Устройство для ввода информации от аналоговых датчиков

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ А 1 ЕСПУБ 19 6 Г 3/05 51 ЕТ СССРОТНРЫТИЙ ЫЙ НОМ РЕТЕНИ ГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ ИОАН ВРЕТЕ СТВУ РСКОМУ СВИДЕ(21) 3969488/2 (22) 25.10.85 (46) 15.05.87. (71) Научно-ис тут ядерной фи техническом ин (72) В.М. Хлоп юл ед ии инстиком поли в ател при Т иров туте им. ких и Г,Мт пового измерит ских(56) Авторское свидетельство СССР Р 1027710, кл. С 06 Р 3/00, 1983,Авторское свидетельство СССР 9 526882, кл. С 06 Г 3/05, 1976.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА ИНФОРМАЦИИ ОТ АНАЛОГОВЫХ ДАТЧИКОВ(57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для организации ввода в ЭВМ информации от аналоговых датчиков, например от многодетекторных спектральных анализаторов. Цель изобретения - повышение точности устройства за счет уменьшения нестабильности и неидентичности характеристик измерительных каналов. льтиплексор 1, ифровой преобферный регистр 4 5, блок управ- усиления 7, блок ния 9. Устройрабдты - "КаВ режиме каопределение и ентов усиления Устроиство содержит му усилитель 2, аналогоразователь (АЦП) 3, б формирователь сигнала ления 6, регистр кода памяти 8, блок сопряж ство имеет два режима либровка" и "Измерени либровки производится корректировка коэффиц эталонного сигнала кажд ного канала. После окончания калибровки значения коэффициентов усилениязаносятся в блок памяти 8. В режиме"Измерение" сигналы от аналоговых датчиков через мультиплексор и усилитель дпоступают на АЦП. Коэффициент усиления для каждого канала извлекается изОЗУ и хранится в регистре кода усиления. Цифровой код с выходов АЦП по- Сступает в буферный регистр и далеена информационные выходы устройства.Периодичность калибровки измерительных каналов задается оператором с СЭпульта ЭВМ. 5 ил.1 1307Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мажетбыть использовано для организации вво.да в ЭВМ информации от аналоговыхдатчиков, например от многодетекторных спектральных анализаторов.Цель изобретения - повышение точности устройства за счет уменьшениянестабильности и неидентичнасти характеристик измерительных каналов. 1 ОНа фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства; на Фиг. 2 и 3примеры технической реализации блоков управления и сопряжения соответственно; на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 5 - блок-схема алгоритмаЭВМ по обслуживанию работы устройства,Устройство содержит мультиплексор 1, усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, буферный регистр 4, формирователь 5 сигнала, блок 6 управления, регистр 7кода усиления, блок 8 памяти (ОЗУ)25и блок 9 сопряжения.На фиг. 2 обозначены триггер 10режима, формирователь 11 импульсов,первый элемент И 12, первый элемент ИЛИ 13, счетчик 14, дешифратор 15, триггер 6 цикла, два элемента 17 и 18 задержки, второй элемент И 19 и второй элемент ИЛИ 20.На Фиг. 3 обозначены приемопередатчики 21, селекторы 22 вывода, селекторы 23 ввода, элемент ИЛИ 24,элемент И 25, регистр 26 адреса, регистр 27 данных, триггер 28 управления и триггер 29 режима. Обозначения сигналов на фиг. 3 соответствуют интерфейсу канала микроЭВМ пЭлектроника".Устройство работает следующим образом.В режиме "Измерение" проводитсяциклический опрос входных каналов. Врежиме "Калибровка" производится измерение коэффициентов усиления эталонного сигнала формирователя 5 покаждому каналу, при необходимостикорректировка этих коэффициентов изанесение их в ОЗУ 8.Рассмотрим работу устройства поблок-схеме алгоритма на Фиг, 5.После пуска программы операторв соответствии с.требованиями проводимого эксперимента задает с терминала общее число циклов измерений и 96 2периодичность калибровки. Затем ЭВМ через блок 9 записывает в ОЗУ 8 коды для режима калибровки (эти коды одинаковы для всех детекторов), Далее программа устанавливает систему в режим "Калибровка", в котором ЭВМ под управлением программы производит опрос детекторов, работающих от источника эталонного сигнала, выполняет расчет калибровочных коэффициентов для детекторов и производит запись калибровочных коэффициентов в ОЗУ 8. После этого программа задает режим "Измерение" (триггер Т 10 блока 6 управления устанавливается в "0") и дает информацию о готовности системы к измерениям оператору и на терминал. Оператор включает физическую установку (если ана не включена заранее). С установки поступает синхраимпульс СИ в блок 6 управления устройства. Программа проверяет наличие синхроимпульса по поступлению в блок 9 сигнала конца преобразования АЦП 3 (АЦП КП). Далее выполняется цикл опроса детекторов в режиме "Измерение" и подсчет числа выполненных циклов опроса. Затем программа проверяет необходимость калибровки. Если число выполненных циклов опроса соответствует заданному периоду калибровки, та программа снова записывает в ОЗУ 8 коды для калибровки, задает режим "Калибровка" и выполняет калибровку. Если же необходимости в калибровке нет, то программа проверяет все ли циклы опроса выполнены. После этого программа обрабатывает накопленную информацию и выдает результаты оператору на терминал.В режиме "Калибровка" из блока 9 в блок 6 управления поступает сигнал "Калибровка". По этому сигналу триггер режима устанавливается в1 и запускает формирователь 11. СигналЗапуск эталона" с второго выхода блока управления поступает на формирователь 5 сигнала. Эталонный сигнал воздействует на детекторы (источники информации). Сигналы с детекторов, соответствующие эталонному воздействию, в виде напряжений Ц-Ц,поступают на мультиплексор 1 каналов. Сигнал с Формирователя 11 через элемент ИЛИ 13 поступает на установочный вход двоичного счетчика 14. На выходе последнего устанавливается код номера первого опрашиваемогоЗавершается режим калибровки тем,что ЭВМ через блок 9 записывает в соответствующие ячейки ОЗУ 8 калибровочные коэффициенты для каждого измерительного канала,Блок 9 сопряжения работает в программном режиме. При обращении к внешнему устройству центральный процессорвыдает сигналы КВУ и КДА (01-12),обеспечивающие выбор любого регистравнешнего устройства, адрес когорогонаходится в пределах 160000-177776.Сигналы КСИА и КСИП обеспечивают синхронизацию, а сигналы КВвод" и КВывод" определяют какой цикл обращенияк каналу выполняется,При работе устройства центральныйпроцессор в цикле "Вывод" обращаетсяк триггеру 28 управления и записывает в него "1". Этим в ОЗУ 8 задаетсятакой режим адресации, при которомадрес ОЗУ 8 принимает из блока 9, ане из блока 6. Затем, обращаясь к регистру 26 адреса и регистру данных 27,центральный процессор заносит в ОЗУ 8коды для соответствующего режима работы. В триггер 28 записывается "0",что соответствует адресации ОЗУ 8 отблока 6. После этого центральный процессор, обращаясь к триггеру 29, переводит устройство или в режим "Калибровка" (если в ОЗУ 8 заносилисьодинаковые коды), или в режим "Измерение" (если в ОЗУ 8 заносились результаты калибровки),После окончания калибровки ЭВМблок 9 подает в блок 6 управлениясигнал режима Измерение". Этот сигнал устанавливает триггер 10 режимав ".0". Сигнал "Запуск эталона" неформируется, Высокий потенциал с инверсного выхода триггера 10 режимапоступает на первый вход элементаИ 12. Теперь синхроимпульс СИ от источника излучения (информации) черезэлементы И 12 и ИЛИ 13 поступает наустановочные входы счетчика 14, триггера 16 цикла и через элементы 18 и20 на вход запуска АЦП 3,Код номера канала с второй группывыходов блока 6 управления 6 поступает в ОЗУ 8. При работе системы в режиме измерения ОЗУ 8 работает в режиме считывания. Код номера канала используется как адрес. Из соответствующей ячейки ОЗУ 8 извлекается калибровочный коэффициент и переписываетсяв регистр 7. Код калибровочного коэф 3 1310796 канала, В блоке управления этот код поступает на дешифратор 15. Сигнал ДС 1 с дешифратора 15 поступает на мультиплексор 1 каналов. Напряжение Ц соответствующее эталонному воздействию на первый детектор (источник сигнала), подается на вход усилителя 2. В режиме калибровки коэффициент передачи усилителя 2 одинаков для всех каналов. С выхода усилите ля 2 напряжение 11 подается на вход АЦП 3.Сигнал с выхода элемента ИЛИ 13 также устанавливает в "1" инверсный выход триггера 16 цикла, Этим обес печивается цикл опроса всех источников информации и сигнал с выхода элемента ИЛИ 13 через элемент 18 задержки и элемент ИЛИ 20 в виде сигнала "Запуск АЦП" поступает на со, ответствующий вход АЦП 3. После окончания преобразования сигнал конца преобразования поступает на первый вход блока 9. Код результата преобразования с выхода АЦП 3 передает 25 ся в регистр 4. Блок 9 под управлением ЭВМ подает сигнал на управляющий вход регистра 4 и код результата передается из регистра в ЭВМ, последняя по этому коду рассчитывает калибровочный коэффициент для первого канала измерений.Сигнал "Конец преобразования" с выхода АЦП 3 поступает на второй вход блока 6 управления, Этот сигнал 35 поступает на счетный вход счетчика 14, и на выходе счетчика устанавливается номер следующего канала. Сигнал ДС 2 с дешифратора 15 открывает второй канал мультиплексора 1. Кроме того, сигнал конца преобразования поступает на элемент 17 задержки. Здесь он задерживается на время, необходимое для ввода в ЭВМ кода результата первого канала и его обработки по программе. С выхода элемента 17 сигнал поступает на второй вход элемента И 19. По первому входу элемент И 19 открыт сигналом с триггера 16 цикла на время опроса всех Б каналов. С выхода элемента И 19 сигнал через элемент ИЛИ 20 поступает на запуск АЦП 3.При опросе И-го канала сигнал дешифратора ДС сбрасывает триггер 16 цикла, после чего сигнал конца преобразования не поступает на запуск АЦП 3.10 1 г (ц фп 40 45 50 Фициента из регистра 7 поступает в усилитель 2 и соответствующим образом меняет его коэффициент усиления. Теперь напряжение Б с первого детектора - источника информации, поступает на вход АЦП 3 умноженным на калибровочный коэффициент, учитывающий индивидуальные особенности этого измерительного канала. Результат преобразования записывается в регистр 4, а сигнал конца преобразования, поступив в блок 6 управления, устанавливает в счетчике 14 номер следующего канала. По коду номера канала из ОЗУ 8 извлекается соответствующий калибровочный коэффициент и переписывается регистр 7. В усилителе 2 устанавливается соответствуюший коэффициент усиления. Напряжение П подается на вход АЦП 3 умноженным йа ко.и 1 фициент, Таким образом, производится опрос всех Б каналов и для каждого канала измеряемое напряжение умножается на калибровочный коэффициент, вычисле: - ный в режиме калибровки и записанный в ОЗУ 8.При опросе последнего 11-го канала сигнал с дешифратора 15,ЦС 11 сбрасывает триггер цикла, Зтим заканчивается цикл опроса всех 11 детекторов (источников информации).Новый цикл опроса начинается с приходом очередного синхроимпульса СИ,При длительном процессе измерения характеристики измерительных каналов могут изменяться.Для обеспечения стабильности характеристик каналов программа предусматривает повторение режимов 1(алибровка" через определенные иптервалы времени, Это позволяет менять калибровочные коэффициенты в ОЗУ 8 в соответствии с изменением характеристик каналов и, следовательно., компенсировать возникающие нестабильностиФормула изобретенияУстройство для ввода информации от аналоговых датчиков, содержащее мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, буферный регистр, блок управления и блок сопряжения, входывыходы которого являются управляющими, входами-выходами устройства, информационные входы мультиплексора являются информационными входами устройства, первый вход блока управления является синхронизирующим входом устройства, выхоцы первой группы блокауправления соединены с адресными входами мультиплексора, первый выходблока управления соединен с входомзапуска аналого-цифрового преобразователя, информационные выходы которого соединены с информационными входами буферного регистра, выходы которого являются информационными выходами устройства, выход сигнала Конца преобразования аналого-цифрового преобразователя соединен с вторым входом блока управления и первым входом блока сопряжения, первый выход которого соединен с управляющим входом буферного регистра, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью повышения точности устройства. за счет уменьшения нестабильности и неидентичности характеристик измерительных каналов,устройство со,цержит Формирователь сигнала, блок памяти, усилитель и регистр кода усиления, выходы которого соединены с управляющими входами усилцггеля, выход которого соединен с инФо 1 мационным входом аналого-цифрового преобразователя, выход мультиплексора соединен с информационным входомусилителя, второй вьгход блока управления соединен с входом Формирователя сигнала, выход которого является выходом эталонного сигнала устройства,вь;ходы второй группь. блока управлениясоединены с входами адреса чтения блока памяти, выходы которого соединеныс входами регистра кода усиления, второй выход, выходы первой группы ивьгходы второй группы блока сопряжениясоединены соответственно с управляющим входом, входами адреса записи иинформационными входами блока памяти,третий и четвертый вьгходы блока сопряжения соединены соответственно стретьим и четвертым входами блока уп -равления.каз 1891/44 Тираж 673 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и отк 113035, Москва, Ж, Раушская