Устройство цифрового программного управления для измерения теплофизических характеристик материалов

 

Изобретение относится к области измерений теплофизических характеристик материалов, в частности к устройствам для измерения и непрерывного контроля коэффициентов теплопроводности и температуропроводяости жидких и твердых материалов, и может быть использовано в машиностроительной , химической и других отраслях народного хозяйства. Целью изобрете- 1ШЯ является расширение диапазонов, повьш1ение точности и достоверности результатов измерений. Устройство цифрового программного управления для измерения теплофизических характеристик материалов содержит распределительный блок, блок управления, генератор тактовых импульсов, перепрограммируемьй блок памяти, мультиплексор , аналого-цифровой преобразователь , постоянно запоминающий блок, усилитель постоянного тока, формирователь команд, коммутатор каналов, блок хранения программ, блок стабилизации напряжения, измерительный зонд и исполнительный блок. Данное устройство обеспечивает возможность реализации различных способов определения теплофизических характеристик путем изменения программного обеспечения и применения различных измерительных зондов. 2 ил. с S (Л оо vi

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (дц 4 G 05 В 19/!8

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3910285/24-24 (22) 11.06,85 (46) 23.03.87. Бюл, М 11 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) В.И.Ляшков, Е,И.Глинкин, Ю.Л,Муромцев, В.Н.Черньппев, В.Н.Грошев и В.В.Обухов (53) 62-50,3 (088.8) (56) Фесенко А.И. Цифровые- устройства для определения теплофиэических свойств материалов. М.; Машиностроение, 1981, с. 239.

Авторское свидетельство СССР

М 1034483, кл. G 01. N 25/18, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ЦИФРОВОГО ПРОГРАЮЯОГО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКРХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области измерений теплофизических характеристик материалов, в частности к устройствам для измерения и непрерывного контроля коэффициентов теплопроводности и температуропроводности

) жидких и твердых материалов, н может

„„SU„1298713 А 1 быть использовано в машиностроительной, химической и других отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является расширение диапазонов, повьппение точности и достоверности результатов измерений. Устройство цифрового программного управления для измерения теплофиэических характеристик материалов содержит распределительный блок, блок управления, генератор тактовых импульсов, перепрограммируемый блок памяти, мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, постоянно запоминающий блок, усилитель постоянного тока, формирователь команд, коммутатор каналов, блок хранения программ, блок стабилизации напряжения, измерительный зонд и исполнительный блок. Данное устройство обеспечивает возможность реализации различных способов определения теплофиэических характеристик путем изменения программного обеспечения и применения различных измерительных зондов. 2 ил.

1298713

Изобретение относится к области измерений теплофизических характеристик (ТФХ) материалов, в частности к устройствам для измерения и непрерывного контроля коэффициентов теплопроводности Л и температуропроводности,0 жидких и твердых материалов, и может быть использовано в машиностроительной, химической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Целью изобретения является расширение диапазонов измерения, повышение точности и достоверности результатов измерений.

На фиг.l приведена схема устройства с цифровым программным управлением для измерения теплофиэических характеристик твердых и жидких материалов; на фиг,2 — типовая термограмма опыта.

Устройство состоит из распределительного блока 1, блока 2 управления микропроцессора, генератора 3 тактовых импульсов, перепрограммируемого блока 4 памяти (ППЗБ) мультиплексора т

5, аналого-цифрового преобразователя 6, блока 7 индикации и регистрации (БИР), постоянно запоминающего блока

8, усилителя 9 постоянного тока, исполнительного блока 10 формирователя II команд, коммутатора 12 каналов, блока 13 хранения программ, блока 14 стабилизации напряжения и измерительного зонда 15, Блок 1 содержит распределители импульсов, организованные на регистрах, позволяющие вводить в ППЗБ 4 программу, записанную на языке команд микропроцессора.

Блок 2 управления микропроцессора последовательно отрабатывает команды программы, хранящейся в блоке

4, выполняя при этом некоторые служебные сервисные операции (например выдает команду мультиплексору 5 передать очередной оператор программы на отработку илй прочитать в блоке 4 содержимое некоторой ячейки и передать его в блок 8 на обработку).

Генератор 3 тактовых импульсов формирует тактовые импульсы опорной частоты для синхронизации функционирования блока 2 управления микропроцессора и преобразования аналогового сигнала в код АЦП 6.

Перепрограммируемый блок 4 памяти служит для хранения рабочей программы блока 2 микропроцессора, для записи и хранения числовой информации, вводимой для начала выполнения программы через распределительный блок 1, 5 а в процессе выполнения программычерез мультиплексор 5 иэ АЦП 6, По командам блока 2 здесь же может производиться перезапись этой информации из одного регистра памяти в другой.

®0 Мультиплексор 5 представляет собой управляемый по командам 2 электронный коммутатор, обеспечивающий передачу информации от входных к выходным каналам.

В аналого-цифровом преобразователе

6 аналоговая информация переводится в цифровые коды.

Блок 7 индикации служит для визу20 ального наблюдения вводимой программы, констант и результатов расчета, а также для регистрации расчетных значений в протоколах измерений.

Основу блока составляют цифровой индикатор и цифропечатающее устройство.

Б постоянно запоминающем блоке 8

:жестко "прошиты" сервисные подпрограммы, выполнение которых по команЗО дам из блока 2 управления обеспе,чивает отработку;ряда специальных процедур, необходимых для управления работой блоков 7 и 11, Здесь же

"прошита" подпрограмма, управляющая работой канала предварительной обработки и записи исходной измерительной информации.

Усилитель 9 постоянного тока обеспечивает усиление сигналов, посщ0 тупающих от датчиков измерительного зонда 15 до нормированного уровня

AlgI 6.

Исполнительный блок 10 представля— ет собой электромеханические уст45 ройства (эл. двигатели, эл.магниты и т.п.), сопряженные с измерительным зондом 15, обеспечивающие выполнение несложных механических манипуляций (замену образцов, перемещение р зонда и т.п.), К ним же относятся и дополнительные охранные нагреватели системы термостатирования образцов.

Формирователь 11 команд, получая из блока 8 некоторые цифровые коды, дешифрует их с помощью дешифратора и формирует упРавляющие электрические сигналы необходимого уровня на блок

14, коммутатор 12 каналов и исполнительный блок 10. Конструкция его

1298713

Последующая обрабртка может сос-, таять или в выполнении расчетов значений A и а по формулам математической модели способа, или в перезаписи измерительной информации в другие регистры памяти блока 4 для ее дальнейшего хранения. А н первый, второй и т.д. регистры системой автоматического упранления экспериментом может быть записана измерительная информация, снятая через некоторый промежуток нремени dr, после первой записи, причем этот промежуток d< может содержит, например три последователь-, но включенных элемента: дешифратор кодов, фиксаторы и источник тока.

В простейшем случае s качестве фиксаторов можно использовать двухобмоточнае поляризованные реле, имеющие обмотки прямого включения и отбоя, При подаче на вход дешифратора первого двоична-десятичного (!-2- t0

4-8), кода, который в системе команд управления означает, например, Включить исполнительное устройство !! - на выходе дешифратора формируется единичный позиционный код, т,е. на 15 разряде 1 появится импульс, который, пройдя через обмотку "Вкл." реле РПС, переключит средний контакт в положение Вкл." и тем самым включит исполнительное устройство М 1. 20

Когда же на вход дешифратора поступит втордй код, который в системе наших команд управления означает

Выключить исполнительное устройство

Ф I" на выходе дешифратора на разряде "2" появится импульс. Этот импульс пройдя через обмотку "Выкл.", перебросит контакт РПС в положение Выкл", и тем самым выключит первое исполнительное устройство. 30

I м.

Коммутатор 12 каналов обеспечивает последовательное подключение каналов с измерительным зондом 15 ко входу усилителя 9 постоянного тока по управлгющим сигналам, поступающим в

35 него иэ формирователя ll команд. В качестве такого блока может служить и коммутатор, Блок 13 хранения программ служит для долговременного хранения пакета программ, записанных на языке микро/процессора и реализующих тот или иной способ определения теплофизических характеристик (ТФХ). Хранение возможно на механических, магнитных или электронных носителях, т.е. это периферийное устройство микропроцессора.

Блок 14 стабилизации напряжения представляет собой источник напряжения, включающий электронные реле, управляемые сигналами, поступающими от формирователя !1 команд.

Устройство ориентировано на работу с различными измерительными зондами 15 (ИЗ) конструкция которых зависит от реализуемого устройством способа определения ТфВ, свойств исследуемого вещества (жидкое, твердое), 4 целей эксперимента (единичные измерения, непрерывный контроль) и других условий. В общем случае ИЗ может содержать несколько датчиков исходной информации (термопары, датчики теплового потока и др.), иметь один или несколько рабочих нагревателей, охранные нагреватели, а также другие исполнительные блоки 10, Айтоматическое управление экспериментом организуется в устройстве программными средствами.

Канал переработки исходной измерительной информации работает следующим образом.

Процедура упранления каналом предварительной обработки и записи измерительной информации, прошитая н постоянно запоминающем блоке 8, обеспечивает выдачу в формирователь

ll команд цифровых кодов, по которым ан выдает сигналы на коммутатор 12 каналов. Последний подклк1чает к усилителю 9 постоянного тока первый выходной канал измерительного зонда 15. При этом аналоговый сигнал от измерительного зонда 15 усиливается в блоке 9 и преобразуется в цифровую информацию в АЦП 6. После этого он по команде иэ постоянно запоминающего блока 8 записывается в первый (условно) регистр памяти бло-: ка 4. Далее по коду иэ постоянно запоминающего блока 8 формирователь 11 команд заставляет коммутатор 12 каналов подключить к усилителю 9 постоянного тока второй выходной канал измерительного зонда 15, а цифровая информация иэ АЦП 6 будет записана во второй регистр памяти блока 4, Цикл повторится столько раз, сколько каналов было указано в соответствующем коде, введенном в перепрограммируемый блок памяти 4 перед нача-, лом измерений.

1298713 быть предварительно задан записью в блок 4 и отработан обращением к подпрограмме, прошитой в постоянно запоминающий блок 8.

Поскольку операторы обращения к этим специальным подпрограммам, прошитым в постоянно запоминающем блоке 8, можно доставить в любое место программы, возникает возможность в любое время в процессе реализации >0 программы блока 2 управления провести измерение и запись в перепрограммируемый блок 4 памяти измерительной информации, а также выдать команды управления, в том числе и по результатам обработки этой информации в блоке 2 управления. Например, запустив специальным оператором канал предварительной обработки и записи информации, записать температу- Z0 ру термостатирующего устройства измерительного зонда 15, и, сравнив ее значение с предыдущим, выдать команду на включение охранного нагревателя, если температура понизилась, и команду на выключение его, если температура повысилась.

Таким образом, средствами языка блока управления (микропроцессора) можно смоделировать практически лю- ЗО бой алгоритм проведения эксперимента и управления дополнительными исполнительными устройствами. При выполнении такой программы блок 2 управления через блок 8 и формирова- 35 тель ll команд физически реализует эту модель с помощью блоков 14, 10 и коммутатора 12 каналов. При этом расчет значений h и а по формулам математической модели составит лишь фрагмент (как правило завершающий) общей программы реализации отрабатываемого способа определения ТФХ. Для реализации другого способа определения ТФХ достаточно заменить (при необходимости) измерительный зонд

15 и через распределительный блок 1 ввести другую программу, предусматривающую отработку другого алгоритма проведения эксперимента, другие внешние манипуляции, другую математическую модель для расчета и а .

Устройство работает следующим образом. 55

Перед началом измерений экспериментатор устанавливает необходимый измерительный зонд 15, датчики кото.рого подключает к входным клеммам коммутатора 12 каналов, рабочие нагреватели — к блоку стабилизации напряжения, а блок 10 — к формирователю

11 команд. Из блока 13 выбирается соответствующая программа и через распределительный блок l вводится в перепрограммируемый блок 4 питания.

Туда же вводятся некоторые константы устройства, опрецеляемые его калибровкой на эталонных материалах, а также специальные коды, определяющие степень использования отдельных подпрограмм, "прошитых" в постоянно запоминающий блок 8.

Производится запуск в работу блока 2 управления и все дальнейшие операции выполняются автоматически при последовательной обработке тех операторов, которые были записаны в программе. В частности, при отработке операторов, содержащих обращения к

"прошитым" в блоке 8 процедурам, будут включаться или выключаться рабочие нагреватели измерительных зондов

l5 канал предварительной обработки и записи измерительной информации или исполнительный блок 10. Так будут выполнены все операции, обеспечивающие осуществление заданного программой эксперимента, после чего записанная в перепрограммируемый блок 4 памяти исходная измерительная информация будет обработана в канале последующей обработки по формулам математической модели, реализованной с помощью программы способа измерений

ТФХ, и результаты обработки в виде численных значений коэффициентов h и а будут по очереди индицированы или зарегистрированы в блоке 7 индикаций и регистрации. После этого блок

2 управления остановится и устройст во будет готово для проведения экс— перимента со следующим образцом такого же типа.

Формула изобретения

Устройство цифрового программного управления для измерения теплофизических характеристик материалов, содержащее последовательно соединенные блок хранения программ, распределительный блок, перепрограммируемый блок памяти, мультиплексор и блок управления, а также усилитель постоянного тока, выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового

1298 преобразователя, блок индикации и регистрации, постоянно запоминающий блок, первая шина которого соединена с второй шиной мультиплексора, блок стабилизации напряжения, измерительный зонд и исполнительный блок, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазонов измерения, повышения точности и достоверности результатов измерений, введе- 10 ны генератор тактовых импульсов, коммутатор каналов и формирователь команд, первый выход которого соединен с исполнительным блоком, второй выход — со входом блока .стабилизации 15 напряжения, третий выход — с первым

713 8 входом коммутатора команд, второй вход которого подключен к выходу измерительного зонда, а выход — к входу усилителя постоянного тока, первый выход генератора импульсов соединен с вторым входом аналого-циф.рового преобразователя, выход которого соединен с третьим входом аналого-цифрового преобразователя, второй выход генератора импульсов подключен к второму входу блока управления, вход блока индикации и регистрации соединен с первым выходом пос-. тоянно запоминающего блока, второй выход которого подключен ко входу формирователя команд.!

298713

Составитель И.Швец редактор Н.Егорова Техред И.ПоповиЧ

Корректор М,Самборская

Заказ 886/49 Тираж 864 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

-Производственно-полиграфическОе предприятие, r.Óæroðoä, ул.Проектная,4

Устройство цифрового программного управления для измерения теплофизических характеристик материалов Устройство цифрового программного управления для измерения теплофизических характеристик материалов Устройство цифрового программного управления для измерения теплофизических характеристик материалов Устройство цифрового программного управления для измерения теплофизических характеристик материалов Устройство цифрового программного управления для измерения теплофизических характеристик материалов Устройство цифрового программного управления для измерения теплофизических характеристик материалов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области автоматизации технологического оборудования , в частности, металлорежущих станков, работающих с участием оператора

Изобретение относится к системе управления серводвигателем

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обеспечения конфиденциальности сведений, содержащихся в управляющей программе для станков с числовым программным управлением, во время ее передачи по каналам связи

Изобретение относится к анализаторам , применяемым в радиоизмерительной технике

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике

Данная группа изобретений относится к средствам контроля за процессами обеспечения безопасности. Технический результат заключается в повышении надежности контроля. Для этого предложена система контроля выходного модуля, содержащая выходной модуль для формирования управляющего сигнала в ответ на входной сигнал, контрольный модуль для формирования входного сигнала для выходного модуля, выходное устройство для выдачи выходного сигнала в ответ на управляющий сигнал и устройство пропускания для недопущения выдачи выходного сигнала, при этом контрольный модуль выполнен с возможностью выдачи команды устройству пропускания на недопущение выдачи выходного сигнала при наличии расхождения между управляющим сигналом и ожидаемым на основании входного сигнала управляющим сигналом, причем устройство пропускания для недопущения выдачи выходного сигнала выполнено с возможностью прерывания управляющей или информационной шины выходного устройства. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство очистки решетки относится к механическим решеткам и может быть использовано при очистке сточных вод от механических примесей. Устройство очистки решетки содержит электропривод устройства очистки решетки, снабжено датчиком остановки движения устройства очистки решетки, блоком автоматического управления, содержащим программируемый контроллер, преобразователь частоты электропитания электропривода устройства очистки решетки, один из входов программируемого контроллера соединен с выходом датчика остановки движения устройства очистки решетки, а один из выходов программируемого контроллера соединен со входом преобразователя частоты, один из выходов которого соединен со входом электропривода устройства очистки решетки. Усовершенствование позволяет автоматизировать работу устройства очистки решетки, повысить качество очистки решетки от механических примесей, снизить долю ручного труда по очистке решетки, своевременно устранять и предупреждать наступление аварийной ситуации, управлять работой электропривода устройства очистки решетки как в ручном, так и автоматическом режимах его работы в составе АСУТП. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к диагностике различных электронных продуктов. Технический результат - более точная настройка диагностики параметра, который является причиной неисправности, на основе информации о временной метке. Устройство для диагностики электронного продукта включает в себя множество датчиков для мониторинга параметров, ассоциированных с продуктом; множество конверторов для преобразования аналоговых сигналов в цифровые сигналы; модуль обработки для определения аномальных состояний параметров на основе сравнения цифровых сигналов с пороговыми значениями параметров; модуль памяти, хранящий информацию, ассоциированную с аномальными состояниями параметров и интерфейс связи. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Программно-аппаратный комплекс контроля параметров радиостанций Р-168-25У (ПАК) включает в себя набор управляемых посредством ПЭВМ аппаратных средств, предназначен для оборудования рабочих мест настройки радиостанций (PC) и контроля их параметров при проведении приемосдаточных испытаний (ПСИ). Технический результат заключается в увеличении функциональных возможностей комплекса по оценке качества радиотракта проверяемых радиостанций при передаче и приеме кодированных сигналов и телеметрической информации. В программно-аппаратный комплекс контроля параметров радиостанций Р-168-25У, содержащий управляемый источник питания, устройство контроля тока и напряжения, устройство переходное, ПЭВМ, принтер и преобразователь интерфейса, дополнительно введены: автоматизированный пульт проверки, включенный между входами и выходами проверяемой радиостанции, сервисного монитора и ПЭВМ, и измеритель коэффициента ошибок, сигнальный выход которого соединен с входом внешней модуляции сервисного монитора, регистрирующий выход измерителя коэффициента ошибок соединен с ПЭВМ, а его сигнальный вход с соответствующим выходом автоматизированного пульта проверки. 1 ил.

Изобретение относится к идентификации и устранению неисправностей в транспортных средствах. Система обеспечения диагностической информации о неисправности транспортного средства содержит блок приема и обработки кодов неисправности и выдачи диагностической информации. Каждый код связан с уникальным идентификатором. Система содержит базу данных с группой элементов информации, каждый из которых относится к определенному коду неисправности. Блок обработки динамически формирует диагностическую информацию о неисправности на основании принятого кода неисправности и элемента информации, относящегося к нему, из базы данных. Если от транспортного средства принимают более одного кода, блок обработки формирует информацию о неисправности на основании элемента информации, относящегося к текущему коду неисправности и элемента информации, относящегося к другому из упомянутых принятых кодов неисправности. Повышается точность предоставления информации. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области управления движением поездов. Способ контроля режимов эксплуатации локомотивов заключается в сборе информации о работе локомотива бортовой микропроцессорной системой управления локомотивом, передаче указанной информации в централизованный блок анализа данных и ее обработке с помощью указанного блока. Результаты статистической обработки, проведенной централизованным блоком анализа данных, в виде выявленных инцидентов направляют на сервер единой системы мониторинга. Система мониторинга выполнена с возможностью формирования команды для системы разработки, с помощью которой разрабатывают алгоритм предотвращения нарушений режимов эксплуатации и компилируют новую версию программного обеспечения на основе указанного алгоритма. Затем указанную версию программного обеспечения устанавливают на бортовых системах управления локомотивами. Технический результат заключается в повышении эффективности эксплуатации железнодорожного транспорта. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Наверх