Многоканальное устройство для измерения температуры

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свил-sy В 847067 (22) Заявлено 12. 09. 80 (21) 2983046/18-10 с присоелинением заявки М (ii) 964478 (5i)М. KJl.

6 01 К 7/00

Ртоуднрстоенный комитет

СССР но делом изобретений н отнрьпий (23) Приоритет (53) УДК536.532 (088.8) Опубликовано07. 10. 82. Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 07.10.82 (72) Авторы изобретения

Л. П.Логинова, В.ф. Евстратов, Ю.ф. Кухарев и=А..H,Булдин

I J (21) Заявитель с ( з (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ТЕМПЕРАТУРЫ

Изобретение относится . к устройст вам для измерения темпер атуры, и спользуемым преимущественно при многоточечных измерениях.

По основному авт. св. и 847067 известно многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее источник питания, датчики температуры, подключенные через комму" татор к неинвертирующему входу one" рационного усилителя с отрицательной обратной связью из делителя напряжения, выполненного на резисторах, .а выход операционного усилителя подклю чен к аналого-цифровому преобразователю (АЦП), а также дешифратор, подключенный к коммутатору, причем в отрицательную обратную связь усилителя введены и ключей со схемами управления по числу диапазонов изме- 2о рения, а в делитель отрицательной обратной связи - (n- 1) - резисторов, при этом выходы делителя соединены с первыми коммутационными входами

2 ключей, управляющие входы которых подключены к выходу дешифратора че. рез схемы управления а вторые коммутационные выходы ключей соединены с инверсным входом операционного уси лителя P1).

Однако известное устройство в условиях массового сбора измерительной информации при сопряжении с внешним измерительным комплексом, например ЦВМ, имеет низкую помехоустойчивость из-за отсутствия гальванической развязки измерительных цеттей устройства от цепей последующего измерительного тракта, а также цепей управления с внешним адресным опросом, что создает высокий уровень помех через общие шины и контура паразитных связей, а в случае, когда датчики соединены с корпусом изделия, возможность измерений вообще исключается. Кроме того, при пере" ключении датчиков возникает коммутационная импульсная помеха переход3 9б44 ного процесса в результате перераспределения энергии от отключаемого датчика к подключаемому, а в случае соединения датчиков с корпусом изделия - включая энергию разности 5 статических потенциалов точек корпуса изделия, в которых установлены датчики.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности и снижение 10 энергопотребления устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник питания, датчики температуры, коммутатор, имеющий вход для 15 внешнего адресного управления, дешифратор, операционный усилителЬ с отрицательной обратной связью на резисторах и ключах со схемами управления, а также АЦП с входом. для внеш- 211 него запуска и выходом "Конец изме-: рений", введены второй источник напряжения питания, и логических схем

И по числу разрядов кода номера on рашиваемых каналов, m логических схем И по числу разрядов измерительной информации, схема задержки, два узла гальванической развязки íà оптронах, первый из которых содержит (и+1), а второй - (m+1) входных и выходных каскадов, причем и входов первого узла соединены с соответствующими выходами и логических схем И, а (ng1)-й вход соединен с одними из входов и логических схем И, и вы3S ходов первого узла гальванической развязки соединены с адресными входами коммутатора, а (n+1)-Й выход соединен с входом АЦП через схему задержки m входов второго узла гальс

40 ванической развязки соединены с выхо" дами mлогических схем,,à (m+1)-й вход соединен с одним из выходов

АЦП и одними из входов m логических схем И, другие входы которых соединены с выходами измерительнои инфорч . Ц мации АЦП, при этом второй источник питания соединен c n логическими схемами И, а также входными каскадами первого и выходными каскадами второго узла развязки.

На чертеже представлена функциональная схема многоканального устройства для измерения температуры.

Устройство содержит датчики 1 температуры, коммутатор 2 с входом для внешнего адреса, дешифратор 3, операционный усилитель 4 с отрица-! тельной обратной связью иэ делите78 4 ля напряжения, выполненного на резисторах и ключах со схемами управления, АЦП 5 с входом для внешнего запуска и выходом "Конец измерений", и логических схем И 6 по числу разрядов кода номера опрашиваемых каналов,m логических схем И 7 по числу разрядов измерительной информации, два узла 8 и 9 гальванической развязки на оптронах, первый из которых содержит (и+1) входных и выходных каскадов, причем входы первого узла соединены с соответствующими выходами и логических схем И, а (n+1)-й вход соединен с одними входами и логических схем И, и выходов первого узла 8 гальванической развязки соединены с коммутатором

2, а (n+1)-й выход .соединен с входом АЦП 5 через схему 10 задержки, m входов второго узла.9 гальванической развязки соединены с выхода" ми m логических схем 7, à (m+1)-й вход соединен с одним из выходов

АЦП и одними входами m логических схем И, другие входы которых соединены с выходами измерительной информации АЦП, при этом второй источник

11 питания соединен с и логическими схемами И, а также входными каска-. даьи первого и выходными каскадами второго узла развязки, первый источник 12 питания.

Устройство работает следующим образ ом.

Сигнал внешне го адресного опроса стробируется сопровождающим синхро-импульсом на и схемах И и далее че рез первый узел 8 гальванической развязки поступает на адресный вход коммутатора 2, внутренний запуск . которого при этом блокируется установкой соответствующего режима работы коммутатора "Автономный - внешний", сопровождающий внешний синхроимпульс через (и+1)-й вход узла

8 гальванической развязки и схему

10 задержки поступает на пусковой вход АЦП 5, при этом время эащррж- ки рассчитано на переходный процесс. коммутационной помехи для последующего ее исключения иэ результата измерения. По окончании цикла преобразования на выходе АЦП 5 появляется импульс "Конец измерения", который стробирует цифровой код измерительной информации на m схемах И, с. выхода которых сигнал поступает на

Формула изобретения

5 9644 второй узел гальванической развязки и далее на внешнее устройство.

Таким образом, использование двух источников питания для внутренних и внешних цепей отдельно, а так- S же узлов. развязки на оптронах, обеспечивает- полную гальваническую развязку внутренних цепей от внешних и вместе с этим - полное подавление помех, обусловленное внешними це- 1в пями. За счет меньшей емкостной паразитной связи между цепями развязки обеспечивается и меньшее энергопотребление, так как носителем информации в оптронах являются фотоны. Кроме того, стробирование сигналов узкими импульсами обеспечивает дополнительное повышение помехозащищенности и снижение энергопотребления устройства в целом. 20

Многоканальное устройство для из 2S мерения температуры по авт. св.

N 847067, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности и снижения энергоемкости устройства, в него введены Зр второй источник напряжения питания, и логических схем И по числу разрядов кода номера опрашиваемых каналов, m логических схем И по чис.

78 6 лу разрядов измерительной информации, схема задержки, два узла гальванической развязки на оптронах, первый из которых содержит (и+1) ; а второй - (m+1) входных и выходных каскадов, причем и входов первого узла. соединены с соответствующими выходами п логических схем И, а (n+1)-й вход соединен с одними иэ входов и логических схем И, и выходов первого узла гальванической развязки соединены с адресными входами коммутатора, а (и+1)-й выход соединен с вхс " дом аналого-цифрового преобразовате- ля через схему задержки, ra входов второго узла гальванической развязки соединены с выходами m логических схем, а (m+1)-й вход соединен с одним иэ выходов аналого-цифрового преобразователя и одними входами

m логических схем И, другие входы которых соединены с выходами измери- тельной информации аналого-цифрового преобразователя, при этом второй источник питания соединен с и логическими схемами И, а также входныМи каскадами первого и выходными каскадаьи второго узла развязки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 847067, кл. G 01 К 7/00, 1979 (прототип).

964478

Составитель Н. Горшкова

Редактор А.Шишкина Техред H.Tenep Корректор М. Демчик

З,аказ 7 1 /2 Тираж 7 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035,"Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,