Максимизация разрешения распознавания сопротивления
Изобретение относится к измерительной технике. Устройство для увеличения разрешения распознавания сопротивления, содержащее: контроллер (108); источник (104) переменного тока, вырабатывающий переменный ток в ответ на значение тока, устанавливаемое контроллером; переменный резистор; и АЦП (106), который вырабатывает значение напряжения на основе переменного напряжения. При этом контроллер выполнен с возможностью приема значения напряжения, регулирования значения тока посредством ЦАП (110) на основе принятого значения напряжения таким образом, чтобы контроллер обеспечивал увеличение и/или уменьшение значения тока для обеспечения нахождения переменного напряжения в пределах диапазона напряжений по мере изменения переменного сопротивления, который меньше, чем максимальный диапазон (202, 302, 304, 206) напряжений, который может быть преобразован АЦП (106) в упомянутое значение напряжение; и определения переменного сопротивления на основе принятого значения напряжения и отрегулированного значения тока. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 11 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Эта заявка относится, в общем, к распознаванию широкого диапазона значений датчика, основанного на сопротивлении, в применениях автоматизации зданий или промышленного управления.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Многие процессы автоматизации зданий или промышленности должны распознавать сигналы для многообразия значений переменных процессов в рамках управляемых процессов. Обычно распознаваемый сигнал преобразуется устройством распознавания в напряжение, ток, сопротивление или другое значение интерфейсного сигнала и значение сигнала является обычно пропорциональным (линейно, нелинейно, или другим образом) распознаваемому значению.
[0003] Хотя имеются многочисленные стандартные значения, используемые для напряжения (как, например, 0-1 В, 0-2 В, 0-5 В, 0-10 В, 2-10 В) и для тока (0-1 мА, 0-2 мА, 0-10 мА, 0-20 мА, 4-20 мА), значения сопротивления изменяются в широком спектре значений. Датчики температуры, такие как термистор, например, могут быть 100 Ом, 1,000 Ом, 2,000 Ом, 10,000 Ом и даже 100,000 Ом. Датчики температуры обычно специфицируются на опорном сопротивлении для опорной температуры и затем обеспечивают влияние изменения температуры в форме уравнения, ассоциированной с сопротивлением. Термистор 100,000 Ом имеет диапазон от 33,000 до более 2,200,000 Ом в зависимости от температуры датчика. Дополнительно, много датчиков положения являются, по существу, потенциометром ("pot" или переменным сопротивлением), где распознаваемое перемещение изменяет сопротивление потенциометра. Эти датчики предусматривают обычно 0-100 Ом, 0-1,000 Ом, 0-2,000 Ом, 0-10,000 Ом, 0-100,000 Ом, или 0-1,000,000 Ом, но могут иметь фактически любые другие начальное/конечное значение. Некоторые датчики являются нелинейными, что означает, что фиксированное изменение в распознаваемом значении на низком и высоком концах датчика не дает результатом равные изменения значений сопротивления. Конструкторское решение может использовать разные схемы ввода для каждого типа диапазона датчика, но может расширять схему, чтобы обеспечивать возможность множества типов ввода. Могут использоваться переключатели, управляемые аппаратно, программно и/или вручную, чтобы выбирать/отменять выбор различных компонент или опорных значений.
[0004] Когда конструкция схемы использует способы для обеспечения возможности более широкого диапазона этих типов сопротивления, обычно результатом является потеря в разрешении распознаваемого значения для какого-либо/большинства/всех из индивидуальных диапазонов. То есть одиночная схема для распознавания значений 0-1000 и 0-2000 Ом может использовать только половину полного диапазона шкалы аналого-цифрового преобразователя по отношению к полному диапазону для датчика 0-2000 Ом.
[0005] Ввиду вышеупомянутого, имеется текущая необходимость в системах, аппаратах и способах для определения значений сопротивления для широкого диапазона сопротивления без потери разрешения распознаваемых значений.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Ввиду вышеописанного, обеспечивается система для максимизации разрешения датчика распознавания сопротивления. Значение сопротивления изменяется в переменном резисторе, и ток, проходящий через это сопротивление, преобразуется в напряжение. Напряжение преобразуется в цифровое значение посредством аналого-цифрового (A/D) преобразователя, которое обрабатывается контроллером. Контроллер также обеспечивает обратную связь в цифроаналоговый (D/A) преобразователь, который выполнен с возможностью регулировать источник переменного тока, чтобы обеспечивать оптимальную точность и увеличенное разрешение, где доступ к обратной связи может осуществляться из структуры данных, сохраненной в памяти.
[0007] Другие устройства, аппарат, системы, способы, признаки и преимущества изобретения будут или станут видны для специалиста в данной области техники при изучении последующих фигур и подробного описания. Предполагается, что все такие дополнительные системы, способы, признаки и преимущества включаются в пределы этого описания, находятся в пределах объема изобретения и защищаются прилагаемой формулой изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0008] Компоненты на фигурах не необходимо находятся в соответствии с масштабом, вместо этого акцент делается на иллюстрации принципов изобретения. На фигурах, сходные ссылочные позиции обозначают соответствующие части всюду на разных видах.
[0009] Фиг. 1 иллюстрирует блок-схему подхода на основе управляемого процессором переменного тока для максимизации диапазона значений датчика, основанного на сопротивлении, в соответствии с одним иллюстративным вариантом осуществления.
[0010] Фиг. 2 иллюстрирует график диапазона шкалы преобразователя A/D и значения относительного сопротивления из фиг. 1.
[0011] Фиг. 3 иллюстрирует диапазоны преобразователя A/D из фиг. 1.
[0012] Фиг. 4a иллюстрирует блок-схему переменного резистора из фиг. 1, имеющего бегунок в соответствии с одним иллюстративным вариантом осуществления.
[0013] Фиг. 4b иллюстрирует примеры устройств переменного сопротивления.
[0014] Фиг. 5 иллюстрирует принципиальную схему иллюстративного источника переменного тока из фиг. 1.
[0015] Фиг. 6 иллюстрирует диаграмму последовательности операций подхода для максимизации разрешения распознавания сопротивления в соответствии с одним иллюстративным вариантом осуществления изобретения.
[0016] Фиг. 7 и 8 являются перспективными иллюстрациями примеров вытяжных шкафов, в которых могут осуществляться иллюстративные варианты осуществления для определения области открытия задвижной рамы посредством распознавания сопротивления, как на фиг. 1, в соответствии с одним иллюстративным вариантом осуществления.
[0017] Фиг. 9 иллюстрирует перспективный частичный разрез вытяжного шкафа с полоской-сопротивлением и бегунком, прикрепленным к панели задвижной рамы из фиг. 7, в соответствии с одним иллюстративным вариантом осуществления.
[0018] Фиг. 10 иллюстрирует блок-схему управления вытяжным шкафом из фиг. 7.
[0019] Фиг. 11 иллюстрирует диаграмму последовательности операций подхода для максимизации разрешения открытия задвижной рамы.
ОПИСАНИЕ
I. РАСПОЗНАВАНИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ
[0020] На фиг. 1 проиллюстрирована блок-схема 100 подхода на основе управляемого процессором переменного тока для максимизации диапазона значений датчика, основанного на сопротивлении. Устройство переменного сопротивления, такое как потенциометр 102 (обычно называемое "pot"), соединено с источником 104 переменного тока и входом аналого-цифрового (A/D) преобразователя 106. Контроллер 108 соединен с выходом преобразователя 106 A/D и входом цифроаналогового (D/A) преобразователя 110. Выход преобразователя 110 D/A соединен с входом источника 104 переменного тока. Источник 104 переменного тока осуществляет, как указывает его название, обеспечение значения тока в потенциометр или переменный резистор 102. Ток, текущий через сопротивление потенциометра 102, вызывает, что возникает напряжение на сопротивлении 102 потенциометра. В соответствии с законом Ома напряжение равняется сопротивлению потенциометра 102, умноженному на ток, текущий через потенциометр 102.
[0021] Преобразователь 110 D/A показан обеспечивающим значение установленной точки в источник 104 переменного тока, что вызывает, что выходной ток изменяется пропорционально значению установленной точки. Преобразователь 110 D/A может иметь любое битовое разрешение 6, 8, 10, 12, 14, 16 или другие значения, которые дают 64, 256, 1024, 4096, 16384 или 65356 уровней тока соответственно. Когда в текущем примере используется 10-битный преобразователь 110 D/A, 1024 разных значений тока могут использоваться источником 104 переменного тока, что дает результатом 1024 разных токов, которые доступны из источника 104 переменного тока, и это также дает результатом 1024 разных напряжения на потенциометре 102. Значение преобразователя 110 D/A может устанавливаться посредством алгоритма, исполняемого в контроллере 108.
[0022] Например, алгоритм, когда исполняется, дает результатом, что 10-битный преобразователь 110 D/A конфигурируется возбуждать 1 микроампер (uA) тока для 0 значения отсчета и 1 дополнительный микроампер тока для каждого дополнительного шага, при этом являются возможными значения тока 1, 2, 3, 4, 5 .... 1021, 1022, 1023 микроампер, и каждый ток вызывает разное напряжение на потенциометре 102. Алгоритм может осуществляться в контроллере 108 как таблица поиска, математическая отображающая функция, другая структура данных, которая дает результатом аналогичные входные и выходные значения для контроллера 108.
[0023] Также на фиг. 1 показан преобразователь 106 A/D, который считывает напряжение, возникающее на потенциометре 104. Результирующее значение напряжения обеспечивается в контроллер 108. Контроллер 108 содержит алгоритмы и/или структуры данных для определения того, находится ли приходящее значение напряжения в пределах требуемого диапазона преобразователя 106 A/D и для увеличения текущей установленной точки от преобразователя 110 D/A, если распознаваемое напряжение является слишком низким, или уменьшения значения тока преобразователя 110 D/A, если напряжение является слишком высоким. Является желательным не превосходить ввод максимального напряжения преобразователя 106 A/D.
[0024] Когда напряжение находится в пределах требуемого диапазона, контроллер 108 может определять ток, проходящий через потенциометр 102, из значения, заданного командой в контроллер 110 A/D, и определять напряжение на потенциометре 102 из считывания напряжения в требуемом диапазоне преобразователя 106 A/D. С использованием закона Ома контроллер 108 может определять значение сопротивления потенциометра 102.
[0025] Как показано на фиг. 2, проиллюстрирован график 200 диапазона шкалы преобразователя 202 A/D и значения 204 относительного сопротивления преобразователя 106 A/D и переменного резистора 102 из фиг. 1. Имеется множество способов, чтобы осуществлять вышеописанный подход, но решения попадают в категории, состоящие из того, 1) является ли максимальное сопротивление известным (да/нет) и 2) является ли считывание "наиболее точным" или "наиболее линейным". Если максимальное сопротивление является известным (либо посредством установки его вручную, либо посредством активации потенциометра), то подход может вычислять то, какое значение тока необходимо для преобразователя 110 D/A, значение может посылаться в преобразователь 110 D/A и может осуществляться считывание преобразователя 106 A/D и вычисляться сопротивление. Это дает результатом "наиболее линейный" результат 206. Необязательно, по мере того, как сопротивление уменьшается от максимума, преобразователю 110 D/A может отдаваться команда на более высокие установки тока, что дает результатом более оптимальные считывания преобразователя 106 A/D. Этот вариант выбора дает результатом более высокое разрешение сопротивления 208, но не имеет постоянной скорости изменения измеренного значения для такого же изменения в количестве отсчетов преобразователя 106 A/D (значении напряжения). Рабочий диапазон преобразователя A/D 106 может ограничивать линейную шкалу непригодным диапазоном 210 и пригодным диапазоном 212.
[0026] Если значение максимального сопротивления не является известным, преобразователю 110 D/A может отдаваться команда посредством вывода контроллера 108 на его минимальное значение и может осуществляться считывание значения напряжения преобразователя A/D. Значение текущего сопротивления может вычисляться из значения тока преобразователя 110 D/A и значений напряжения преобразователя 106 A/D. Таблица поиска внутри контроллера 108 может использоваться, чтобы преобразовывать значение напряжения преобразователя 106 A/D (или сопротивление в другом варианте осуществления) и определять оптимальную установку значения тока преобразователя 110 D/A для этого сопротивления. Это значение тока передается в виде команды в преобразователь 110 D/A и затем может осуществляться второе считывание при оптимальном разрешении. Посредством отслеживания найденного максимального значения контроллер 108 может узнавать максимальное значение и переключаться на подход "известного максимального значения".
[0027] На фиг. 3 изображена иллюстрация 300 диапазонов преобразователя A/D 106 из фиг. 1. Множество конструктивных соображений могут оказывать влияние на то, где располагается диапазон требуемого напряжения внутри полного преобразователя 106 A/D. Например, расположение диапазона требуемого напряжения рядом с вершиной 302 полного диапазона преобразователя 106 A/D максимизирует поток тока через схему распознавания, что, тем самым, минимизирует электрический шум. Расположение диапазона распознавания в середине 304 полного диапазона дает более широкий диапазон "улавливания", в котором переменный резистор 102 должен изменять значения (вследствие изменений распознаваемого значения/положения). При этом расположение диапазона распознавания в нижней части 306 обеспечивает наименьший диапазон для преобразователя 106 A/D.
II. РАСПОЗНАВАНИЕ ПОТЕНЦИОМЕТРА
[0028] Как показано на фиг. 4a, иллюстрируется блок-схема переменного резистора (резистивной полоски 402), имеющего бегунок, в соответствии с одним иллюстративным вариантом осуществления. Здесь по резистивной полоске 402 может перемещаться манипулятор бегунка, соединенный с землей, и оба "конца" резистивной полоски 402 являются доступными для соединения с двумя из источников постоянного тока. Показан второй скользящий контакт 408, как используется в сдвоенных резисторных датчиках. В этом случае сопротивление от скользящего контакта 406 до конца 412 резистивной полоски 402 может измеряться посредством одного источника тока и сопротивление от скользящего контакта 408 до конца 410 резистивной полоски 402 измеряется посредством второго источника тока. Скользящие контакты 406 и 408 оба соединены с землей, так что никакое сопротивление не распознается между 406 и 408. Другие конфигурации датчика и опорных соединений предлагают больше вариантов выбора распознавания, но рассматриваются как расширения этой базовой концепции.
III. РЕЗИСТИВНОЕ РАСПОЗНАВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
[0029] На фиг. 4b иллюстрируются примерные диаграммы 450 других типов устройств переменного сопротивления. Устройство сопротивления может быть потенциометром 452, термистором 454 и резистивной полоской 402 из фиг. 4a. Другие типы переменных резисторов также могут использоваться в качестве резистивного устройства. Много типов резистивных материалов являются чувствительными к изменению температуры (как, например, термистор 454) и как таковые многие используются в качестве датчиков температуры. Эти устройства обычно специфицируются с обычным значением сопротивления для конкретной опорной температуры и уравнением или графиком для определения их изменения в сопротивлении по отношению к изменению в температуре. Измерение сопротивления этих типов датчиков осуществляется с помощью раскрытого подхода посредством замены потенциометра 102 или резистивной полоски 402 на одиночный резистивный датчик 454 температуры. Контроллер 108 может использовать таблицу поиска для некоторых типов датчиков, чтобы преобразовывать значение сопротивления в температуру.
[0030] Как показано на фиг. 5, иллюстрируется принципиальная схема иллюстративного варианта осуществления для источника 104 переменного тока из фиг. 1. Источник 104 тока имеет цифровой выход 502 напряжения и аналоговый вход 504 напряжения. В других вариантах осуществления могут использоваться другие типы источников тока. Источник 104 переменного тока генерирует переменный ток, где переменный ток является током, который может изменяться в отношении к аналоговому входу 504 напряжения.
[0031] На фиг. 6 иллюстрируется диаграмма 600 последовательности операций подхода для максимизации разрешения распознавания сопротивления. Преобразователь 110 D/A может устанавливаться на 0 отсчетов (значение тока) на этапе 602. Напряжение на преобразователе 106 A/D преобразуется в значение напряжения на этапе 604. Значение напряжения затем используется контроллером 108, чтобы осуществлять доступ к таблице "значение-сопротивление", сохраненной в памяти контроллера, на этапе 606, чтобы определять сопротивление. На этапе 608 сопротивление используется, чтобы осуществлять поиск установки D/A (значения тока) в таблице "сопротивление-установка преобразователя 110 D/A". Контроллер 108 затем может устанавливать значение тока для преобразователя 110 D/A на этапе 610. Контроллер 108 на этапе 612 считывает значение напряжения из преобразователя 106 A/D. Контроллер 108 затем может определять максимальные отсчеты преобразователя A/D в расчете на единичную длину (максимальное значение шага разрешения) на этапе 614. На этапе 616 контроллер 108 способен вычислять сопротивление как значение напряжения (выведенное из A/D 106), разделенное на значение тока (выведенное из D/A 110).
Если "максимальное" сопротивление контроллеру известно, контроллер может переходить напрямую на этап 608.
IV. ВЫТЯЖНЫЕ ШКАФЫ И ЗАДВИЖНЫЕ РАМЫ ВЫТЯЖНЫХ ШКАФОВ
[0032] Как здесь используется, признак "задвижная рама" указывает на подвижную панель или заслонку, расположенную, чтобы закрывать открытие вытяжного шкафа, где перемещение задвижной рамы изменяет область открытия вытяжного шкафа. Как здесь используется, признак "открытие задвижной рамы" указывает на открытие вытяжного шкафа, определенное посредством положения панели задвижной рамы, где максимальная область открытия вытяжного шкафа определяется посредством области открытия вытяжного шкафа с панелями задвижной рамы, расположенными в максимальном открытом положении.
[0033] Фиг. 7 и 8 являются перспективными иллюстрациями примеров вытяжных шкафов, в которых могут осуществляться иллюстративные варианты осуществления систем и способов для определения области открытия задвижной рамы. Фиг. 7 показывает первый вытяжной шкаф 700, содержащий структуру 702 ограждения, рабочую поверхность 704 и вертикально подвижную панель 708 задвижной рамы. Структура 702 ограждения окружает область рабочей поверхности 704, на которой может выполняться работа, включающая в себя токсичные или вредные испарения, пары и/или пыль. Открытие 706 шкафа обеспечивает доступ к рабочей поверхности 704. Открытие 706 шкафа может определяться посредством выреза во фронтальной стороне или другой стороне структуры 702 ограждения, имеющего вертикальный или продольный размер, равный "yMax", и горизонтальный или широтный размер, равный "xMax", как показано на фиг. 7. Вертикально подвижная панель 708 задвижной рамы используется, чтобы открывать или закрывать открытие 706 шкафа. В иллюстративном варианте осуществления, показанном на фиг. 7, панель 708 задвижной рамы перемещается в вертикальном направлении, так что панель 708 задвижной рамы располагается в пространстве выше края 710 рабочей поверхности 704, чтобы формировать открытие 712 задвижной рамы (как часть открытия 706 шкафа), имеющее высоту задвижной рамы H=ysash, которая имеет значение в пределах диапазона от 0 до yMax, для обеспечения доступа к рабочей поверхности 704.
[0034] Вытяжной шкаф 700 соединен с вытяжным вентилятором и демпфирующим оборудованием посредством системы каналов (на фигурах не показана). Вытяжной вентилятор служит для вывода воздуха из помещения через открытие 712 задвижной рамы, внутреннюю часть структуры 702 ограждения, систему каналов и демпфер. Воздух затем отводится наружу здания посредством вытяжного вентилятора, тем самым удаляются испарения, пары или пыль. Контроллер вытяжного шкафа (не показан на фиг. 7 и 8) может содержаться в или быть рядом с вытяжным шкафом 700, чтобы поддерживать скорость воздуха (называемую здесь как фасадная скорость), вытягиваемого через вытяжной шкаф 700, в пределах требуемого диапазона скорости воздуха. Если фасадная скорость является слишком низкой, может быть недостаточное вентилирование рабочей поверхности 704. Если фасадная скорость является слишком высокой, создается нежелательная турбулентность воздуха, которая может вызывать перемещение загрязняющих веществ в зону дыхания работника. Приемлемый диапазон для фасадной скорости может изменяться между приблизительно 80-120 футов в минуту (fpm) в зависимости от типа шкафа и опасности.
[0035] Контроллер вытяжного шкафа может быть сконфигурирован с возможностью управлять вытяжным вентилятором или вентиляторами и демпферами, чтобы поддерживать фасадную скорость в надлежащем диапазоне. Обычно вентиляционная система для вытяжного шкафа может быть объединенной с вентиляционной системой здания, в котором установлен вытяжной шкаф. В таких вариантах осуществления контроллер вытяжного шкафа может управлять воздушными клапанами или демпферами, чтобы регулировать фасадную скорость. На фасадную скорость оказывает влияние область или размер открытия 712 задвижной рамы и любое падение давления, которое может существовать на панели 708 задвижной рамы. Чтобы поддерживать фасадную скорость в пределах требуемого диапазона, при условии, что панель 708 задвижной рамы является подвижной, воздушный клапан может регулироваться, чтобы учитывать текущий размер открытия 712 задвижной рамы. Например, воздушный клапан может управляться, чтобы увеличивать поток воздуха по мере того, как размер открытия 712 задвижной рамы увеличивается. Обратно, воздушный клапан управляется, чтобы уменьшать поток воздуха по мере того, как размер открытия 712 задвижной рамы уменьшается. Аналогично, воздушный клапан может регулироваться, чтобы учитывать размер открытия 712 задвижной рамы для конфигурации, показанной на фиг. 7.
[0036] Вытяжной шкаф 820, показанный на фиг. 8, включает в себя структуру 822 ограждения, аналогичную структуре ограждения вытяжного шкафа 700 на фиг. 7, и панели 828a, 828b, 828c, 828d задвижной рамы, которые перемещаются горизонтально, чтобы обеспечивать открытие 826 задвижной рамы для осуществления доступа к рабочей поверхности 824. Первая панель 828a задвижной рамы показана перемещенной в положение, в котором она находится непосредственно за второй панелью 828b задвижной рамы. Открытие 826 задвижной рамы, показанное на фиг. 1B, имеет ширину xsash от 0 до xMax. Открытие 826 задвижной рамы имеет фиксированную высоту, равную yMax.
[0037] Открытие 126 задвижной рамы может располагаться в разных положениях вдоль ширины открытия шкафа, которое является полным открытием в вытяжном шкафе 820, когда панели 828a, 828b, 828c, 828b задвижной рамы удаляются. Как отмечено выше, открытие 826 задвижной рамы сформировано посредством размещения первой панели 828a задвижной рамы в положении за второй панелью 828b задвижной рамы. Открытие 826 задвижной рамы также может формироваться посредством перемещения первой и второй панелей 828 a и b задвижной рамы в самую левую сторону, что оставляет открытие 826 задвижной рамы, которое простирается направо к третьей панели 828c задвижной рамы. Открытие 826 задвижной рамы также может формироваться посредством перемещения второй панели 828b задвижной рамы налево и третьей панели 828c задвижной рамы направо. Максимальная ширина xMax в вытяжном шкафе 820 на фиг. 8 является шириной открытия шкафа (без панелей задвижной рамы) минус ширина одной из панелей задвижной рамы. В другом варианте осуществления панели 828 задвижной рамы и последующие могут перемещаться в положение за внешние края открытия шкафа (без панелей задвижной рамы).
[0038] Область открытия задвижной рамы может определяться для открытий задвижной рамы в вытяжных шкафах, показанных на фиг. 7 и 8, посредством определения области прямоугольника, сформированного краями вокруг открытия задвижной рамы, показанного на каждом чертеже. Прямоугольник открытия задвижной рамы в каждом вытяжном шкафе 700, 820 имеет область A(x,y)=xsash⋅ysash. Иллюстративные варианты осуществления систем и способов для определения области открытия задвижной рамы с использованием излучателя и панели датчика описываются ниже. Следует отметить, что примеры, описанные ниже, предназначены для вытяжного шкафа, аналогичного вытяжному шкафу 820 на фиг. 8, в котором горизонтально подвижные задвижные рамы 828 и последующие используются, чтобы обеспечивать открытие 826 задвижной рамы. Специалисты в данной области техники должны понимать, что примеры, здесь описанные, могут аналогичным образом осуществляться в вытяжных шкафах, имеющих открытия независимо от того, как они сформированы.
[0039] На фиг. 9 является перспективным частичным разрезом 900 вытяжного шкафа 700, иллюстрирующим резистивную полоску 902 и бегунок 904, прикрепленный к панели 708 задвижной рамы посредством манипулятора 906 в соответствии с одним иллюстративным вариантом осуществления. Панель 708 задвижной рамы в закрытом положении обеспечивает герметизацию рядом с рабочей поверхностью 704 в текущем примере. Когда панель задвижной рамы находится в открытом положении, манипулятор 906 вызывает перемещение бегунка 904 по резистивной полоске 902. В текущем примере бегунок 904 перемещается вверх с задвижной рамой 708, когда она открывается, и вниз, когда задвижная рама 708 закрывается. Таким образом, задвижная рама имеет закрытое положение и открытое положение. Открытое положение может быть любым открытием, созданным посредством задвижной рамы 708, при этом полностью открытым является максимальная величина открытия, которое задвижная рама 708 может создать. По мере того, как бегунок 904 перемещается, он перемещается от значения низкого сопротивления к значению сопротивления, которое идентифицируется как значение максимального сопротивления (максимальное сопротивление не является максимумом резистивной полоски 902, скорее оно является максимумом, который формируется посредством бегунка 904, когда задвижная рама 708 является полностью открытой). В других вариантах осуществления может обеспечиваться обращение для резистивной полоски, когда закрытое положение обеспечивает максимальное резистивное значение и открытие уменьшает сопротивление, формируемое посредством резистивной полоски 902. Сопротивление от резистивной полоски может иметь ток, проходящий через него, что дает результатом напряжение. Как было описано выше, ток может генерироваться посредством источника переменного тока, который регулируется, чтобы оптимизировать доступное разрешение значения сопротивления и диапазон распознавания преобразователя A/D.
[0040] На фиг. 10 иллюстрируется блок-схема 1000 управления вытяжным шкафом 700 из фиг. 7. Контроллер 108 может иметь один или более модулей, таких как блок 1004 определения открытой области, блок 1006 управления вентиляцией, блок 1008 отслеживания положения задвижной рамы и память 1010. Контроллер 108 может быть соединен с пользовательским интерфейсом 1012 и резистивной полоской 1020. Блок 1006 управления вентиляцией может быть соединен с интерфейсом 1030 оборудования вентиляции/вытяжки.
[0041] Контроллер 108 может выполнять функцию отслеживания положения задвижной рамы с использованием блока 1008 отслеживания положения задвижной рамы посредством приема цифрового сигнала от преобразователя 106 A/D. Разрешение цифрового сигнала регулируется посредством блока отслеживания положения задвижной рамы, обеспечивающего цифровой сигнал, который преобразуется посредством преобразователя 110 D/A в аналоговый сигнал, который используется, чтобы регулировать источник 104 переменного тока.
[0042] Блок 1006 управления вентиляцией использует область открытия задвижной рамы, чтобы управлять вентиляцией в вытяжном шкафе, чтобы фасадная скорость поддерживалась в пределах требуемого диапазона. Блок 1006 управления вентиляцией может осуществлять связь с оборудованием вентиляции/вытяжки посредством интерфейса 1030 оборудования вентиляции/вытяжки, чтобы регулировать вентиляторы и демпферы, как определяется посредством блока 1006 управления вентиляцией. Интерфейс 1030 оборудования вентиляции/вытяжки также может включать в себя соединения со стратегически размещенными датчиками давления, чтобы измерять градиент давления между внутренней частью вытяжного шкафа и внешней частью вытяжного шкафа. Фактические алгоритмы для определения надлежащих установок вентиляторов и/или демпферов для требуемого диапазона фасадной скорости являются хорошо известными специалистам в данной области техники и поэтому не должны описываться с какими-либо дополнительными деталями.
[0043] Пользовательский интерфейс 1012, соединенный с контроллером 108, может использоваться, чтобы первоначально устанавливать значения для источника 104 тока. Значения начальной установки могут включать в себя начальный ток и максимальный ток. Значения начальной установки могут сохраняться в памяти 1010. Значения начальной установки могут устанавливаться во время периода калибровки или посредством введения контроллера 108 в режим калибровки.
[0044] Во время нормальной работы каждое значение положения задвижной рамы распознается посредством соответствующего датчика сопротивления. Сопротивление преобразуется в положение задвижной рамы (окна) при отслеживании задвижной рамы, и это положение преобразуется в 2-мерное пространство, блокированное посредством индивидуальной задвижной рамы (окна). Зная положение каждой задвижной рамы (окна), контроллер вычисляет область открытой поверхности передней части вытяжного шкафа. Как показано в предшествующем уровне техники, открытая фасадная область, умноженная на скорость потока воздуха, дает результатом CFM воздуха, проходящего в вытяжной шкаф. По мере того как одна или более задвижных рам перемещаются пользователем, контроллер собирает новые положения задвижной рамы, повторно вычисляет CFM и отдает команду выпускному демпферу осуществить открытие или закрытие на некоторую величину, чтобы сместить изменение в CFM, вызванное перемещениями задвижной рамы. Это обеспечивает почти постоянное втекание воздуха в вытяжной шкаф и обеспечивает безопасность человека/людей, использующих вытяжной шкаф.
[0045] На фиг. 11 иллюстрируется диаграмма 1100 последовательности операций подхода для максимизации разрешения открытия задвижной рамы панели 708 задвижной рамы. Подход используется во время конфигурации панели 708 задвижной рамы посредством вхождения в режим калибровки через пользовательский интерфейс на этапе 1102. Калибровка может начинаться с панелью 108 задвижной рамы в положении 1104 максимального сопротивления (полностью открытой в текущем примере). В других вариантах осуществления максимальное сопротивление может вводиться вручную. На этапе 1106 преобразователь 110 D/A увеличивает ток, чтобы распознаваемое напряжение было рядом с максимальным оцененным напряжением для A/D 106. Значение цифрового сигнала затем сохраняется в памяти 1010 в качестве первого сохраненного значения отсчета и первого значения напряжения на этапе 1108. На этапе 1110 панель 708 задвижной рамы затем может переставляться в точку минимального сопротивления (закрытое положение панели 708 задвижной рамы). Значение D/A 110 сохраняется в качестве второго сохраненного значения и второго значения напряжения на этапе 1112. Первое и второе сохраненные значения определяют максимальные отсчеты A/D для заданного размера открытия (наилучшее возможное разрешение). Затем определяются 1114 максимальное распознаваемое напряжение и максимальные отсчеты A/D в расчете на единичную длину. Если используется более чем одна заслонка задвижной рамы на вытяжном шкафе 700, то для этого шкафа обработка повторяется. Затем осуществляется выход из режима калибровки посредством пользовательского интерфейса 1116.
[0046] Следует понимать и принять во внимание, что один или более из модулей и этапов, описанных совместно с фиг. 6 и 11, могут выполняться посредством аппаратного обеспечения, программного обеспечения или комбинации аппаратного обеспечения и программного обеспечения на одном или более электронных или управляемых цифровым образом устройствах. Программное обеспечение может располагаться в памяти в подходящем электронном обрабатывающем компоненте. Память может включать в себя упорядоченный список исполнимых инструкций для осуществления логических функций (то есть "логики", которая может осуществляться в цифровой форме, как, например, цифровой схеме, или исходном коде, или в аналоговой форме, как, например, аналоговом источнике, таком как аналоговый электрический, звуковой или видеосигнал). Инструкции могут исполняться внутри обрабатывающего модуля, который включает в себя, например, один или более микропроцессоров, процессоров общего назначения, комбинаций процессоров, цифровых сигнальных процессоров (DSP), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA), специализированных интегральных схем (ASIC) или микроконтроллера. Дополнительно диаграммы описывают логическое разделение функций, имеющих физические (аппаратные и/или программные) реализации, которые не ограничены архитектурой или физической компоновкой функций. Иллюстративные системы, описанные в этой заявке, могут осуществляться в многообразии конфигураций и работать как аппаратные/программные компоненты в одиночном аппаратном/программном блоке или в отдельных аппаратных/программных блоках.
[0047] Исполнимые инструкции могут осуществляться как компьютерный программный продукт, имеющий инструкции, сохраненные там, которые, когда исполняются посредством обрабатывающего модуля электронной системы, направляют электронную систему выполнять инструкции. Компьютерный программный продукт может избирательно осуществляться в любом нетранзиторном машиночитаемом запоминающем носителе для использования посредством или в соединении с системой исполнения инструкций, аппаратом или устройством, как, например, электронной системой, основанной на компьютере, системой, содержащей процессоры, или другой системой, которая может избирательно извлекать инструкции из системы исполнения инструкций, аппарата или устройства и исполнять инструкции. В контексте этого документа машиночитаемый запоминающий носитель является любым нетранзиторным средством, которое может хранить программу для использования посредством или в соединении с системой исполнения инструкций, аппаратом, или устройством. Нетранзиторный машиночитаемый запоминающий носитель может избирательно быть, например, электронной, магнитной, оптической, электромагнитной, инфракрасной или полупроводниковой системой, аппаратом или устройством. Неисчерпывающий список более конкретных примеров нетранзиторных машиночитаемых носителей включает в себя: электрическое соединение, имеющее один или более проводов (электронных); портативную компьютерную дискету (магнитную); память произвольного доступа, то есть энергозависимую (электронную); постоянное запоминающее устройство (электронное); стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство, такое как, например, флэш-память (электронное); память на основе компакт-диска, такую как, например, CD-ROM, CD-R, CD-RW (оптическую); и память на основе универсального цифрового диска, то есть DVD (оптическую). Отметим, что нетранзиторный машиночитаемый запоминающий носитель даже может быть бумагой или другим подходящим носителем, на которых напечатана программа, так как программа может электронным образом захватываться посредством, например, оптического сканирования бумаги или другого носителя, затем компилироваться, интерпретироваться или иным образом обрабатываться подходящим способом, если необходимо, и затем сохраняться в компьютерной памяти или машинной памяти.
1. Аппарат (100), который увеличивает разрешение распознавания сопротивления, содержащий:
контроллер (108);
источник (104) переменного тока, который вырабатывает переменный ток в ответ на значение тока, устанавливаемое контроллером;
устройство (102) переменного сопротивления, которое создает переменное сопротивление и генерирует переменное напряжение на основе как переменного тока, так и переменного сопротивления; и
аналого-цифровой (A/D) преобразователь (106), который вырабатывает значение напряжения на основе переменного напряжения;
при этом контроллер выполнен с возможностью:
приема значения напряжения,
регулирования значения тока посредством цифроаналогового (D/A) преобразователя (110) на основе принятого значения напряжения таким образом, чтобы контроллер обеспечивал увеличение и/или уменьшение значения тока для обеспечения нахождения переменного напряжения в пределах диапазона напряжений по мере изменения переменного сопротивления, который меньше, чем максимальный диапазон (202, 302, 304, 206) напряжений, который может быть преобразован A/D преобразователем (106) в упомянутое значение напряжение; и
определения переменного сопротивления на основе принятого значения напряжения и отрегулированного значения тока.
2. Аппарат по п. 1, в котором устройство переменного сопротивления включает в себя резистивную полоску (402, 902, 1020).
3. Аппарат по п. 2, в котором резистивная полоска дополнительно включает в себя бегунок (904), соединенный с задвижной рамой вытяжного шкафа (700), причем перемещение задвижной рамы обеспечивает перемещение бегунка по резистивной полоске и изменение переменного сопротивления.
4. Аппарат по п. 1, в котором устройство переменного сопротивления является потенциометром.
5. Аппарат по п. 1, в котором устройство переменного сопротивления является термистором, который, в частности, связан с термостатом.
6. Аппарат по п. 1, в котором контроллер выполнен с возможностью определения максимального сопротивления устройства переменного сопротивления и дополнительного регулирования значения тока на основе определенного максимального сопротивления.
7. Аппарат по п. 6, в котором контроллер выполнен с возможностью определения максимального сопротивления посредством отслеживания определенного переменного сопротивления во времени.
8. Аппарат по п. 1, в котором контроллер является микроконтроллером.
9. Способ увеличения разрешения распознавания сопротивления, включающий в себя этапы:
определения положения максимального сопротивления резистивного устройства (102);
распознавания напряжения, которое генерируется посредством пропускания тока через резистивное устройство, когда резистивное устройство находится в положении максимального сопротивления;
увеличения тока, генерируемого посредством источника (104) переменного тока, посредством увеличения значения тока, до тех пор, пока напряжение, которое распознается, не будет рядом с максимальным напряжением;
сохранения значения тока, используемого посредством источника переменного тока, ассоциированного с максимальным напряжением, в качестве первого значения тока;
определения положения минимального сопротивления резистивного устройства;
распознавания напряжения, которое генерируется посредством пропускания тока через резистивное устройство, когда резистивное устройство находится в положении минимального сопротивления;
уменьшения тока, генерируемого посредством источника переменного тока, посредством уменьшения значения тока, до тех пор, пока напряжение, которое распознается, не будет рядом с минимальным напряжением, когда устройство находится в положении минимального сопротивления;
сохранения значения тока, используемого посредством источника переменного тока, ассоциированного с минимальным напряжением, в качестве второго значения тока;
определения максимального значения шага разрешения, выведенного из положения минимального сопротивления и положения максимального сопротивления; и
изменения значения тока, используемого посредством источника переменного тока, по мере того, как значение сопротивления изменяется, посредством максимального значения шага разрешения.
10. Способ по п. 9, в котором резистивное устройство является резистивной полоской или термистором.
11. Способ по п. 10, в котором установка положения максимального сопротивления включает в себя открытие задвижной рамы полностью на вытяжном шкафу (700), где задвижная рама соединена с бегунком (904) на резистивной полоске.
12. Способ по п. 9, в котором установка положения минимального сопротивления включает в себя закрытие задвижной рамы полностью на вытяжном шкафу, где задвижная рама соединена с бегунком на резистивной полоске, или дополнительно включающий в себя:
преобразование напряжения в значение напряжения с помощью аналого-цифрового преобразователя (106); и
генерирование значения тока с помощью контроллера (108) в ответ на прием значения напряжения в контроллере.
13. Способ распознавания сопротивления с помощью контроллера (108), включающий в себя этапы:
выработки источником (104) переменного тока переменного тока в ответ на значение тока, устанавливаемое контроллером;
создания устройством (102) переменного сопротивления переменного сопротивления и генерирования устройством (102) переменного сопротивления переменного напряжения на основе как переменного тока, так и переменного сопротивления; и
выработки аналого-цифровым (A/D) преобразователем (106) значения напряжения на основе переменного напряжения;
при этом контроллер выполнен с возможностью осуществления следующих этапов:
приема значения напряжения;
регулировки значения тока посредством цифроаналогового (D/A) преобразователя (110) на основе принятого значения напряжения таким образом, чтобы контроллер обеспечивал увеличение и/или уменьшение значения тока для обеспечения нахождения переменного напряжения в пределах диапазона напряжений по мере изменения переменного сопротивления, который меньше, чем максимальный диапазон (202, 302, 304, 206) напряжений, который может быть преобразован A/D преобразователем (106) в упомянутое значение напряжение; и
определения переменного сопротивления на основе принятого значения напряжения и отрегулированного значения тока
14. Способ по п. 13, в котором устройство (102) переменного сопротивления является переменным резистором, обладающим сопротивлением, который генерирует переменное напряжение посредством преобразования переменного тока в переменное напряжение при пропускании переменного тока через переменный резистор, причем переменный резистор имеет заданное минимальное сопротивление и заданное максимальное сопротивление, и отношение между значением напряжения и значением тока увеличивает разрешение между заданным минимальным сопротивлением и заданным максимальным сопротивлением.
15. Способ по п. 14, в котором преобразование переменного тока с помощью переменного резистора дополнительно включает в себя генерирование сопротивления с помощью бегунка (904), который контактирует с резистивной полоской, и, в частности, дополнительно включающий в себя перемещение задвижной рамой вытяжного шкафа (700), прикрепленной к бегунку, для изменения сопротивления резистивной полоски.
16. Способ по п. 14, в котором преобразование переменного тока переменным резистором дополнительно включает в себя генерирование сопротивления термистором, причем термистор является, в частности, частью термостата, и сопротивление появляется в ответ на температуру.
