Многоканальный преобразователь сопротивления в код

 

Изббретение может быть использовано в информационно-измерительных системах и измерительных приборах для .измерения активных сопротивлений. Многоканальный преобразователь (МКП) сопротивления в код содержит источн1-1К 1 постоянного тока, блок (Б) 11 сравнения , Б интегрирования, п каналов, каждьй из которых содержит ключи 2- 1 - 2-п, 3-1 - 3-п, клеммы для подключения измеряемьк резисторов 4-1 - 4-п, образцовый резистор 5, инвертор 10, триггер 12, разрядный ключ 7, Б 13 управления и обработки информации , электрическая схема которого приведена в описании изобретения. МКП имеет высокую точность преобразования . 1 з.п. ф-лы, З.ил,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 G 01 R 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4115518/24-21 (22) 10.06.86 (46) 23.07.88. Бюл. М 27 (72) Л. И. Макеева (53) 62!.317.331(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 847225, кл. G 01 R 27/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР

Р 530446, кл. Н 03 M 1/50, 1976. (54) МНОГОКАНАЛЬНЬ1Й ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

СОПРОТИВЛЕНИЯ В КОД (57) Изббретение может быть использовано в информационно-измерительных системах и измерительных приборах для

ÄÄSUÄÄ 411684 А 1.измерения активных сопротивлений, Многоканальный преобразователь (МКП) сопротивления в код содержит источник постоянного тока, блок (Б) ll сравнения, Б интегрирования, и каналов, каждый из которых содержит ключи 21 — 2-п, 3-1 — З-п, клеммы для подключения измеряемых резисторов 4-1

4-п, образцовый резистор 5, инвертор

10, триггер 12, разрядный ключ 7, Б 13 управления и обработки информации, электрическая схема которого приведена в описании изобретения .

MKII имеет высокую точность преобразования. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

l 4 l l 684

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах и измерительнь х приборах для измерения активных сопротивлений.

Цель изобретения — повышение точности преобразования.

На фиг. 1 приведена блок-схема многоканального преобразователя сспротивления. в код, на фиг. 2 — струк турная схема блока управления и обработки информации; на фиг. 3 — временная диаграмма, поясняюшая работу преобразователя.

Многоканальный преобразователь содержит источник l постоянного тока, п каналов, каждый из которых содержит ключи 2-1 — 2-п и 3-1 — З-п, клеммы для подключения измерительных резисторов 4-) — 4-п, образцовый резистор 5, интегратор б, разрядный ключ 7, дополнительные ключи 8 и 9, инвертор 10, блок ll сравнения, триггер 12 и блок 13 управления и абра ботки информации. R,-R — сопротивления измерительных резисторов 4-1

4-и соответственно в каналах с первого но п-й1 К вЂ” сопротивление образцового резистора 5 (фиг. 1).

В многоканальном преобразователе выходы первых ключей 2-1 — 2-n coe(, динены с входами вторых ключей 3-1

3-и и с первыми клеммами для подключения измерительных резисторов соответственно, а управляющие входы первых ключей в каждом из каналов подключены соответственно к тактирующим выходам блока 13 управления и обработки информации, Управляющий вход разрядного ключа 7 соединен с вторым выходом блока l3 управления и обработки информации. Входы первых ключей 2-1 — 2-п соединены с незаземленным выводом источника 1 постоянного тока, заземленный вывод которого соединен с одним из выводов образцового резистора 5, подключенного другим выводом к вторым клеммам для подключения измерительных резисторов 4-1

4-п к входам интегратора 6 и первого дополнительного ключа 9, выход которого соединен с входом интегратора )О и выходом второго дополнительного ключа 8, вход которого соединен с выходами вторых ключей 3-)

З-п.

Выход инвертора 10 соединен с одним входом блока ll сравнения, другой вход которого подключен к выходу интегратора 6, а выход блока )1 сравнения соединен со счетным входом триггера 12, вход сброса которого и управляющий вход первого дополнитель" ного ключа 9,соединены соответственна с третьим и первым выходами блока

13 управления и обработки информации, вход которого соедИнен с выходом

1 триггера )2 и с управляющим входом второго дополнительного ключа 8.

15 Блок )3 управления и обработки информации содержит генератор )4 импульсов, делитель )5 частоты, элемент

)б совпадения, распределитель )7 импульсон, триггеры )8 и )9, формирователь 20 импуль"ов разряда, ждущие мультивибраторы 2)-23, блоки 24 и 25 сброса, блок 26 запуска, переключатель 27 ABT элемент 28 сборки, ключ

29, счетчик 30 импульсов и блок 3) считывания информации.

Выход генератора )4 импульсов соединен с входам ключа 29 и через дели. тель 2 5 частоты - одним из входов элемента )6 совпадения, другой вход которого соединен с выходом первого триггера )8, Выход эЛемента )6 совпадения подключен к входу распределителя 17 импульсов, выходы которого соединены с информационными входами блока 3) считывания информации и являются тактирующими выходами бЛока

)3, Входы "Сброс" счетчика 30 импульсов и второго триггера )9 соединены с выходом элемента 28 сборки и явля40 ются вторым выходом блока )3 управления и обработки информации. п-й выход распределителя )7 импульсов соединен со счетным входом первого триггера 18 и через ждущий мультивибратор 22 и переключатель ?7 АВТ с входом блока 26 запуска. Первый выход блока 26 запуска через ждущий мультивибратор 23 подключен к входу

"Запуск" первого триггера 18, второй через первый блок 25 сброса— к входам "Сброс" первого триггера

18 и распределителя 17 импульсов и первому входу элемента 28 сборки, второй вход которого подключен к выходу второго блока 24 сброса. Вход блока 13 соединен с втарым входом второго триггера )9, с управляющими входами ключа 29 и блока 3) считывания информации и с входом второго

1411684 ждущего мультивибратора 2l, вход которого соединен с входом второго блока 24 сброса. Выход ключа 29 подключен к входу счетчика 30 импульсов, выход которого соединен с вторым информационным входом блока 31 считывания информации, выход которого является четвертым выходом блока 13 управления и обработки информации..

Многоканальный преобразователь работает следующим образом, Блок 13 управления и обработки информации выдает с выходов 1-и последовательность тактирующих импульсов длительностью Т», Та,...,ТИ (фиг. За, б, в), предназначенных для поочередного подключения выводов резисторов 4-1 - 4-и к стабилизатору

1 постоянного тока и одновременно к входу ключа 8, с первого выхода— импульсы длительностью t t (фиг. Зк), предназначенные для управления работой ключа 8, с второго выхода — импульсы для управления разрядным ключом 7, с четвертого выхода — информацию о параметрах и номерах опрашиваемых датчиков, а на вход поступает информация с выхода триггера 12.

Запуск преобразователя может осуществляться вручную или автоматически . В автоматическом режиме переключатель 27 ABT находится в замкнутом состоянии. Перед началом измерения осуществляется установка всех триггеров 12, 18 и 19, счетчика 30 и распределителя в нулевые состояния следующим образом.

Сигнал с выхода блока 25 сброса в течение интервала времени (фиг, Зб), вь»рабать»ваемого ждущим

1»ультивибратором 23, проходя через элемент 28 сборки, осуществляет сброс состояний счетчика 30, распределителя 17 и триггеров l2, 18 и 19, По заднему фронту импульса осуществляется переброс триггера 18 в "1" (фиг. Зв). При этом на один из входов элемента 16 совпадения с момента поступает сигнал "1". На другой вход этого элемента подается сигнал с выхода генератора 14 импульсов после соответствующего деления в делителе 15 (фиг, Зд), »

С вь»хода элемента 16 совпадения поступают импульсы на вход распределителя 17, который выдает сдвинутые во времени тактирующие импульсы

Т,, Т,...,Т„ (фиг, За, б, в), поступающие на тактирующие выходы блока

5 13 для соответствующего управления ключами 2-1 — 2-п и 3-1 — 3-н. Одно»» временно сигналы с выхода элемента

16 совпадения (фиг. Зд) подаются на один из входов второго триггера 19, С приходом первого тактирующего импульса (фиг. Зв) на управляющие входь» ключей 2-1 и 3"1 они обеспечи" вают подключение выводов первого резистора 4-1 к источнику 1 постоянноtS го тока и одновременно к входу допол-нительного ключа 8, На управляющий вход дополнительного ключа 8 в момент (фиг. Зк) поступает сигнал, который вызь»вает его открытие и подачу

20 напряжения 1оВ о на вход инвертора 10, с выхода которого сигнал подается на один из входов блока 11 сравнения, на вход инте" ðàòîðà подается напряжение I R, В момент г. (Фиг, Зи) фиксируется равенство выходного напряжения интегратора б и напряжения

-I R . Для этого момента справедливо равенство

То»

T. 8. dt + U =-Х R,, о где - постоянная интегратора 6„

Т„ — время заряда интегратора 6

35 до напряжения -Т Р р, 1» — начальное выходное напряжение интегратора 6, .

В момент г.„ »»а выходе блока 11 сравнения формируется сигнал "1", 40 который осуществляет переброс триггера 12 в состояние "1" (фиг, Зл).

Выходной сигнал триггера 12 поступает на вход блока 13 управления и об45 работки информации, где поцается на другой раздельный вход триггера 19„ осуществляя его возврат в состояние

"0" и закрывание ключа 9. Одновременно сигнал с выхода триггера 12 поступает на управляющий вход ключа существляя подключение ния Т, (»», + К»} после соответствующе- го инвертирования в блоке 10 на вход блока 11 сравнения, Теперь заряд ин-. тегратора 6 продолжается до тех пор, пока не будет выполнено равенство

То »Ф

i„R„dt + Uo Xo(R +R»)

1411684

R,Y

R Т о э (5) ки

R Т

Q Э (6) хн и о (4) 20 где t < — время заряда интегратора б (от значения -I R, до

Тo(Ra + R<) Равное t t

В момент t происходит срабатывание блока 11 сравнения, который осу1 ществляет переброс триггера 12 в состояние 0, что вызывает. закрывание (ii ii ! ключа 8. Из выражения (1) и (2) сле" дует 10

= R, /К„, (3) где t " измеряемый интервал време. Х4 ни, пропорциональный величине сопротивления R в первом канале, В общем виде для п-ro канала

rpe t — измеряемый интервал времехи ни, пропорциональный вели( чине сопротивления R в и-м канале. 25 !

В момент t< осуществляется откры-, вание ключа 8, и счетные импульсы поступают с выхода генератора 14 на вход счетчика, который .перед началом измерения при поступлении сигна- 30 ла "1" на шину сброса был установлен в исходное состояние.

По заднему фронту сигнала с выхода триггера 12, поступающему на управляющий вход блока 31 считывания, обеспечивается считывание кодовой информации с выхода счетчика 30 и тактирующих выходов блока 13 управления и обработки информации о номере опрашиваемого датчика на вход ЭВМ.

После считывания информации через интервал t<<<, формируемый ждущим мультивибратором 21, осуществляется сброс состояния триггеров 12, 18 и

19, счетчика 30 и распределителя 17.

По заднему фронту импульса t ч„ блок

24 сброса осуществляет формирование импульса сброса, который, проходя через элемент 28 сборки, осуществляет сброс состояний триггеров, счетчи-. ка и распределителя.

Дальнейшая работа устройства по измерению сопротивлений в остальных каналах происходит аналогичным образом, Сигнал с выхода элемента 28

55 сборки осуществляет в блоке 20 формирование сигнала на выходе блока 13, который поступает на управляющий.вход разрядного ключа 7 для разряда интегратора 6.

Таким образом, преобразователь позволяет осуществить многоканальное преобразование сопротивлений в код.

Значение кода, зафиксированное при опросе первого канала, равно где Т вЂ” период генератора 14, Для и-ro канала где N — число импульсов в счетчике

30, пропорциональное значению Ки резистора 4=п.

После опроса и-го датчика по заднему фронту сигнала Т„ (фиг. Зз) с выхода распределителя 17 осуществляется возврат триггера 18 в исходное состояние. Через интервал времени. вырабатываемый ждущим мультивибратором 22> при замкнутом положении переключателя 27 АВТ,осуществляется подача разрешающего сигнала на блок

26 з,апуска, который через блок 25 сброса в течение интервала времени выполняет сброс состояний триггеров 12, 18 и 19, счетчика .30 и рас" пределителя 17, Начинается новый цикл измерений.

Блок 31 считывания информации осуществляет выдачу информации о значении контролируемых параметров и,. соответственно, о номерах опрашиваемых дат" чиков по сигналу, формируемому на входе блока 13 управления и обработки информации.

Формула изобретения

1,.Многоканальный преобразователь сопротивления в код, содержащий источник постоянного тока, блок сравнения, блок интегрирования, блок управления и обработки информации, и каналов, каждый иэ которых содержит клеммы для подключения измеряемого резистора и два ключа, выход первого иэ которых соединен с входом второго и первой клеммой для подключения измеряемого резистора, вторые клеммы для подклю)4)1684

I

2. Преобраз ов атель по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок управления и обработки информации содержит генератор импульсов, ключ, делитель частоты; элемент совпадения, два триггера, распределитель импульсов, блок считывания информации, счетчик импульсов, три ждущих мульчения измеряемого резистора каждого канала соединены между собой, а выходы первых ключей в каждом из каналов подключены к одному из выводов ис5 точника постоянного тока, а управляющие входы ключей в каждом из каналов подключены соответственно к тактирующим выходам блока управления и обработки информации, два дополнительных р ключа, управляющий вход первого из кокоторых соединен с первым "выходом блока управления и обработки информации, отличающийся .тем, что, с целью повыпения точности преобразования, в него введены образцовый резистор, инвертор, триггер, разрядный ключ, при этом объединенные выходы вторых ключей в каждом из каналов подключены к входу второго до- 2р полнительного ключа, выход которого соединен с выходом первого дополнительного ключа и через инвертор — с одним входом блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом бло- 25 ка интегрирования, параллельно которому включен разрядный ключ, управляющий вход которого соединен с вторым выходом блока управления и обработки информации, а выход блока сравнения — со счетным входом триггера, выход которого соединен с управляющим входом второго дополнительного ключа и с входом блока управле. ния и обработки информации, третий выход которого соединен с другим вхо35 дом триггера, а объединенные вторые выводы измерительных резисторов, соединенных с входом первого дополнительного ключа, через образцовый 4р резистор соединены с другим выводом источника постоянного тока и общей шиной, а четвертый выход блока управления и обработки информации является выходом преобразователя.

45 тивибратора, два блока сброса, элемент сборки, формирователь импульсов

J разряда, блок запуска, перектпочатель, причем выход генератора импульсов соединен с входом ключа и через делитель частоты с одним из входов элемента совпадения, другой вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход элемента совпадения соединен с первым входом второго триггера, выход которого является первым выходом блока управления и обработки информации, и входом распределителя импульсов, и выходов которого являются тактирующими выходами блока управления и обработки информации и соединены с и информационными входами блока считывания информации, причем и-й выход распределителя импульсов соединен со счетным входом первого триггера и через последовательно соединенные первый ждущий мультивибратор и переключатель с входом блока запуска, выход формирователя импульсов разряда является вторым выходом блока управления и обработки информации, а вход соединен с входом "Сброс" счетчика импульсов и второго триггера, с выходом элемента сборки и является третьим выходом блока управления и обработки информации, первый выход блока запуска через второй ждущии мультивибратор соединен с входом

"Запуск" первого триггера, а второй через первый блок сброса — с входами

"Сброс 1 первого триггера и распределителя импульсов, первым входом элемента сборки, второй вход которого соединен с выходом второго блока сброса, вход которого соединен с выходом третьего ждущего мультивибратора, а вход блока управления и обработки информации соединен с вторым входом второго триггера, с входом третьего ждущего мультивибратора, с входом блока считывания информации и с управляющим входом ключа, выход которого соединен с входом счетчика импульсов, выход которого подключен к второму информационному входу блока считывания информации, выход которого является четвертым выходом блока управления и обработки информации.

1411684

Г

Составитель П. Мельников

Редактор О. Ирковецкая Техред Л.Олийньпс Корректор А. Обручар

Заказ 3650/41 Тираж 773 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по дела.. изобретений и открь тий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4