Устройство для обработки данныхи управления спектрофотометром

кСоюз СоаетскикСфциавктическиаРесеубаик ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ои 805323(Щ Заявлено 04. 04. 78 (2 т) 2599159/18-24 с Йрисоединеимем эющжВВВ 6 06 Г 15/20 Госуйарствеиимй комитет СССР ио дедам изобретений и открытий(5 З УФ( 681,325(088 8) Дата овубаеаеаиия олисаимя 17, 02. 81 М.П. Гальперин В.А. Замов; Ю.А, Масленнко , Нф,урМиВ.Е. Панкин, Е.С, Потапов, В,В. Самбурский Е.Е. ФЯВ.П. Цветов и Е.Г. Ярополов ,1 Щ"1.АфЯ(7) Заявитель 4) УСТРОЯС Я ОБРАБОТКИ ДАН СПЕКТРОФОТОМЕТР ПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к вЫчисЛительной технике и может быть исцолйэо- вано в спектральных приборах, работающих в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра.Известно устройство для обработки данных спектрофотометра для измерения цветового. спектра. Оно содержит фоточувотвительные элементы, схему анализа, схему калиброзкИ, эталонные образцы и ЭВМ 13 .К недостаткам этого устройстваотносится невозможность полностью автоматизировать процесс оптических измерений, производить дкагеостику неисправных блоков, сообщать оператору о субъективных ошибках, допущенных при управлении. Модерниэация устройства не может быть проведена беэ изменения его струк турной схемы.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство, которое выполнено на базе жесткой ТТЛ-логики и содержит 2 пульт управления, состоящий из наборника исходных данных, клавиатуры режимов работы и цифрового табло, блоки переключения фотоприемников,.источников света и светофильтров, 3 аналого-цифровой преобразователь блоки управления самописцем и блок управления шаговым двигателем сканирования, соединенный с преобразователем угол-код 21.. К недостаткам устройства управления относятся: сложность и высокая стоимость электронного оборудования из-эа большого, количества элементов интегральных микросхем ИМС) сложность отладки и сложность отыскания неисправностей при эксплуатации низкая надежность, связанная с применением большогО количества ИМС, большого количества линий связи и паек проводов и выводов ИМС сложность модернизации устройства прн желании допол нить его новыми режимами, а спектофотометр - новыми узлами, так ка модернизация влечет за собой анпаратурные добавления, изменение свя эей между элементами и узлами и изменение конструкции устройства управления; низкая точность вычерчивания спектральных кривых самописцем, так как его перо подключено непосредственно к выходу усилителя Фотометрических величин.Кроме того, блок управления содержит регистр обмена, первую и вторуюгруппы регистров, которые соединеныдвухсторонними связями между собойи с регистром обмена, дешифратор,выходы которого подключены соответственно к адресным входам регистроввторой группы, выходы которых соединены соответственно с управляющимивыходами блока, вход дешифратораи вхОды регистров первой группы соединены соответственно с входамиблока, выход регистра обмена является выходом блока,60 Цель изобретения - повышение производительности, надежности и удобства эксплуатации.Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок набора исходных данных, блок 5 задания режимов работы, цифровое табло, блоки переключения фотоприемников, переключения источников света, переключения светофильтров, аналого-цифровой преобразователь, 10 блок управления пером самописца,. два блока управления щаговыми двига телями, выходы первого из которых подключены соответственно ко входам преобразователя угол-код, введены блок хранения тестов, блок. Формирования управляющих программ, блок памяти, генератор временных интервалов, блок управления, соединенные двухсторонними связями с арифметическо-логи О ческим блоком, цифроаналоговый пре.образователь, дополнительное цифровое табло,.регистр ввода, регистр вывода и блок отображения, вход которого и входы цифрового табло и ;дополнительного цифрового табло соединены соответственно с выходами регистра вывода, вход которого подключен к выходу арифметическологического блока, вход которого сое - динен с выходом регистра ввода, вхо ды которого подключены соответственно к выходам блока набора исходных данных и блока задания режимов работы , управляющие входы блоков переключения Фотоприемников, переклю чения источников света, переключения светофильтров управления шаговыми двигателями, аналого-циФрового преобразователя, преобразователя уголкод и цифроаналогового преобраэо О вателя соединены соответственно с управляющими выходами блока управления, вход которого соединен с выходами блоков переключения Фотоприемников, переключения источников света, переключения светофильтров, аналого-цифрового преобразователя и преобразователя угол-код, выход цифроаналогового преобразователя подключен ко входу блока уйравления пером самописца. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема реализации блока управления.устройство содержит пульт управления 1, включающий блок 2 набора исходных данных, блок 3 задания режимов работы, цифровые табло 4 и 5, блок .б отображения, регистр 7 ввода, регистр 8 вывода, арифметическо-логический блок. (АЛБ) 9, блок 10 хранения тестов, блок 11 Формирования управляющих программ, блок 12 памяти, генератор 13 временных интервалов, блок 14 управления, блок 15 переключения фотоприемников, блок 16 переключения источников света, блок 17 переключения светофильтров, аналогоцифровой преобразователь (АЦП) 18, блок 19 управления шаговым двига- телем, преобраоователь 20 угол-код, блок 21 управления шаговым двигателем, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 22, блок 23 управления пером самописца, первая группа регистров 24, регистры 25-32 второй группы, дешифратор 33, регистр 34 обмена.Цифровое табло 4 показывает текущие знаЧения длины волны и фото- метрических величин. Цифровое табло 5 - это табло .обнаружения неисправностей и ошибок работы оператора.Блок б отображения фиксирует сигналы обратной связи от узлов спектрофотометра.Блок 15 переключения фотоприемников, блок 16 переключения источников света, блок 17 переключения светофильтров аналого-цифровой преобразователь 18, преобразователь 20 угол-код, блок 23 управления пером самописца и блоки 19 и 21 управления шаговыми двигателями являются узлами спектрофотометра. Блок 19 осуществляет управление шаговым двигателем сканирования по длинам волн, а блок 21 осуществляет управление шаговым двигателем протяжки бумаги самописца.Блок 11 формирования управляющих программ представляет собой ПЗУ, хранящее различные, программы управления, включаемые в работу по указаниям оператора в процессе ввода исходных данных.Перед началом работы с блока 2 набора исходных данных и блока 3 задания режимов работы через регистр 7 блок 9 вводит в блок 12 памяти диапазон измерения по длинам волн, дискретность сканирования, интервал между циклами измерений, усреднение отчетов АПЦ, признак режимов работы, вид документирования результатов и другие необходимые параметры,программы, реализация которой по обо-.рудованию проста.Устройство на жесткой логике неможет произвести значительную математическую обработку информации, аданное устройство позволяет произво-дить практически неограниченную математическую обработку, что расширяет круг решаемых задач.В известном устройстве перо самописца управляется непосредственно ф от фотокетрического сигнала, а впредлагаемом устройстве благодарявведению цифроаналогового преобразователя. и возмсжности математическойобработки на перо самописца выдается 1% не Фотометрический сигнал, а матема-тически обработанный, т,е с учетомкалибровки и других вычислений,чтоповышает точность фиксации спектральных кривых и расширяет воэможности 26 устройства.Поскольку каждый из узлов устройства может быть в любое время проверен на работоспособность и имеетсявоэможность локализовать неисправность с помощью программно-аппаратур-.ной диагностики, повышается надежность и сокращаются материальныерас оды И затраты времени на. изготовление, ремонт и отладку устройства.Усовершенствование, модернизацияустройства упрощается, так как сводится лишь к изменению управляющейпрограммы без аппаратурного наращивания с сохранением прежних электрических связей.Контроль правильности действийоператора при вводе исходных данныхи установке режимов работы освобождает от субЪективных ошибок операфо тора, повышает его уверенность в работе при обслуживании спектрофотометра, позволяет испольэовать операторов более низкой квалификации иповышаеФ производительность спектро Фотометра,Я 1. Устройство для обработки данных и управления спектрофотометром,содержащее блок набора исходных данных, блок задания режимов работы,цифровое табло, блоки переключения, 55 фотоприемников переключения источников света, переключения светоФильтров, аналого-циФровой преобраэователь, блок управления пером саююписца, два блока управления шагозымидвигателями, выходы первого из кото рых подключены соответственно иовходам преобразователя угол-.код,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повыаения производительности и надежности И удобства экс плуатации, в него введены блок храсНажатие кнопки "Работаф, входящей в.блок 3, через регистр .7 и АЛБ 9 активизирует требуемую программу иэ блока 11, которая через дешифратор 33 и выходной регистр 30 (Фиг.2) блока 14 управления обеспечивает запуск блока 19 управлейИя шаговым двигателем, подающем на шаговые двигатели.,частоту 400 Гц и направление движения,В процессе работы шагового .двигателя управляющая программа блока 11 через АЛВ 9, дешифратор 33, регистр 29 блока 14 запускает преобразователь 20 угол-код и следит эа текущей длиной волны через дешифратор 33 и регистр 24. АЛБ 9 одновременно с запуском шагового двигателя осуществляет запуск генератора 13 времен- ных интервалов, который вырабатцвает .сигнал через заданный интервал време ни, по которому снимается подача частоты на шаговый двигатель. Затем управляющая программа через дешифратор 33 и регистры 25-27 блока управления 14 устанавливает в соответствующее положение блоки переключения фотоприемников 15, источйиков света.1 б и светофильтров 17. Управляющая программа через дешиФратор 33 и регистр 28 блока 14 опрашивает АЦЛ 18. Результат преобразования соответствующий величине оптической плотности (или пропускания), через регистр 24 и регистр 34 обмена блока 14 поступает на АЛБ 9. Результаты исполнения команд узлами спектрофотометра (источник включен, фильтр включен, приемник включен) посту- . пают через регистр 24 блока 14, обрабатываются соответствующей программой блока 11. Сигналы о переключении оптических узлов и дигностические сигналы через регистр 8 вывода поступают на блок б отображения, а результаты обработки - на цифровыетабло 4 и 5, а через дешиф"ратор 33 и регистр 32 блока 14 - на . цифроаналоговый преобразователь 22 и в блок 23 управления пером самопис ца. Управление подачей бумаги на самописец осуществляется синхронно с изменением длины волны через дешифратор 33 и регистр 31.блока управления 14 и блок 21 управлейия шаговым двигателем самописца.Проверочные режимы, а также диагностика в процессе работы обвспечи ваются блоком 10 хранения тестов.Предлагаемое устройство надежнее известного устройства в эксплуатации так как содержит меньшее количество оборудования и электрических связей в силу того, что в известном устройстве на жесткой логике для решениякаждой конкректной задачи управления необходим свой узел сЬответствующего назначения, а в данном устройстве решение задачи достигается за счет Формула изобретениянения тестов, блок формирования управляющих программ, блок памяти, ге.нератор временных интервалов, блокуправления, соединенные двухсторонними связями с арифметическо-логическим блоком, цифроаналоговый преобразователь, дополнительное цифровое табло, регистр. ввода, регистрвывода и блок отображения, вход которого и входЫ цифрового табло и дополнительного цифрового табло соединены .соответственно с выходами регистра вывода, вход которого подключен к выходу арифметическо-логического блока, вход которого соединен с выходом регистра ввода, входы которого подключены соответственно к выходам блока набора исходныхданных и блока задания режимов. работы, управляющие входы блоков переключения фотоприемников, переключения источников света, переключениясветофильтров, управления шаговымидвигателями, аналого-цифрового преобразователя, преобразователя уголкод и цифроаналогового преобразователя соединены соответственно с управляющйми выходами блока управления,вход которого соединен с выходамиблоков переключения фотоприемников,переключения источниксв света, переключения светофильтров, аналого-цифрового преобразователя и преобразователя угол-код, выход цифроаналогового преобразователя подключен к входу блока управления пером самописца,2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с.я тем, что, блок управления содержит регистр обмена,первую и вторую группы регистров,которые соединены двухсторонними свяф зями между собой и с регистром обмена,дешифратор, выходы которого подключены соответственно к адресным входам регистров второй группы, выходыкоторых соединены соответственне с15 управляющими выходами блока, входдешифратора и входы регистров первойгруппы соединены соответственно свходами блока, выход регистра обменаявляется выходом блока,26Источни%и информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Ф 3935436,кл, 235-153, С 06 Г 15/20, 1976,2. Устройство цифровое вычислительное. ТО 0-49.73.901. Ленинградское оптико-механическое объединение. Ленинград,1976 (прототип).или каз 10904 72 Тираж 56 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035