополнительное цифровое табло,.регистр ввода, регистр вывода и блок отображения, вход которого и входы цифрового табло и

;дополнительного цифрового табло соединены соответственно с выходами регистра вывода, вход которого подключен к выходу арифметическологического блока, вход которого сое— динен с выходом регистра ввода, вхо- 30 ды которого подключены соответственно к выходам блока набора исходных данных и блока задания режимов работы, управляющие входы блоков переключения фотоприемников, переклю- 35 чения источников света, переключения светофильтров, управления шаговыми двигателями, аналого-цифрового преобразователя, преобразователя уголкод и цифроаналогового. преобраэо- 4О вателя соединены-соответственно с управляющими выходами блока управления, вход которого соединен с выходами блоков переключения фотоприемников, переключения источников света, переключения светофильтров, аналого-цифрового преобразователя и преобразователя угол-код, выход цифроаналогового преобразователя подключен ко входу блока уйравления пером самописца.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема реализации блока управления.

Устройство содержит пульт управ ления 1, включающий блок 2 набора исходных данных, блок 3 задания режимов работы, цифровые табло 4 и 5, блок .6 отображения, регистр 7 ввода, регистр 8 вывода, арифметическо-логический блок- (АЛБ) 9, блок 10 хранения тестов, блок 11 формирования управляющих программ, блок 12 памяти, генератор 13 временных интервалов, блок 14 управления, блок 15 переключения фотоприемников, блок 16 переключения источников света, блок 17 переключения светофильтров, аналогоциФровой преобразователь (АцП) 18, блок 19 управления шаговым двигателем, преобразователь 20 угол-код, блок 21 управления шаговым двигателем, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 22, блок 23 управления пером самописца, первая группа регистров 24, регистры 25-32 второй группы, дешифратор 33, регистр 34 обмена.

Цифровое табло 4 показывает текущие знаЧения длины волны и фотометрических величин. Цифровое табло

5 — это табло .обнаружения неисправностей и ошибок работы оператора.

Блок 6 отображения фиксирует сигналы обратной связи от узлов спектрофотометра.

Блок 15 переключения фотоприемников, блок.16 переключения источников света, блок 17 переключения светофильтров,. аналого-цифровой преобразователь 18, преобразователь

20 угол-код, блок 23 управления пером самописца и блоки 19 и 21 управления шаговыми двигателями являются узлами спектрофотометра.

Блок 19 осуществляет управление шаговым двигателем сканирования по длинам волн, а блок 21 осуществляет управление шаговым двигателем протяжки бумаги самописца.

Блок 11 формирования управляющих программ представляет собой ПЗУ, хранящее различные, программы управления, включаемые в работу по указаниям оператора в процессе ввода исходных данных.

Перед началом работы с блока 2 набора исходных данных и блока 3 задания режимов работы через регистр

7 блок 9 вводит в блок 12 памяти диапазон измерения по длинам волн, дискретность сканирования, интервал между циклами измерений, усреднение отчетов АПЦ, признак режимов работы, вид документирования результатов и другие необходимые параметры, 805323 программы, реализация которой по обо-. рудованию проста.

Устройство на жесткой логике не может произвести значительную математическую обработку информации, а данное устройство позволяет произво дить практически неограниченную математическую обработку, что расширяет круг решаемых задач.

8 известном устройстве перо самописца управляется непосредственно

® от фотакетрического сигнала, а в предлагаемом устройстве благодаря введению цифроаналогового преобразователя. и воэмсжности математической обработки на перо самописца выдается % не фотометрический сигнал, а математически обработанный, т.е.. c учетом калибровки и других вычислений,что повышает точность фиксации спектральных кривых и расширяет воэможности

26 устройства.

Поскольку каждый из узлов устройства может быть в любое время проверен на работоспособность и имеется воэможность локализовать неисправность с помощью программно-аппаратур-. ной диагностики, повышается надежность и сокращаются материальные расоды И затраты времени на- изготовление, ремонт и отладку устройства.

Усовершенствование, модернизация устройства упрощается, так как сводится лишь к изменению управляющей программы без аппаратурного наращивания с сохранением прежних электрических связей.

Контроль правильности действий оператора при вводе исходных данных и установке режимов работы освобождает от субЪективных ошибок оператора, повышает его-уверенность в работе при обслуживании спектрофотометра, позволяет испольэовать операторов более низкой квалификации и повышаеФ производительность спектро45 фотометра.

$Q 1. Устройство для обработки данных и управления спектрофотометром, содержащее блок набора исходных данных, блок задания режимов работы, цифровое табло, блоки переключения, $$ фотоприемников переключения источ. ников света, переключения светофильтров, аналого-цифровой преобрмюва тель, блок управления пером càçþписца, два блока управления шагазыми двигателями, выходы первого иэ кото40 рых подключены соответственно ио входам преобразователя угол-.код, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыаения производительности и надежности И удобства экс65 плуатации, в него введены блок храНажатие кнопки "Работа", входящей в.блок 3, через регистр .7 и MIB

9 активизирует требуемую программу иэ блока 11, которая через дешифратор 33 и выходной регистр 30 (фиг.2) блока 14 управления обеспечивает запуск блока 19 управлейИя шаговым двигателем, подающем на шаговые двигатели.,частоту 400 Гц и направление движения.

В процессе работы шагового .двигателя управляющая программа блока

11 через АЛВ 9, дешифратор 33, регистр 29 блока 14 запускает преобразователь 20 угол-код и следит эа текущей длиной волны через дешифратор

33 и регистр 24. АЛБ 9 одновременно с запуском шагового двигателя осуществляет запуск генератора 13 времен- ных интервалов, который вырабатывает .сигнал через заданный интервал време ни, по которому снимается подача частоты на шаговый двигатель. Затем управляющая программа через дешифратор 33 и регистры 25-27 блока управления 14 устанавливает в соответствующее положение блоки переключения фотоприемников 15, источйиков света 1б и светофильтров 17. Управляющая программа через дешифратор 33 и регистр 28 блока 14 опрашивает

АЦП 18. Результат преобразования соответствующий величине оптической плотности (или пропускания), через регистр 24 и регистр 34 обмена блока

14 поступает на АЛБ 9. Результаты исполнения команд узлами спектрофотометра (источник включен, фильтр включен, приемник включен) посту- . пают через регистр 24 блока 14,.обрабатываются соответствующей программой блока 11. Сигналы о переключении оптических узлов и дигностические сигналы через регистр 8 вывода поступают на блок б отображения, а результаты обработки — на цифровые табло 4 и 5, а через дешифратор 33 и регистр 32 блока 14 - на . .цифроаналоговый преобразователь 22 и в блок 23 управления пером самопис. ца. Управление подачей бумаги на самописец осуществляется синхронно с изменением длины волны через дешифратор 33 и регистр 31.блока управления .14 и блок 21 управления шаговым двигателем самописца.

Проверочные режимы, а также диагностика в процессе работы обвспечи» ваются блоком 10 хранения тестов.

Предлагаемое устройство надежнее известного устройства в эксплуатации, так как содержит меньшее количество оборудования и электрических связей в силу того, что в известном устройстве на жесткой логике для решения каждой конкректной задачи управления необходим свой узел сЬответствующего назначения, а в данном устройстве решение задачи достигается за счет

Формула изобретения

805323 нения тестов, блок формирования управляющих программ, блок памяти, генератор временных интервалов, блок управления, соединенные двухсторонними связями с арифметическо-логическим блоком, цифроаналоговый преобразователь, дополнительное цифроsoe табло, регистр. ввода, регистр вывода и блок отображения, вход которого и входЫ цифрового табло и дополнительного цифрового табло соединены .соответственно с выходами регистра вывода, вход которого под ключен к выходу арифметическо-логического блока, вход которого соединен с выходом регистра ввода, входы которого подключены соответственно к выходам блока набора исходных данных и блока задания режимов. ра« боты, управляющие входы блоков переключения фотоприемников, переключе- . ния источников света, переключения светофильтров, управления шаговыми двигателями, аналого-цифрового преобразователя, преобразователя угол код и цифроаналогового преобразователя соединены соответственно с упра вляющйми выходами блока управления, вход которого соединен с выходами блоков переключения фотоприемников, переключения источниксв света, переключения светофильтров, аналого-цифрового преобразователя и преобразователя угол-код, выход цифроаналогового преобразователя подключен к входу блока управления пером самописца.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с.я тем, что, блок управления содержит регистр обмена, первую и вторую группы регистров, которые соединены двухсторонними свя © зями между собой и с регистром обмена, дешифратор, выходы которого подклю чены соответственно к адресным входам регистров второй группы, выходы которых соединены соответственна с

15 управляющими выходами блока, вход дешифратора и входы регистров первой группы соединены соответственно с входами блока, выход регистра обмена является выходом блока.

29

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ф 3935436, кл. 235-153, G 06 F 15/20, 1976, 2. Устройство циФровое вычислительное. TO 0-49.73.901. Ленинградское оптико-механическое объединение. Ленинград,1976 (прототип).

80532 S

Составитель А. Жеренов

Редактор М. Циткина Тех едМ.Голинка Ко екто . Г. Решетник

Заказ 10904 72 Тираж 56 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035; Москва, Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4