Измерительная система

(56) Селезневконтроль магисшдя школа, 1 юл. еский Вы ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(57) Изобретение относится к техник магнитных измерений и може 1 быть использовано для контроля параметров листовои электротехнической стали, постоянных магнитов и других ферромагнитных изделий в процессе производства, сбора и обработки измерительной информации, Цельс изобретения является повышение быстродействия системы, Информация с выхода блошка 1, который содержит блок 8 датчиков индукции, блок 9 датчиков напряженности, блок Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для контроля параметров листовой электротехнической стали, постоянных магнитов и других ферромагнитных изделий в процессе производства, сбора и обработки измерительной информации,Целью изобретения является повышение надежности системы.На чертеже изображена функциональная схема измерительной системы,Система содержит блок 1 первичных преобразователей, выходы которого соединены с входами измерительных модулей 2, шины управления и данных которых соединены с соответствующими шинами первой 10 магнитной проницаемости, блок 11 температуры контролируемого иэделия и блок 12 намагничивания, поступает через измерительные модули 2 и первую группу базовых модулей 3 в функционально-вычислительные модули 4, Система содержит также видеотерминальный модуль 5, блок 6 интерфейса и блок 7 сопряжения, В цифровой код информация преобразуется АЦП 16, на вход которого аналоговые сигналы коммутируются блоком 13 с помощью интерФейса 14, Модули системы включают также интерфейса 15 и 27, блоки памяти 17, 24 и 29, блок сопряжения 28, мультиплексоры 25, 26, тест-контроллер 30. Каждый иэ базовых модулей включает параллельный и последовательный адаптеры 18 и 22, процессорныи элемент 19, таймер 21, блок 20 памяти и контооллер 23 прерываний, Система допускает замену любого базового модуля запасным, кольцевую замену модулей 3, наращивание числа модулей 2, 3 и 4, 1 ил. группы из и базовых модулей 3, последовательные шины которых соединены с последовательными шинами функционально-вычислительных модулей 4, последовательные шины которых соединены с соответствующими шинами второй группы из гп модулей 3, внутренние шины которых могут быть объединены, Последний модуль 3 подключен к шинам видетерминального молуля 5,Система включает также блок 6 интерфейса и блок 7 сопряжения. В состав блока 1 входят блок 8 датчиков индукции, блок 9 датчиков напряженности поля, блок 10 магнитной проницаемости, блок 11 температуры контролируемого изделия и блок 12 намагничивания.Модуль 2 содержит блок 13 коммутации, интерфейс 14 блока коммутации, интерфейс 15 функциональното модуля, программируемый АЦП 16 и блок 17 памяти.В состав каждого базового модуля 3 входят параллельный адаптер 18, центральный процессорный элемент 19. блок 20 памяти, программируемый таймер 21, последовательный адаптер и контроллер 23 прерываний,Модуль 4 включает блок 24 памяти и мультиплексор 25 последовательных шин,Аналогичный мультиплексор 26 входит в состав блока 5 наряду с интерфейсом 27 функционального модуля, блоком 28 сопряжения и блоком 29 памяти. В системе может быть также ьтсгтольэоттдтт тестовый контроллер 30, предназначенный для обнаружения неисправного базового модуля 3 путем имитации мдгнитометрической информации на его входных шинах и контроля данных на его выходных шинах,В качестве датчиков индукции и напряженности в блоках 8 и 9 могут быть использованы гдльвднотлагнитные преобразователи и феррозондь. В блоке 10 могут быть испольэовдны вихретоковые или индукципттныо преобрдэовдтали д в блоке 11 - тертлопдры, Блок 12 может быть выполнен в виде электромагнита или соленоида, программа работы которого задается с пульта через блок 28, модуль 5, соответствующие тлодули 4, 3, 2 (для данного модуля 2 АЦП 16 не используется, направление сигналов на входе модуля 2 иное, чем у остальных модулей),Блок 13 и интерфейс 14 могут быть выполнены в виде мультиплексора, осуществляющего последовательное подключение входных аналоговых сигналов модуля 2 к входу АЦП 16: адрес соответствующего кандлд транслируется из первого модуля 3 через интерфейс 15 и АЦП 16 в интерфейс 14, где он дешифрируется в позиционный код, управляющий ключами блока 13, входной сигнал которого через интерфейс 14 подается на вход АЦП 16.Выполнение всех интерфейсов системы определяется структурои сопрягаемых ими блоков, Помимо селекции (мультиплексированияя или демультиплексировдния), интерфейс не выполняет функциональных преобразованийВ качестве блоков памяти (блоки 17, 20, 24 и 29) могут быть использованы ОЗУ (К Р 541 РУ 2) и П П 3 У (К 573 Р ф 2),Базовый модуль 3 представляет собой микропроцессорный контроллер МК 80/02, построенный на бдэе ИМС 580 серии, Например, адаптер 18 представляет собой 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 микросхему КР 580 ВВ 55 А, элемент 19 - КР 580 ИК 80 А, в качестве таймеров 21 использованы микросхемы КР 580 ВИ 53, адаптер 22 выполнен на микросхемах КР 580 ВВ 51 А, а котроллер 23 - КР 580 ВН 59, Внутренняя шина модуля 3 представляет собой совокупность внутренних шин(адресной, данных, управления и памяти), являясь локальным интерфейсом контроллера. В дальнейшем под шиной данных или шиной управления понимается функциональное назначение шины, а не ее выполнение, которое зависит от типа использованных микросхем. Например, шина данных может включать три шины: данных, управления и адресную,Блок 7 сопряжения, как и блок 28, включает преобразователи уровня (усилители мощности), интерфейс индикатора, клавиатуры. принтера.Измерительная система работает следующим образом.Информация от блоков 8-12 преобразуется соответствующими модулями 2 в цифровой вид, подвергается предварительной математической обработке в соответствующих модулях 3, преобразуется ими в последовательный код и транслируется в один иэ модулей 4. Здесь данные мультиплексируются на вход соответствующего модуля 3 второй группы, где подвергаются окончательной обработке и поступают на модуль 5 и через блок 6 в блок 7.Для того, чтобы рассмотреть работу системы подробнее, остановимся на назначении отдельных элементов системы, учитывая, что перечень функций для программного блока однозначно определяет алгоритм его работы, также однозначно связанный с программой, заложенной в ППЗУ или на магнитном носителе.Назначение базового модуля 3 определяется его включением в одну из групп. При подключении к блоку 17 блок 3 осуществляет выбор канала, т,е, управление блоком 13, управление режимом работы АЦП 16, трансляцию сигналов управления (например, запуска, готовности и т.п,), предварительную обработку измерительной информации (фильтрацию, нормализацию, линеариэацию по результатам предварительной калибровки и т,п,) и передачу измерительнойинформации на последовательную шину,При подключении к блоку 29 модуль 3 осуществляет прием сигналов управления от блока 28 (с клавиатуры пульта) и их трансляцию в соответствующий модуль 3 второй группы, а также прием информации по выходной последовательной шине мультиплексора 26 и передачу ее на индикатор5 10 15 20 25 30 35 50 55 через блок 28 Мультиплексоры 25 и 26, как и интерфейс 14, предназначены для дешифрации адреса канала, его запоминания и преобразования в позиционный код, для чего в их состав включаются селектор адреса, регистр адреса и соответствуюший дешифратор,При подключении к блоку 24 модуль 3 выполняет управляющие функции опрос первой группы модулей 3 (в порядке возрастания номера модуля 3 опрашивается очередной модуль, выставивший сигнал готовности данных); обработку информации, например интегрирование, вычисление потерь на перемэгничивание, оп ределение погрешностей преобразования, температурных зависимостей и т,п трансляцию информации на кассетный накопитель или принтер, в другой модуль данной группы, выделенный для связи с индикатором, или сразу на индикатор; тестированиеТаким образом, модуль 3 в данной системе является многофункциональным Модули 3 выполняются в виде отдельных конструктивных единиц, что позволяет менять их местами, заменять,В простейшем случае система включает три модуля 3, т.е. гп = и = 1, Ь этол слу зе система являетсярехпроцессорной. Ремонтопригодность такой системы выш; ем известной, поскольку оператор имее возможность заменить любой из мо,у,сй 3 Вывод о неисправности модуля 3 депэе.ся на основе тестирования или наблюдения ээ изменением данных на индикэгоре (дисплее): если информация не менясф;я неисправен модуль 3 управления, если имеют место помехи - модуль 3 модуля 5 и т.д Э о особенно удобно в полевых условиях для бортовых систем, где один запасной модуль 3 позволяет путем кольцевой замены опре. делить неисправный модуль и восстановить функционирование системы, Пропускная способность системы даже в этом простейшем случае существенно выше, чем у иа - вестной, благодаря разделению вычислительных функций, предьэрительной обработке информации модулями 3 первой группы, следовательно, в управляющий модуль 3 транслируется только существенная информация.Предлагаемая система позволяет произвести автокалибровку измерительного тракта и автоматическую диагностику модулей, регистрацию и накопление экспериментальных данных по заданным каналам для последующего экспресс-анализа и полной обработки, математическую обработку результатов измерений по каждому каналу,хранение результатов на магнитной ленте, пультовый ввод-вывод, индикацию данных и состояния системы в реальном времени,Кроме того, система допускает наращивание вычислительной мощности для увеличения пропускной способности. Это осуществляется увеличением числа измерительных модулей 2 и соответствующих модулей 3 первой группы, При таком наращивании наступает момент, когда одного управляющего модуля 3 недостаточно для опроса всех измерительных модулей 2. В этом случае система допускает наращивание числа модулей второй группы, а вышеописанный алгоритм опроса ими модулей 2 обеспечивает автоматическое поддержание постоянной частоты опроса каждого канала. Этот эффект проявляется только в системе с большим числом измерительных модулей 2 и несколькими управляющими модулями 3 второй группыТаким образом, в отличие от известной системы предлагаемая система обладает более высокими пропускной способностью и быстродействием. Так, если пропускная способность известной системы ограничена 4-5 каналами, обрабатываемыми последовательно, то в макете предлагаемой систел, их 84, Надежность системы, также ,ысокз благодаря высокой ремонтопригодости, тестированию, вс зможности . мены фд менее надежноо базового мод горл улэ изобретенияизмерительная система, содержащая блок первичных преобрэ оватслей, выходы которого соединены с входами и измерительных модулей, э также первыи фун,.ц зонально-вычислительный модуль и блок сопряжения, ол и э ю щ э я стем, что, с це,.;ю повышения надежности, онэ снабжена блоком интерфейса, видеотерминальным модулем, гп функционально-вычислительными модулями и (пфгп+2 базовыми модулями, при этом шины данных первой группы из п базовых модулеи соединены с шинами данных измерительных модулей, шины управления которых соединены с внутренними шинами первой группы базовых модулеи, последовательные шины которых соединены с г: рвой группой объединенных последовательных шин функционально-вычислительных модулей, вторая группа последовательных шин которых соединена с первыми последовательными шинами второй группы иэ гп+1 базовых модулей, внутренние шины коарык соединены с шинами управления соответствующих функционально-вычислительных модулей, причем шина данных блока сопряжения соединена с внешней.Лежни аказ 340 Тираж 417 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роиэводственно-издательский комбинат Патент", г, Ужго,Гагарина, 10 шиной данных блока интерфейса, внутренние шины данных которого соединены с шинами данных второй группы базовых модулей, вторые последовательные шины которых соединены с первой группой последовательных шин видеотерминального модуля, вторая группа последовательных шин которого соединена с последовательными шинами (п+гп+2)-го базового модуля, внутренняя шина и шина данных которого соединены соответственно с шиной управления и шиной данных видеотерми нального модуля, а последовательные шиныблока интерфейса соединены с третьими последовательными шинами второй группы базовых модулей.