Устройство для ввода информации с параметрических датчиков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН О 19) (11 5 С 06 Р 3 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАН ТЕНИ АВТОРСН юл. У 4 Ю.Н.Торопкин 088.8)видетельство СССР 03 К 17/00, 1975. идетельство СССР06 Р 3/00, 1983. МА ВОДАЧИК автома- пред- еобра- еских тс ике ииип аметри термо етр(57) Изобретение отнтике, измерительнойназначено для коммут зования сигналов с пдатчиков (тензометро ВИДЕТЕЛЬСТВУ сопротивления и т.п.) в цифровой эквивалент. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержитгенератор 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, генератор10 тока, коммутатор 11 тока, параметрические датчики 12, развязывающиеэлементы 13 в виде высокоомных резисторов, усилитель 14 и компаратор 15.Устройство по сравнению с прототипомявляется более простым, так как изего состава исключен сложный в реализации коммутатор напряжений малогоуровня сигналов с датчиков. 2 ил.50 55 Изобретение относится к автоматике, измерительной технике и предназначено для коммутации и преобразова"ния сигналов с параметрических датчиков (тензометров, термометров сопротивления и тп.) 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 (фиг1) содержит генератор 1 тактовых импульсов, вычитающий счетчик 2, элемент ИЛИ 3, первыйэлемент 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 высокоомныхрезисторов, усилитель 14, компаратор15, первую и вторую группы информационных выходов 16 устройства и синхронизирующий выход 17 устройства.Устройство дляввода информации работает следующим образом,По сигналу с генератора 1 тактовыхимпульсов включается очередной каналкоммутатора 1 тока и устанавливаетсяисходный код на вычитающем счетчике2, соответствующий максимально допустимому току питания датчиков 12.Этотток формируется генератором 1 О тока,управляемым кодом вычитающего счетчика 2 через цифроаналоговый преобразователь 9,На выходе соответствующего включенному каналу датчика 12 появляетсянапряжение, которое для мостовой схемы включения датчиков с низким уровнем выходного сигнала определяетсясоотношениемБ = -- 1Ьг4 ф(1)где Т - ток питания датчика;г - изменение сопротивления г в.рабочем плечЕ мостовой схемы включения датчика (обычноЛг Ы г ).Этот сигнал через развязывающиеэлементы 13 поступает на вход усилителя 4, напряжение с выхода которогона компараторе 15 сравнивается с предельным напряжением шкалы аналогоцифрового преобразователя 7. В случае предполагаемого эашкаливания, когда напряжение с усилителя 14 выходит эа 5пределы шкалы аналого-цифрового преобразователя 7, сигнал с выхода компаратора 15 открывает элемент И 5 и пропускает на его выход тактовый им" пульс, 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 вы"читающем 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 преобра" 25 зователя 7, т.е. пока компаратор 15держит 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 определяетсяколичеством 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, содерщую 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 (п) каналы шунтируют вход усилителя 14,При опросе канала 1 вход усилителя 14 шунтируется сопротивлением, определяемым параллельным включениемдг й (и) резисторов вида (2 В+г+ ):Э4(2) 5 1 О 15 20 25 30 35 50 где В - сопротивление развязывающегоэлемента.Если коэффициент усиления усилителя 14 достаточно велик (К 5 104 - -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) 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 К) Ьгмркс у где Ьгмбкс 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 1 тока и от времени установления тока в управляемом генераторе О 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 спараметрических датчиков, содержащеегенератор тактовых импульсов, вычитающий счетчик, первый и второй элементы задержки, элемент И, аналого-цифровой преобразователь, цифроаналоговый преобразователь, генератор тока,коммутатор тока и усилитель, выходцифроаналогового преобразователя соединен с входом генератора тока, выход которого соединен с информационным входом коммутатора тока, установочный вход вычитающего счетчикасоединен с входом второго элементазадержки, выход которого соединен суправляющим входом аналого-цифровогопреобразователя, выходы аналого-цифрового преобразователя являются первой группой информационных выходовустройства, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения устройства, в него введены элемент ИЛИ, третий элемент задержки, развязывающиеэлементы и компаратор, выход генератора тактовых импульсов соединен суправляющим входом коммутатора тока,с установочным входом вычитающегосчетчика и с первым входом элементаИЛИ, выход которого соединен со счетным входом вычитающего счетчика и свторым входом элемента ИЛИ, выходэлемента ИЛИ соединен с входом первого элемента задержки, выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход которого соединенс выходом компаратора, выходы вычитающего счетчика соединены с входами цифроаналогового преобразователя иявляются второй группой информационных выходов устройства, выходы генератора тока соединены с входами соответствующих параметрических датчиков,выходы которых соединены с входамиразвязывающих 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 свходом третьего элемента задержки,выход которого является синхронизирующим выходом устройства.1539760 б) Составыитель С.КулишТехред М.Дидмк Корректор В.Гирня Редакт тров Заказ 21 Тираж 560 ям при ГКНТ СССР нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 Производст НИИПИ Государственного 113035, омитета по иосква, Ж,Подписное бретениям и отк аушская наб., д