Измерительный преобразователь

сою, соВетснихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСГЬБЛИК сэ св. О 1)5 С 01 С 3/142 НИЯ ВТОРСКОМ Тв РОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОткРытиямПРИ ГКНТ СССР(56) ПатентВеликобританииИ 1464808, кл. С 01 С 9/00, 1980.Патент Франции Р 23 19119,кл. С 01 С 3/14, 1976; 54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЬЗЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ57) ИзоЬретение относится к весоизмерительным системам с применениемтензорезисторных датчиков и позволяет повысить точность измерения. Устройство содержит блок 1 тензодатчиков, первую ступень 2 и вторуюступень 3 аналогового коммутатора,усилитель 4, аналого-циФровой преобразователь 8 и компаратор 7. Новымв устройстве является то, что в неговведены первое 5 и второе 6 устройства выЬорки-хранения, цифровой коммутатор 9, основной регистр 12, вычитаюцее устройство 13., регистр 10последовательных приЬлижений и блок14 вспомогательных регистров. 2 ил.Изобретение относится к весоизмерительной технике, а именно к измери-тельным преобразователям для весоиз мерительных систем с применением тензорезисторных датчиков и, в частности, для систем взвешивания в статике и движении, дозаторов дискретного и непрерывного действия и конвейерных весов, О Целью изобретения является повышение точности,На фиг.1 представлена блок-схемапредлагаемого преобразователя; нафиг.2 - выходные сигналы блока управления,Преобразователь содержит блок 1тензодатчиков, содержащий И тензодатчиков 1.1-1.И; первую ступень 2, вторую ступень 3 аналогового коммутатора, усилитель 4, первое 5 и второе 6устройства выборки - хранения УВХ 1 иУВХ 2, компаратор 7, цифроаналоговыйпреобразователь (ЦАП) 8, цифровойкоммутатор 9, регистр 10 последовательных приближений (РПП), блок 11управления, основной регистр 12, вычитающее устройство 13, блок 14 вспомогательных регистров РГ - РГ 2.Элементы .схемы соединены следующим образом: выходы блока 1 тензодатчиков соединены с входами первой сту.пени аналогового коммутатора - блок2, выходы блока 2 соединены с входами второй ступени аналогового коммутатора - блок 3, выходы блока 3 соединены с основными входами усилителявыход усилителя соединен с первымвходом компаратора 7 выход компаратора соединен с одним из входов РППблок 10, выходы блока 10 соединеныс входами циФрового коммутатора 9,основного регистра 12, первым входомвычитающего устройства 13 и входамивспомогательных регистров (РГ 1РГ 2) - блок 14, выходы которых соединены с соответствующими входами цифрового коммутатора 9, выход цифрового коммутатора соединен с входомЦАП - блок 8, выход ЦАП соединен свторым входом компаратора 7 и входами УВХ 1 - блок 5, УВХ 2 - блок 6,выходы УВХ 1 и УВХ 2 соединены с дополнительными входами усилителя. 4,выход основного регистра 12 соединенс вторым входом вычитающего устройства 13, выход вычитающего устройстваявляется выходом всего устройства,выходы блока 11 управления соединеныс входами управления блоков 2, 3,5, 6, 9, 1 О (14.1 - 14,2 В),Преобразователь работает следующим образом.На диаграмме "а" показан сигналБУ, по которому блок 2 подает на входы блока 3 сигнал с тензодатчика 11.Соответственно на диаграмме "б" показан сигнал БУ, по которому блок 2 подает сигнал с тензодатчика 1.И навходы блока 3. На диаграмме "в" показан сигнал БУ, по которому блок 3 подает на входы усилителя 4 сигнал свыхода блока 2 снацала в прямом включении (этому соответствует изображение выше оси ординат), а потом в обратном включении (изображение нижеоси ординат), На диаграмме "ж" показаны сигналы, по которым аналогоцифровой преобразователь АЦП, состоящий из блоков 7 - 10, преобразуетвыходной сигнал усилителя 4, При этомключи в усилителе находятся в положении 9 показа нном на диа ГраммахГу"д", е (элементы 4 - 6 на Фиг.1) .Как видно из фиг.2, вначале ключии 5 разомкнуты, а ключ 6 замкнут,при этом АЦП преобразует выходнойсигнал усилителя, соответствующийсигналу с тензодатчика, без полезнойнагрузки (вес грузоприемной платформы, бункера, ленты, конвейера и т.п.).Причем результат преобразования сигнала в прямом включении запоминается в регистре РГ 1 (диаграмма "з ),а в обратном включении - в РГ 2(диаграмма "и"). Для Н-го тензодатчика запоминание результатов преобразования сигналов производится соответственно в регистрах РГ (21-1) иРГ 2 (диаграммы "к" и "л"). Послетого как в РГ- РГ 2 Е запомнятсясигналы начального состояния с тензодатчиков, цикл работы блоков 2 и3 повтор,-я тся (см. диаграммы "а,б, ь" уже с полезной нагрузкойна грузоприемном устройстве, Приэтом один ключ в усилителе 4 постоянно разомкнут (диаграмма "е" фиг,2) изамыкается при преобразовании сигнала в прямом включении (диаграмма "г"Фиг.2), а другой его кгюч замыкается при преобразовании сигнала в инверсном включении (диаграмма д" фиг.2),на дополнительные входы усилителя(фиг,1) поступают выходные сигналыс УВХ 1 или УВХ 2 соответственно53843 6жет быть реализован на однокристальной микроЭВИ КР 186 ВЕ 48. 5 5 20 тельных регистров. 5 15(диаграммы "р", "с") . Предварительнов этих УВХ запоминается преобразованный посредством ЦАП сигнал с соответ" ствующего регистра РГ 1 - РГ 2 И (диаграммы нм, н, о, и" соответственно). Другими словами, в УВХ 1, УВХ 2 запоминаются сигналы того тензодатчика, сигнал которого преобразуется в данный моментВыбор соответствующих регистровРГ 1 - РГ 2 М осуществляется БУ в соответствии с сигналами, подаваемымина блоки 2 - 4 (в простейшем случае это могут быть сигналы дешифратора,подключающие соответствующие регистры к входу ЦАП цифрового коммутатора9). Благодаря наличию дополнительныхвходов усилителя 4 сигнал начальнойзагрузки тензодатчика, полученный вцикле коррекции, вычитается из суммы сигналов полезной и начальной загрузок тензодатциков, полученных вцикле измерения (фиг,2). За счет этого становится возможным увеличитькоэффициент усиления усилителя 4,тем самым расширить его полезный динамический диапазон и, соответственно, полезный динамический диапазонЦАП. Вследствие этого соответственно снизятся погрешности, вносимые в результат измерения усилителем и АЦП, Далее результат прямого преобразования запоминается в основном регистре(диаграмма "т"), и после выцитания ввыцитающем устройстве из кода прямого преобразования кода обратного преобразования на выходе вычитающего устройства образуется код, соответствующий только полезной загрузкетензодатчика. На диаграмме "у" (фиг.2) показаны моменты наличия на выходе вычитающего устройства сигналов полезной информации от тензодат" чиков (моменты съема кодов).Блоки 2 и 3 преобразователя могут быть реализованы на микросхемах серии К 590 (например, К 590 КН 6 и К 590 КН 3), В качестве ЦАП может быть использована микросхема К 594 ПА в стандартном вклюцении, усилитель .может быть реализован на стандартных операционных усилителях (например, КР 544 УД 1 А) и микросхемах серии К 590. Блоки 9, 10, 12, 13 и 14 могут быть реализованы, в частности, на микросхемах серий К 155, К 555. Блоки 5, б могут быть построены на микросхемах К 1100 СК 2. Блок 11 управления моФормула изобретения Измерительный преобразователь, содержащий блок тензодатчиков, аналоговый коммутатор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и блок управления, причем вход усилителясоединен через аналоговый коммутаторс выходами блока тензодатциков, а выходы блока управления соединены свходами управления аналогового коммутатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения точности, внего введены первое и второе устройства выборки - хранения, цифровойкоммутатор, основной регистр, вспомогательные регистры, число которыхв два раза превышает количество тензодатчиков, и выцитающее устройство,при этом усилитель имеет два дополнительных входа, соединенных с соответствующими выходами устройств выборки - хранения, а аналого-цифровойпреобразователь выполнен в виде цифроаналогового преобразователя, регистра последовательных приближений,первый и второй входы и первый выходкотороо соединены соответственно свыходами блока управления и компаратора, первый вход которого соединен с выходом усилителя, причем второй выход регистра последовательныхприближений соединен с одним из входов цифрового коммутатора, входамиосновного и вспомогательных регистров 40и первым входом выцитающего устройства, выходы вспомогательных регистровсоединены с соответствующими входами цифрового коммутатора, выход цифрового коммутатора соединен с входом 45цифроаналогового преобразователя выход основного регистра соединен свторым входом выцитающего устройства,выход цифроаналогового преобразователя соединен с входами первого ивторого устройств выборки - хранения и вторым входом компаратора,выход которого соединен с третьимвходом регистра последовательныхприближений, а соответствующие выходы блока управления соединены с управляющими входами устройств выборки - хранения, усилителя, цифровогокоммутатора, основного и вспомога1553843 еОУ РнЯ заерузкц мжо- зарузк ЯГпчик 06 4 Ь 8,2 аеизаАтм едактор А.Маковская Т М.Дид Корректор М.Пожо Заказ 451 Тираж 419 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раувская наб., д4/5 иэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгор Гагарина оставитехред И.Чернявскийык