Преобразователь неэлектрических величин в цифровой код

(5 Н 4 Н 03 М 1/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕЛЬСТВ 124(21) 4107861 (22) 23.06,8 (46) 15,08.8Ю.П.Мир 681. 325 НОГО СИ ся зл д ала тензомостл проипоследовательных цимежду собойя питания тевом цикле иэ води а, коБюл, Н 30 к и Ю.Л.Полунов (088.8) отличаются цапряжени торыиосттл,ляр(72) (53) мосричем в пер е нЗемлян ч ни рез первыи клю чи/26, 1978.свидетельство СССРН 03 М 1/12, 1978 ключается первая вершина диагоналипитания тензомоста, во втором циклепервый ключ заперт и к шине 83 емля через второи ключ подключается вторавершина диагонали питания тенэомоста, Смену полярности напряженияпитания осуществляет переключательполярности. Результат измерения,равный полуразности результатовдвух циклов преобразования, формируется в арифметико-логическом устройстве при помощи дифференциального предусилителя, аналого-цифровогопреобразователя и блока памяти. Формирование пяти команд управленияработой преобрлзовлтеля производитблок управления. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.(57) Изобретение ЕЛЬ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХИ КОЛпозволяет повыситья деформации, давературы и другихвеличин за счет иснос ь измеренсилы, темрических ления, неэлек иоч ени з результата измерен аддитивной погре ности О ыходе те ловлен ием на во сигнал зомост ние то и на синфлзц ности д л, Повыш за счет нцилльцоТогор чт о выходстигается е диффере ерец Орого соединены стеля 3 полярности,оедицецы с разнои диагонали пит ярные выходы к еключ входамивыходы то ого Обр,.зовлтелям нчиц, и может быт метрическкч цр трических вели авершинам моста 1 ы соотвкоторым также ния тенз подключе шлрлтуре широко льэо лцо вния.изобр тствецно вх прцме ключа 4 и в о те нця - повышени ел ВЫХОД Т ЕН Э ОМО Сдифференциальц иодом аналоготи.фиг.1 пр ства, ва чно ок-схема иведецл блфнг,2 - Г3 - дилгрлия. строй ж управма работь выходблока 8 еля ХОД разов а фи ия ен к холу упрлвле образов; блокаПре мост 1 жит тензо- ця, разноп арифметцк -ло л 9, второй в т льочерцк ) ц тз Роист сточ,д ",ф . " с 0 иидлисииесиииЙ,ц.д РеспуБлии ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ПНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИ Изобретение отцосится к измерильной технике, а имеццо к тензо од второго клютл 1 соединен ый предусилитель цифрового преоб- кот 1 РОГО подклюплмнтц и первому цч. ього устьоторого сое 3 15012динен с выходом блока 8 памяти, блок10 управления, имеющий выходы 12-16,элемент 11 НЕ,Блок управления содержит генератор 17 импульсов, счетчик 18, тритриггера 19-21 Шмитта. с дифференцирующими цепями на входе, два инвертора 22-23, элемент 24 ИЛИ и элементы И 25-26. 1 ОПреобразователь работает следующим образом.Измерение сигнала тензомоста 1производится за два последовательных цикла. В течение первого цикла 15измерения переключатель 3 полярности, назначение которого состоит впереключении полярности питающеготензомост 1 напряжения, подключаетдиагональ питания тензомоста 1 к выходам источника 2 питания с полярностью питающего тензомост 1 напряжения соответствующей высокомууровню управляющего сигнала с выхода 13 блока 1 О управления. Ключ 4при наличии от блока 10 управлениясигнала с выхода 12 подключает однуиэ вершин диагонали питания тенэомос"та 1 к шине "Земля", а ключ 5, управляемый инверсным сигналом с выхода 3012, будет заперт. Дифференциальныйсигнал, снимаемый с выхода тензомоста1, пропорционален измеряемому параметру и равен П+П К, где П,К - напряжение питания и рабочий 35коэффициент передачи тензомоста 1соответственно, В этом случае дифференциальный и синфаэный выходныесигналы тензомоста 1 однополярны.Тогда для выходного синфазного сигнала тензомоста 1 справедливоАКП = +О 5 (1 - " - )с 91 ф о КоЬК 45где --- относительное изменениеКрсопротивления плеч тензомоста 1.Воздействие выходного синфазногосигнала тензомоста 1 равносильно появлению на входе дифференциального 50предусилителя 6 аддитивной погрешности Ьср = су, /Ко,в где Коскоэффициент усиления и коэффициентослабления синфазного сигнала дифференциального предусилителя 6 со ответственно. Суммарный выходнойсигнал тензомоста 1 с = П+ Ь;,1усиливается дифференциальным пред 66усилителем 6 и поступает на вход анацого-цифрового преобразователя 7, который преобразует усиленный сигнал в цифровой код , который поступает одновременно на входы блока 8 памяти и арифметико-логического устройства 9.И,соЬП, +Ьгде йП , - приведенная суммарная ве)личин а др ей фа диффе р ен циального предусилителя 6 ианалого-цифрового преобразователя 7.Блок 10 управления сигналом с выхода 15 производит запись результата аналого-цифрового преобразования в блок 8 памяти для фиксации И, в течение последующего цикла преобразования.Таким образом, по окончании первого цикла измерения блок 8 памятификсирует результат аналого-цифровогопреобразования в виде кода М, соответствующего П + Ь П+ Ь сус,р,В течение второго цикла измеренияпереключатель 3 полярности при наличии низкого уровня управляющего,сигнала на выходе 13 блока 10 управления осуществляет изменение полярностипитающего тенэомост 1 напряжения.Управляющий сигнал низкого уровня,формируемый блоком 10 управления навыходе 12, запирает ключ 4 и соответственно открывает через элемент НЕключ 5, тем самым подключая к шине"Земля вторую из вершин диагоналипитания тензомсста 1. Дифференциальный сигнал, снимаемый с выхода тензомоста 1, в этом случае будет равенП = -пК = -П полярность синфазного сигнала вследствие переключения вершин диагонали питания тензомоста 1 к шине "Земля" остаетсянеизменной , 0Ь КПп КСуммарный выходной сигнал тензомоста 1 П = -И + Ь, усиливаетсядифференциальным предусилителем 6,преобразуется аналого-цифровым преобразователемм 7 в цифровой код Б ипоступает на вход блока 8 памяти ипервый вход арифметико-логическогоустройства 9Оэ+ ЬП + ЬТаким образом по окгцчлции аналого-цифрового преограз овация в конце второго цикла цл перцьиг вход дрифметико-логического устройства 9 поступает цифровой код М, а на второй вход - с выхода блока 8 памяти зафиксированный по окончании первого цикла преобразования цифровой код Б, По управляющему сигналу 16 от блока 1 О управления арифметико-логическое устройство 9 производит вычисление результата измерения по алгоритму11 = 0,5(М, - 1 )И са, + 0,5(Ь, - И ) ++ 05 ( 1 сР, с ср) .Вследствие того, что величина дрейфа дифференциального предусилителя 6 и аналого-цифрового преобразователя 7 не зависит от полярности напряжения питация тензомоста 1, а6 Кпри условии, что 1, следуетос = сРОтсюда результат вычисления арифметико-логического устройства 9со ,пропорционален измеряемому параметру, а величины Ь и йс,Р, характеризующие дрейф дифференциального предусилителя 6 и анллого-цифрового преобразователя 7, а также аддитивную погрешность измерения, обусловленную воздействием на вход дифференциального предусилителя 6 синфазного вьгходного сигнала тецзомоста 1, полностью исключаются из результата измерения. Запуск ацалого-цифрового преобразователя 7 в начале каждого цикла измерения осуществляет блок 10 управления сигналом ца выходе 14, Результат измерения Мр формируется на выходе арифметико-логического устройства 9 и сохраняется в течецие последующих двух циклов измерения.Блок 10 управления формирует импульсы управления работой преобразователя цеэпектрических величин в цифровой код ц соответствии с временной дндгрдммсй фцг.3): 12 - управление ключдмц 4, 5; 13 - управление церекпючдтепсм полярности 3;14 - запуск ацдпг,гс-цифрового преобразователя 7; 1 - ясриб запись в блок01266 68 памяти; 16 - управленце арифметико-погического устр йствл 9,Счетчик 18, иодклнчеццый счетным 5входом к выходу генератора 17 импульсов, предназначен для полученияуправляющих сигналов 12 и 13, длительность которых определяетсявременем преобразования аналогоцифрового преобразователя 7. Посредством триггеров 19 и 20 Имиттаи элемента 21 1 ПИ осуществляетсяформирование нд фронтах сигналов2 и 13 коротких импульсов, из ко торых с помощью элементов 25, 26 Ии инверторд 22 выделяются сигналы15 и 16, д с помощью инвертора 23 итриггера 21 ймиттд осуществляетсяформирование сигнала 14. 20 Формула изобретения 1. ПреоГразовлтепь неэлектрическихвеличин в цифровой код, содержащийисточник питания, разцополярные выходы которого через переключательполярности соединены с вершинамидиагонали питания тецзомоста, вершины измерительной диагонали которогосоединены с соответстнующими входамидифференциального иредусилителя, выход которого подключен к информационному входу аналого-цифрогого преобразователя, управляющий вход которого соединен с первым выходом блокауправления, а выхсды подключены кпервому информационному входу арифметического устройства, выходыкоторого являются выходной шиной, ауправляющие входы исреключателя полярности и арифметического устройствасоединены соотцетстцецно с вторым итретьим выхопдмц блскд управления,о т л и ч а н ш ц й г я тем, что, с 45целью повышения точности в него вве)Лены два ключа, блок памяти и элементНЕ, вход которого обьединен с управляющим входом первого ключа и подключен к четвертому выходу блока управления, выход соедццец с управляющимвходом второго клнча, информационныевходь первого ц вторгс ключей соединены соответственно с выходами переключателя полярности, вьгходы подключены к обшей иице. д выходыаналого-цифрового преобразователячерез блок памяти соединены с вторыминформационным вхоцм арифметического устройства, угрдгсцякщий вход/7 ОЪЮУ Г Составцтел Н,КозловТехред .с 1,длссйссс,ск Коррект 1 орцат едак асидье ва ри ГКНТ ССС блока памяти подклкчен к пятому выходу блока управления.2, 11 реобраэователь по и.1, о т л и ч а ю ссс и й с я тем, что блск управления ныпоспсец ца трех триггерах Шмитта, двух цццертссрах, двух эл- ментах И, элементе И 31 И, соедицеццых последовательцо т ецераторе импульсов и счетчике, выход которого является вторым и четвертым выходами блока и подключен к входу первого триггера 111 митта, первому входу первого элемента И и через первый иссвертор к перцоЗаказ 4890/55 Тираж 88 с Б 1 И 1 Н 111 Гс гъгсц 1 с гве нного комитета цо и 111 П 35, Москва, Ю, Произвол; т.:гц со-цсцтс.льский комс с му ссхол второго элемента И и входунтсрогс трсс гера Шмитта,выход которогосос дццец г первым входом элемента И 11 И,сстс)1 цсс вход которсго подключен к выхсду пс 1 исого триггера Шмитта, а выход гоелццс.ц г. вторыми входами первого и цтс рого элементов И и черезвторой ицнертор с входом третьегогрцгггр 111 митта, выход которого является первым выходом блока, выходыпервого и второго элементов И являютгя соответственно третьим и пятым выходами блока. ПодписноеОбретениям и Открытиям иРаушская цаб д. 4/5 11 атент", гжгород, ул. Гагарина, 101