Способ подключения полумостового датчика к персональному компьютеру

Изобретение относится к измерительно-информационной технике, в частности к области применения полумостовых датчиков совместно с компьютером. Технический результат заключается в упрощении подключения полумостового датчика к компьютеру, снижении массы устройства, возможности подключения к портативным компьютерам, уменьшении энергопотребления. Полумостовой датчик подключают к компьютеру через звуковую карту, ЦАП которой используется для формирования опорного переменного напряжения, и два канала стереовыхода образуют с полумостовым датчиком мост переменного тока, с диагонали которого сигнал вводится на АЦП звуковой карты. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к измерительно-информационной технике, в частности к области измерений и регистрации электрических сигналов датчиками, подключаемыми по полумостовой схеме, и может быть использовано при разработке, производстве, реализации и эксплуатации индуктивных, емкостных, тензометрических, фото, термисторных и реостатных полумостовых датчиков совместно с компьютерной техникой.

Уровень техники

Аналогом изобретения является способ подключения индуктивных полумостовых датчиков к компьютеру через АЦП в виде автономного измерительного блока завода Измерон (Каталог продукции завода «Измерон», Санкт-Петербург, http://www.izmeron.inc.ru.) Опорное напряжение на диагонали моста создается генератором, также установленным в измерительном блоке. С существенными признаками изобретения совпадает следующие признаки аналога: «подключение индуктивного датчика к компьютеру производят через АЦП».

Недостатками аналога являются:

А. Большие габариты и вес внешнего преобразователя с АЦП, необходимого для подключения датчика к компьютеру.

Б. Необходимость обеспечения преобразователя электропитанием.

В. Сложность подключения к компьютеру, не имеющему последовательного порта.

Прототипом изобретения является способ подключения полумостовых индуктивных датчиков (преобразователей) к компьютеру через АЦП плату ACPCI 3701 фирмы ADDI-DATA (Германия) (Каталог фирмы ADDI-DATA, http://www.addi-data.de) и каталог фирмы ПРОСОФТ (Москва), http://www.prosoft.ru.

С существенными признаками изобретения совпадает следующая совокупность признаков прототипа: "подключение полумостовых индуктивных датчиков к компьютеру производится через АЦП-ЦАП плату, установленную в компьютере".

Недостатками прототипа являются:

А. Необходимость подключения датчиков к компьютерной плате через дополнительный согласующий блок.

Б. Сложность подключения датчика к компьютерам, не имеющим слотов PCI, например портативных компьютеров.

В. Большой ток, потребляемый платой.

Устранение недостатков может быть достигнуто за счет подключения полумостовых датчиков к компьютеру через звуковую карту компьютера, вход которой используется в качестве АЦП, а выход - в качестве ЦАП.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, является упрощение подключения индуктивного преобразователя перемещений к компьютеру.

При осуществлении изобретения могут быть получены следующие технические результаты:

А. Снижение массы устройства за счет отсутствия промежуточного блока.

Б. Уменьшение энергопотребления устройства.

В. Подключение портативных компьютеров, не имеющих PCI и ISA слотов.

Указанные технические результаты достигаются за счет того, что подключение датчиков к компьютеру производится через АЦП-ЦАП плату, в качестве которой используется звуковая карта, выход которой используется в качестве ЦАП, а вход - в качестве АЦП.

Признаки, отличительные от наиболее близкого аналога, выражаются следующей совокупностью признаков: «способ подключения полумостового датчика к персональному компьютеру, при котором аналоговый стерео выход звуковой карты подключается к датчику как полумост с одновременным формированием на нем опорного переменного напряжения, а аналоговый вход звуковой карты используется для ввода сигнала с диагонали моста, образуемой между системной землей и средней точкой полумоста датчика».

С целью снижения массы устройства подключение может выполняться к встроенной на материнской плате персонального компьютера звуковой карте.

С целью подключения портативных компьютеров соединение может выполняться таким образом, что используется внешняя звуковая карта.

С целью увеличения числа подключаемых датчиков соединение может выполняться таким образом, что дополнительно используется внешняя звуковая карта или звуковые карты, установленные на компьютере. Таким образом, задача изобретения решена.

На фиг.1-6 изображены схемы подключения полумостового датчика к звуковой карте компьютера.

На фиг.1 представлена схема подключения полумостового индуктивного датчика; на фиг.2 - схема подключения полумостового индуктивного датчика с дополнительным вводом опорного напряжения на второй вход звуковой карты; на фиг.3 - схема подключения емкостного полумоста; на фиг.4 - схема подключения полумоста из тензосопротивлений (тензодатчика) и реостатного полумоста.

В качестве полумостовых датчиков, подключаемых по заявленной схеме, можно использовать, в частности, индуктивные датчики перемещений, емкостные датчики перемещений, реостатные датчики перемещений, тензорезисторные датчики, термисторные датчики и фоторезисторные датчики. В качестве датчика можно также использовать четвертьмостовой датчик - полумостовой датчик, у которого вторую четверть моста образует постоянный резистор.

Схема работает следующим образом. На двухканальном (стерео) выходе ЦАП звуковой карты (out1 и out2) формируется опорное переменное напряжение. Два канала образуют с датчиком мост переменного тока, с диагонали которого сигнал вводится на один из входов ЗК.

Для повышения точности при обработке сигнала на второй стерео вход ЗК может подаваться напряжение с одного из выходов ЗК, как показано на фиг.2-6.

Возможность осуществления изобретения с реализацией указанного назначения подтверждается известностью средств и методов соединения устройств. Таким образом, подтверждена возможность осуществления изобретения.

При реализации изобретения будут получены следующие технические результаты:

А. Упрощение схемы подключения датчика.

Б. Возможность подключения портативных компьютеров.

В. Снижение массы устройства.

1. Способ подключения полумостового датчика к компьютеру, заключающийся в подключении датчика по мостовой схеме через АЦП-ЦАП устройство, отличающийся тем, что датчик подключают к компьютеру через звуковую карту, ЦАП которой используется для формирования опорного переменного напряжения, и два канала стереовыхода образуют с полумостовым датчиком мост переменного тока, с диагонали которого сигнал вводится на вход АЦП звуковой карты.

2. Способ подключения датчика к компьютеру по п.1, отличающийся тем, что в качестве АЦП-ЦАП используется внешняя звуковая карта.

3. Способ подключения датчика к компьютеру по п.1, отличающийся тем, что используется звуковая карта, встроенная в материнскую плату компьютера.

4. Способ подключения датчика к компьютеру по п.1, отличающийся тем, что сигнал с диагонали моста подается на вход другой звуковой карты.

5. Способ подключения датчика к компьютеру по п.1, отличающийся тем, что в качестве датчика используется индуктивный датчик перемещений.

6. Способ подключения датчика к компьютеру по п.1, отличающийся тем, что в качестве датчика используется емкостной датчик перемещений.

7. Способ подключения датчика к компьютеру по п.1, отличающийся тем, что в качестве датчика используется реостатный датчик перемещений.

8. Способ подключения датчика к компьютеру по п.1, отличающийся тем, что в качестве датчика используется тензорезисторный датчик.

9. Способ подключения датчика к компьютеру по п.1, отличающийся тем, что в качестве датчика используется термисторный датчик.

10. Способ подключения датчика к компьютеру по п.1, отличающийся тем, что в качестве датчика используется фоторезисторный датчик.

11. Способ подключения датчика к компьютеру по п.1, отличающийся тем, что в качестве датчика используется четвертьмостовой датчик, а другую четверть моста образует постоянный резистор.