Многоканальный преобразователь девиации сопротивления в код

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1689871 А(51)5 О 01 й 27/ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОПРИ ГКНТ СССР ТЕТРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ НЫИ ПРЕОБРАЗОВСОПРОТИВЛЕНИЯ нтрольможет нно-изельных ирение чет изиг.(56) Авторское свидетельство СССФ 1049826, кл. С 01 й 27/00, 1983,Авторское свидетельство СССМ 1411684, кл, 6 01 й 27/00, 1985,(54) МНОГОКАНАЛЬТЕЛЬ ДЕВИАЦИИКОД(57) Изобретение относится к коно-измерительной технике ибыть использовано в информациомерительных системах и измеритприборах, Цель изобретения - расшфункциональных возможностей за с мерения девиации сопротивления, Устройство содержит многовходовой сумматор-вычитатель 8, дополнительный блок 12 сравнения, управляемый инвертор 13, схему 14 считывания, инвертирующий сумматор 18, опорные резисторы 5-1, 5-25-п и ключи 3-1, 3-23-п в 1,2,п каналах. Причем первые выводы опорных резисторов 5-1,5- 2. 5-и соединены соответствен но с вторыми клеммами для подключения измеряемых резисторов 4-1,4-2.4-п и подключены к входам третьих ключей 3-1,3- 23-п, управляющие входы которых соединены соответственно с тактирующими выходами блока 19 управления и обработки информации. Устройство обладает более щирокими функциональными возможностями за счет многоканального измерения де- у виации сопротивления в код. 3 ил, 168987110 Изобретение относится к области электроиэмерительной техники и может быть использовано для измерения девиации сопротивлений резистивных датчиков,Цель изобретения - расширение функцио 1 альных возможностей преобразователя за счет возможности измерения девиации сопротивления.На фиг,1 приведена блок-схема многоканального преобразователя девиации сопротивления в код; на фиг.2 - структурная схема блока управления и обработки информации; на фиг,З - временная диаграмма, поясня 1 ощая работу устройства,Многоканальный преобразователь содержит И измерительных каналов, каждый из которых содержит ключи 1-1,1-2 ,1-п, 2-1, 2-2,2-п, 3-1, 3-2 ,З-п. клеммы для подключения измерительных резисторов 4-1, 4-2,4-п, опорные резисторы 5-1, 5 - 2 5 - и источник 6 постоянного тока, образцовый резистор 7, многовходовой сумматор-вычитатель 8, блок 9 интегрирования, разрядный ключ 10, основной блок 11 сравнения, дополнительный блок 12 сравнения, управляемый инвертор 13, схему 14 считывания, дополнительные ключи 15 и 16, триггер 17, инвертирующий сумматор 18, блок 19 управления и обработки информации, При ЭТОМ йх 1,8 х 2.Кхп - СОПРОТИВЛЕНИЯ ИЗМЕРИ- тельных резисторов 4-1,4-24-л;81 Я 2К - сопротивления опорных резисторов 5-1, 5-2",5-и; Во - сопротивление образцового резистора 7.Блок 19 управления и обработки информации содержит генератор 20 импульсоь, делитель 2 1 частоты, элемент 22 совпадения, распределитель 23 импульсов, триггеры 24 и 25, формирователь 26 импульсов разряда, ждущие мультивибраторь 27-29, блоки 30 и 31 сброса, блок 32 запуска, переключатель 33 "АВТ", элемент 34 сборки, ключ 35, счетчик 36 импульсов, блок 37 считывания информации (фиг.2),Блок 19 управления и обработки информации выдае 1 с выходов 1,2,п последовательность тактирующих импульсов длительностью Т 1,Т 2,Т(фиг.3.6, 3.7, 3,8), предназначенных для поочередного подключения выводов резисторов 5-1,5-2.5-п к источнику 6 постоянного тока и одновременно к соответствующим входам многовходового суммзтооа-вычитателя 8, с первого выхода- импульсы длительностью о 1 ЛО 21 оп (фиг.3.11), предназначенные для управления работой ключа 15, с второго выхода гп - импульсы.для управления разрядным ключом 10, с третьего выхода тимпульсы сброса для установкиб 15 20 25 30 35 45 50 55 триггера 17 в исходное состояние, четвертого выхода р - информацию о параметрах и номерах опрашиваемых датчиков, а на вход т 1 поступает информация с выхода триггера 17,Запуск устройства может осуществляться вручную или автоматически. В автоматическом режиме переключатель 33 "АВТ" будет находиться в замкнутом состоянии, Перед началом измерения осуществляется установка всех триггеров 17, 24 и 25, счетчика 36, распределителя 23 в нулевое состояние следующим образом,Сигнал с выхода блока 31 сброса в течение интервала времени тэ 2 (фиг,3,2), вырабатываемого ждущим мультивибратором 27, проходя через элемент 34 сборки, осуществляет сброс состояний счетчика 36, распределителя 23, триггеров 17,24 и 25. По заднему фронту импульса тэ 2 осуществляется переброс триггера 17 н состояние "1" (фиг;3,3), При этом на вход элемента 22 совпадения с момента т 1 поступает сигнал "1". На другой вход этого элемента подается сигнал с выхода делителя 21 (фиг.3,4),С выхода элемента 22 совпадения поступают импульсы на вход распределителя 23, Распределитель 23 импульсов выдает сдвинутые во времени тактирующие импульсы Т 1,Т 2,Тл (фиг,3.6, 3.7, 3.8), которые поступают нз тактирующие выходы блока 19 для последовательного управления клочами 1-1,1-2,.,1-п, 2-1,2-2,.,2-п, 3-1, 3-2,.,3-п. Одновременно с выхода элемента 22 совпадения подается "1" на второй вход второго триггера 25, С приходом первого тактирующего импульса (фиг.3,6) на управляющий вход ключей 1-1,2-1 и 3-1 они обеспечивают подключение вывода первого резистора 4-1 к источнику 6 постоянного -:.Ока и к первому суммирующему входу а сумматора-вычитателя 8. Второй вывод ре,истора 4,1, обьединенный с первым выводом опорного резистора 5-1, подключен к вычитающему входу Ь сумматора-вычитателя 8, на второй суммирующий вход с которого поступает напряжение, снимаемое с второго вывода резистора 5-1, который обьединен с первым выводом образцового резистора 7.На управляющий вход дополнительного ключа 15 в момент 11 (фиг,3,10) поступзе 1 сигнал, который открывает его и подает напряжение ОБО на вход инвертирующего сумматора 18, с выхода которого си;нзл подается на Один иэ входов блока 11 сравНЕНИя (фИГ.3,10), На ВХОД бЛОКа ИНтЕГрЛроВзния 9 подается ндпряжсние 1 ВОВ момент 12 (фиг, з,9 фикси."ется рз венство выходного напряжения блока 9 напряжения РФьДля этого момента будет справедливоравенствоХ оВос+ .о = оВоКь =- оВо (1)5где т- постоянная блока 9 интегрирования;т о - время заряда блока 9 интегрирования до напряжения -оВоКь;Оо - начальное выходное напряжение блока 9 интегрирования,Кь - коэффициент передачи инвертирующего сумматора 18, Кь=-1.В момент 12 на выходе блока 11 сравнения формируется сигнал "1", который перебрасывает триггер 17 в состояние "1" (фиг,3.12), Выходной сигнал триггера 17 поступает на вход блока 19 управления и обработки информации, формируя с выхода К сигнал (фиг,3.11) для управления работой ключа 15, а с выхода 1 импульс.сброса, поступающий на другой раздельный вход триггера 17 для установки его в исходное состояние. Одновременно сигнал с выхода триггера 17 поступает на управляющий вход ключа 16, осуществляя подключение напряжения с выхода управляемого инвертора 13 (о ЛВКсь) на вход блока 18, где Ксь - коэффициент передачи сумматора-вычитателя 8,С помощью блоков 19 и 12 осуществляется изменение полярности напряжения с выхода многовходового сумматора-вычитателя 8 таким образом, что полярность напряжения с выхода управляемого инвертора 13 будет совпадать с полярностью напряжения с выхода резистора 7(Во). Так при положительном знаке девиации ЛЯ 1 КсЬ =1.На выходе многовходового сумматоравычитателя 8, начиная с момента т 1, устанавливается напряжение Ось (фиг.3.10), которое равняетсяОсь=о(Вх 1+В 1+Во)-2 о(Во+В 1) + оВо == о ЛВКсь Вх 1=В 1+ ЛВ 1,где ЛВ 1 - девиация в первом канале.Можно показать, что начиная с момента 12 на выходе инвертирующего сумматора 18 появляется напряжение о(В,+ Л В 1 Ксь)Кь. Теперь заряд блока 9 интегрирования продолжается до тех пор, пока не будет выполнено равенство1 Фх 1(2)где Ь 1 - время заряда блока 9 интегрирова- НИЯ От ЗНаЧЕНИЯ -оВ, ДО -о(Во+ ЛВ 1), РаВНОЕ т 2 - с 1 (фиг,3.12),В момент тз происходит срабатываниеблока 11 сравнения, который осуществляет переброс триггера 7 в состояние "0", что вызывает закрывание ключей 15 и 16. Одновременно выходной сигнал триггера 17 поступает на вход блока 19 управления и обработки информации и позволяет сформировать с первого выхода 1 в момент 1 з импульс, обеспечивающий закрывание ключа 15.Из выражений (1) и (2) следует, чтоМ т Ксь Кь ЛВ гТх 1ГДЕ 1 х 1 - ИЗМЕРЯЕМЫЙ ИНтЕРВаЛ ВРЕМЕНИ,пропорциональный девиации ЛВ в первом канале, =1,В момент времени т 2 осуществляетсяоткрывание ключа 35 и счетные импульсыпоступают с выхода генератора 20 импульсов на вход счетчика 36 импульсов, которыйперед началом измерения при поступленииединичного сигнала на шину сброса был установлен в исходное состояние,По заднему фронту сигнала триггера 17,поступающему на управляющ 1 лй вход блока37 считываний информации, обеспечивается считывание кодовой информации с выхода счетчика 36 и тактирующих выходовблока 19 управления и обработки информации о номере опрашиваемого датчика навход ЭВМ, После считывания информациичерез интервал тсч 1(фиг,3,13), формируемыйждущим мультивибратором 28, осуществляется сброс состояний триггеров 17,24 и 25,счетчика 36, распределителя 23. По заднемуфронту импульса тсч 1(фиг.3.13) блок 31 сброса осуществляет формирование импульсасброса, который, проходя через элемент 34сборки, осуществляет сброс состояний триггеров 17, 24 и 25, счетчика 36, распределителя 23, Дальнейшая работа устройства поизмерению девиации сопротивления в остальных каналах происходит аналогичнымобразом.Сигнал с выхода элемента 34 сборкиосуществляет в блоке 26 формирование сигнала на выходе блока 19, который поступаетна управляющий вход разрядного ключа 10для осуществления разряда блока 9 интегрирования,Таким образом, устройство позволяетосуществлять многоканальное преобраэо 1689871ЛВг Мл =- : - . ВоТэ С 5) вание девиации сопротивлений в код, Значение кода (фиг.3,14), зафиксированное приопросе первого канала, будет равно где Тэ - период генератора 14,,цля и-го канала соответственно будемиметь где К - число импульсов в счетчике 38), пропорциональное дег)иации резистора 5-п.После опроса и-го датчика по заднему фронту сигнала Тп(фиг,3,8) с выхода распределителя 19 осущес гвляется возврат триггера 25 в исходное состояние, Через интервал времени аз), вырабатываемый ждущим мультивибратором 27 при замкнутом положении переключателя 33 "АВТ", осуществляется подача разрешающего сигнала на блок 32 запуска, который через блок 31 сброса в течение интервала времени тзг выполняет сброс состояний триггеров 17, 24 и 25, счетчика 36, распределителя 23.По заднему фронту сигнала с выхода триггера 17, поступающему на управляющий вход схемы 14 счить 5 оания, обеспечивается считывание информации о знаке девиации Л К с выхода 8 схемы 14 считывания,Таким образом, устройство обладает более широкими функциональными возможностями за счет многоканальных измерений девиации сопротивления и может быть широко использовано о автоматизированныхх информационно-измерительных системах ко 55 троля и измерения параметоов обьекга,Формула изобретения Многоканальный преобразователь девиации сог 5 ротивления в код, содержащий источник постоянного тока, основной блок сравнения, блок интегрирования, блок управления и обработки инфоомации, разрядный ключ, образцовый резистор, триггер, п измерительных каналоо, каждый из которых содержит клеммы для подключения измеряемого резистора и два ключа, выход первого из которых соединен с входом второго и первой клеммой для подключения измеряемого резистора в каждом канале, входы первых клк)чей подключе)5 ь 5 к Одному выводу источника постоянного тока, а их управля)о 10 15 20 г 5 30 35 40 45 50 55 щие входы соединены с тактирующими выходами блока управления и обработки информации, выходы вторых клю 58 Й в какдом из каналов обьеди 5 чены, два дополнлтельных кл 5 очэ, управляющиЙ ВхОд первого дополнительного ключа соединен с первым выходом блока управления и обработки информации, второй выход которого соединен с упраВляющим ВхОдОм рээ)ядного ключа,подключенного параллельно блоку интегрирования, вход которого соединен с первым вь 5 водом образцового резлстора, соединенным с входом первого дополнительного ключа, второй вывод которого, г)одключенный к другому выгоду источника постоянного тока, подсоединен к общей шине, а Выход блока интегрирования подключен к одному из входов основного блока сравнения, выход которого соединен со счет ным входом триггера, другой вход которого подключен к трегьему выходу блока управления и обработки информации, а выход триггера, соединенный с управляющим входом второго дополнительного ключа, обьединен с входом блока управления и обработки информации, четвертый выход которого соединен с выходом преобразователя, о т л и ч э ю - щ и й с я тем, что, с целью расширения функциснальных воэможностей за счет измерения девиации сопротивления, в него дополнительно введены многовходовой сумматор-вычитатсль, дополнительный блок сравнения, схема считывания, управляемый инвертор, инвертиру.ощий суммаГор, опорный резистор и третий кл 5 оч в какдом из каналов, причем первые выводы опорных резисторов соедлнены соответственно с вторыми клеммами для подклк)чения измеряемых эеэисторов в каждом ,а але и подключены к входам третьих клю-.эй, управляюгдие входы которых соединен,5 с тактирующими выходами блока,равления и обработки информации, а их вь 5 ходь 5 обьединены и подкл 5 очены к Вь 5 чит;)ющему входу многовходового сумматораВь 5 читателя, первь 5 й суммирующий Вход которОГО пОДключен к Обь 8 диненным Выходам первых ключей, второй суммиру 5 ощий вход - к первому выводу образцового резиСТОРд, Э ВЫХОД МНОГОВХОДОВОГО СУММЭТО- ра-вычитателя соединсн с входами управляемого инверторэ идопол 5 ительного блока сравнения, выход которого соединен с уп ра Вля югцим вхОдсм управляемого инвертора и информацион;5 ым входом схемы считывания, э выход уГ 5 равляемОГО и 5 Вег)ТОРЭ СО 8 ДИНен С РХОДОМ ВТО,)ОГО ДОПОЛНИТВЛЬНОГО КЛОЧЭ, ПОДКЛ 5 ОЧЕ;5 НОГР ВЫ- хОдОм к и е) ь о м у В х Оду;5 в е р и и) у ю ш Р го сумматора, вторые выРОД: Опооных реэи 1689871 10старое вкаждом иэ каналов объединены и подключены к первому выводу образцового резистора, выход первого дополнительного ключа подключен к второму входу инверти- г рующего сумматора, соединенному выходом с другим входом основного блока сравнения.1 б 89871 оставитель Н.Шияновехред М.Моргентал Корректор М Е,Папп еда имишинец гарина, 101 Производственно-издательский комбинат "Патент",г, Ужгород Заказ 3810 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5