RU142842U1

RU142842U1 - UNIVERSAL SWITCHING BOARD

Info

Publication number: RU142842U1
Application number: RU2014101238/07U
Authority: RU
Inventors: Александр Сергеевич Меркурьев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Акционерная компания по транспорту нефти "Транснефть" (ОАО "АК "Транснефть"); Открытое акционерное общество "Связь объектов транспорта и добычи нефти" (ОАО "Связьтранснефть")
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2014-07-10

Abstract

Универсальная коммутационная плата, содержащая контроллер и соединенные между собой в магазин сопротивлений резисторы, каждый из которых одним выводом соединен с общей шиной, а другим - со своим электронным ключом, при этом контроллер индивидуальными выходами соединен с затворами электронных ключей каждого резистора, отличающаяся тем, что магазин сопротивлений снабжен, по меньшей мере, одной емкостью, подключенной параллельно резисторам, а плата снабжена источником автономного питания, например аккумулятором, и подключенными к контроллеру тремя кнопочными средствами: кнопкой для запуска коммутации, кнопкой для выбора комбинации подключения схемы магазина сопротивлений и кнопкой выбора необходимого номинала сопротивления, а также средствами индикации, например светодиодами, электронные ключи соединены между собой коммутирующей шиной с возможностью параллельного соединения между собой резисторов, общая шина соединена с коммутирующей шиной посредством четырех дополнительных электронных ключей, причем все четыре дополнительных электронных ключа последовательно соединены между собой, причем первый и второй дополнительные электронные ключи подключены к коммутирующей шине, а третий и четвертый дополнительные электронные ключи подключены к общей шине и через электронный ключ - к "земле", при этом первый и третий электронные ключи подключены к входному разъему магазина сопротивлений, второй и четвертый дополнительные ключи подключены к выходному разъему магазина сопротивлений, первый и второй дополнительные электронные ключи подключены к первому разъему для подключения вспомогательного средств�A universal circuit board containing a controller and resistors connected to each other in a resistance store, each of which is connected to a common bus with one pin and the other with its own electronic key, while the controller has individual outputs connected to the gates of the electronic keys of each resistor, characterized in that the resistance store is equipped with at least one capacity connected in parallel with the resistors, and the board is equipped with an autonomous power source, such as a battery, and connected to the control I use three push-button means: a button to start switching, a button to select a combination of connecting a resistance shop circuit and a button to select the required resistance value, as well as indicating means, for example, LEDs, electronic keys are interconnected by a switching bus with the possibility of parallel connection of resistors, a common bus connected to the switching bus through four additional electronic keys, and all four additional electronic keys in series interconnected, with the first and second additional electronic keys connected to the switching bus, and the third and fourth additional electronic keys connected to the common bus and through the electronic key to the ground, while the first and third electronic keys are connected to the input socket of the resistance store , the second and fourth additional keys are connected to the output connector of the resistance store, the first and second additional electronic keys are connected to the first connector for connecting auxiliary equipment

Description

Полезная модель относится к электроизмерительной технике и может быть использована в измерительных, поверочных устройствах, используемых как вспомогательный пассивный элемент в схемах поверки и калибровки радиотехнических, электрических средств измерений.The utility model relates to electrical engineering and can be used in measuring and calibration devices used as an auxiliary passive element in calibration and calibration schemes of radio-technical and electrical measuring instruments.

Известен магазин низкоомных сопротивлений, содержащий декады эталонных резисторов, соединенных последовательно, входные и выходные зажимы, переключатели декад эталонных резисторов, декады шунтирующих резисторов, соединенных подекадно последовательно, и переключатели декад шунтирующих резисторов, причем декады эталонных резисторов включены последовательно в неразрывную цепь, а декады эталонных резисторов с большими значениями сопротивления включены по краям цепи эталонных резисторов, при этом переключатели декад шунтирующих резисторов совмещены с переключателями смежных декад эталонных резисторов, а резисторы декад шунтирующих резисторов включены с возможностью шунтирования наименьших резисторов декад эталонных резисторов (см. авторское свидетельство SU №1054838, кл. H01C 10/46, 15.11.83).A well-known low-impedance resistance store containing decades of reference resistors connected in series, input and output terminals, switches of decades of reference resistors, decades of shunt resistors connected decade-wise in series, and switches of decades of shunt resistors, and decades of reference resistors included in series in an unbroken circuit, and decades of reference resistors with large resistance values are included along the edges of the chain of reference resistors, while the switches of decades of shunt res tori aligned with adjacent switches decades reference resistors, and resistors decades shunt resistors are included, with bypass resistors least decades reference resistors (see. Inventor's Certificate SU №1054838, cl. H01C 10/46, 15.11.83).

Недостатком этого магазина сопротивлений является отсутствие возможности автоматического переключения режима работы и, как следствие, возможность ошибки при установке требуемых значений сопротивления.The disadvantage of this resistance store is the inability to automatically switch the operating mode and, as a consequence, the possibility of errors when setting the required resistance values.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является магазин сопротивлений, а по существу универсальная коммутационная плата, содержащая контроллер и соединенные между собой в магазин сопротивлений резисторы, каждый из которых одним выводом соединен с общей шиной, а другим - соединен со своим электронным ключом, при этом контроллер индивидуальными выходами соединен с затворами электронных ключей каждого резистора (см. патент на полезную модель RU №72782, кл. H01C 10/46, 27.04.2008).The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a resistance store, and essentially a universal circuit board containing a controller and resistors connected to each other in a resistance store, each of which is connected to a common bus with one output and connected to its electronic one a key, while the controller with individual outputs is connected to the gates of the electronic keys of each resistor (see patent for utility model RU No. 72782, class H01C 10/46, 04/27/2008).

Данная коммутационная плата позволяет автоматизировать процесс выбора требуемого сопротивления путем использования контроллера и электронных ключей. Однако для создания автоматизированной системы необходимо ее подключение к персональному компьютеру, что усложняет ее использование на практике.This circuit board allows you to automate the process of selecting the required resistance by using the controller and electronic keys. However, to create an automated system, it is necessary to connect it to a personal computer, which complicates its use in practice.

Задачей полезной модели является устранение указанных выше недостатков.The objective of the utility model is to eliminate the above disadvantages.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность расширения функциональных возможностей универсальной коммутационной платы за счет расширения возможных комбинаций подключения резисторов магазина сопротивлений с обеспечением непосредственного подключения к ней вспомогательных средства измерения, что позволяет выполнять одновременное, параллельное включение вспомогательных средств измерений (вольтметр, частотомер, измеритель нелинейных искажений и др.) к разъемам платы, осуществляя совмещение операций поверки в части измеряемых значений и таким образом, выполняя поверку наиболее трудоемких средств измерения (комплекты приборов ЕТ-70, ЕТ-90, П-321М), достигая при этом снижения трудозатрат при проведении указанных выше работ на ~35% и повышения производительности в ~1,3 раза.The technical result consists in the possibility of expanding the functionality of a universal circuit board by expanding the possible combinations of connecting resistors of the resistance store with the direct connection of auxiliary measuring instruments to it, which allows simultaneous, parallel connection of auxiliary measuring instruments (voltmeter, frequency meter, meter nonlinear distortions, etc.) to the board connectors, performing verification operations combination in terms of measured values and thus, checking the most labor-intensive measuring instruments (sets of ET-70, ET-90, P-321M devices), while achieving a reduction in labor costs of the above work by ~ 35% and an increase in productivity of ~ 1 ,3 times.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что универсальная коммутационная плата содержит контроллер и соединенные между собой в магазин сопротивлений резисторы, каждый из которых одним выводом соединен с общей шиной, а другим - соединен со своим электронным ключом, при этом магазин сопротивлений снабжен, по меньшей мере, одной емкостью, подключенной параллельно резисторам, а плата снабжена источником автономного питания, например аккумулятором, и подключенными к контроллеру тремя кнопочными средствами: кнопкой для запуска коммутации, кнопкой для выбора комбинации подключения схемы магазина сопротивлений и кнопкой выбора необходимого номинала сопротивления, а также средствами индикации, например светодиодами, при этом контроллер индивидуальными выходами соединен с затворами электронных ключей каждого резистора, электронные ключи соединены между собой коммутирующей шиной с возможностью параллельного соединения между собой резисторов, общая шина соединена с коммутирующей шиной посредством четырех дополнительных электронных ключей, причем все четыре дополнительных электронных ключа последовательно соединены между собой, причем первый и второй дополнительные электронные ключи подключены к коммутирующей шине, а третий и четвертый дополнительные электронные ключи подключены к общей шине и через электронный ключ - к «земле», при этом первый и третий электронные ключи подключены к входному разъему магазина сопротивлений, второй и четвертый дополнительные ключи подключены к выходному разъему магазина сопротивлений, первый и второй дополнительные электронные ключи подключены к первому разъему для подключения вспомогательного средства измерения, например вольтметра, а второй и четвертый дополнительные электронные ключи подключены ко второму разъему для подключения второго вспомогательного средства измерения, например частотомера, причем оба вспомогательных средства измерения при их подключении к указанным разъемам платы одновременно подключены к общей шине.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the universal switching board contains a controller and resistors connected to each other in the resistance store, each of which is connected to a common bus with one output and connected to its electronic key with the other, while the resistance store equipped with at least one capacity connected in parallel with the resistors, and the board is equipped with an autonomous power source, such as a battery, and three button means connected to the controller mi: a button to start switching, a button to select a combination of connecting a resistance shop circuit and a button to select the required resistance value, as well as indicators, for example, LEDs, while the controller has individual outputs connected to the gates of the electronic keys of each resistor, the electronic keys are interconnected by a switching bus with the possibility of parallel connection of resistors, the common bus is connected to the switching bus by means of four additional electronic circuits a cell, and all four additional electronic keys are connected in series with each other, with the first and second additional electronic keys connected to the switching bus, and the third and fourth additional electronic keys connected to the common bus and through the electronic key to the ground, while the first and the third electronic keys are connected to the input terminal of the resistance store, the second and fourth additional keys are connected to the output socket of the resistance store, the first and second additional electronic keys yuchi are connected to the first connector for connecting an auxiliary measuring instrument, for example, a voltmeter, and the second and fourth additional electronic keys are connected to the second connector for connecting a second auxiliary measuring instrument, for example, a frequency meter, and both auxiliary measuring instruments, when connected to the indicated connectors of the board, are simultaneously connected to common bus.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема универсальной коммутационной платы.In FIG. 1 is a schematic diagram of a universal patch board.

На фиг. 2 представлена принципиальная схема магазина сопротивлений универсальной коммутационной платы.In FIG. 2 is a schematic diagram of a resistance store of a universal patch board.

Универсальная коммутационная плата содержит контроллер 1 и соединенные между собой в магазин сопротивлений 2 резисторы 3, каждый из которых одним выводом соединен с общей шиной 4, а другим - со своим электронным ключом 5. Магазин сопротивлений 2 снабжен, по меньшей мере, одной емкостью 6, подключенной параллельно резисторам 3, а плата снабжена источником автономного питания 7, например аккумулятором, и подключенными к контроллеру трем кнопочным средствам: кнопкой 8 для запуска коммутации, кнопкой 9 для выбора комбинации подключения схемы магазина сопротивлений и кнопкой 21 выбора необходимого номинала сопротивления,, а также средствами индикации 10, например светодиодами. Контроллер 1 индивидуальными выходами соединен с затворами электронных ключей 5 каждого резистора 3. Электронные ключи 5 соединены между собой коммутирующей шиной 11 с возможностью параллельного соединения между собой резисторов 3.The universal circuit board contains a controller 1 and resistors 3 connected to each other in a resistance store 2, each of which is connected to a common bus 4 with one terminal and with its own electronic key 5. The resistance store 2 is equipped with at least one capacity 6, connected in parallel with resistors 3, and the board is equipped with an autonomous power supply 7, for example, a battery, and three button means connected to the controller: button 8 to start switching, button 9 to select a combination of connecting the store circuit button on the resistances and 21 select the desired nominal resistance ,, and the indicating means 10, such as LEDs. The controller 1 has individual outputs connected to the gates of the electronic keys 5 of each resistor 3. The electronic keys 5 are interconnected by a switching bus 11 with the possibility of parallel connection of resistors 3.

Общая шина 4 соединена с коммутирующей шиной 11 посредством четырех дополнительных электронных ключей 12, 13, 14 и 15, причем все четыре дополнительных электронных ключа 12, 13, 14 и 15 последовательно соединены между собой, причем первый 12 и второй 13 дополнительные электронные ключи подключены к коммутирующей шине И, а третий 14 и четвертый 15 дополнительные электронные ключи подключены к общей шине 4 и через электронный ключ 20 - к «земле». Кроме того, первый 12 и третий 14 электронные ключи подключены к входному разъему 16 магазина сопротивлений 2, второй 13 и четвертый 15 дополнительные ключи подключены к выходному разъему 17 магазина сопротивлений 2, первый 12 и второй 13 дополнительные электронные ключи подключены к первому разъему 18 для подключения вспомогательного средства измерения (не показано), например вольтметра, а второй 13 и четвертый 15 дополнительные электронные ключи подключены ко второму разъему 19 для подключения второго вспомогательного средства измерения (не показано), например частотомера, причем оба вспомогательных средства измерения при их подключении к указанным разъемам 18 и 19 платы одновременно подключены к общей шине 4.The common bus 4 is connected to the switching bus 11 through four additional electronic keys 12, 13, 14 and 15, and all four additional electronic keys 12, 13, 14 and 15 are connected in series with each other, with the first 12 and second 13 additional electronic keys connected to switching bus And, and the third 14 and fourth 15 additional electronic keys are connected to the common bus 4 and through the electronic key 20 to the "ground". In addition, the first 12 and third 14 electronic keys are connected to the input connector 16 of the resistance store 2, the second 13 and fourth 15 additional keys are connected to the output connector 17 of the resistance store 2, the first 12 and second 13 additional electronic keys are connected to the first connector 18 auxiliary measuring means (not shown), for example a voltmeter, and the second 13 and fourth 15 additional electronic keys are connected to the second connector 19 for connecting a second auxiliary measuring tool (not shown but), for example the frequency, both the auxiliary measuring means when connected to said connectors 18 and the board 19 simultaneously connected to a common bus 4.

При использовании универсальной коммутационной платы путем нажатия кнопочных средств 8, 9, 21 через контроллер 1 посредством электронных ключей 5 и дополнительных электронных ключей 12, 13, 14 и 15 устанавливают режим работы платы и требуемую величину конфигурации подключения резисторов 3 или емкости 6.When using a universal switching board by pressing the button means 8, 9, 21 through the controller 1 by means of electronic keys 5 and additional electronic keys 12, 13, 14 and 15, the operating mode of the board and the required configuration value for connecting resistors 3 or capacitance 6 are established.

Пример 1.Example 1

В случае использования платы для измерения выходного сопротивления генератора (не показан) требуется перевести дополнительные электронные ключи 12, 13 и подключенный к «земле» электронный ключ 20 в закрытое положение, а дополнительные электронные ключи 14 и 15 оставить в открытом положении. Подключение в схему требуемого номинала сопротивления происходит при замыкании соответствующего электронного ключа 5, что позволяет провести измерение выходного сопротивления генератора на разных номиналах сопротивлений, при этом не требуется собирать-разбирать измерительную схему или переключать вольтметр между точками измерительной схемы.In the case of using a board for measuring the output impedance of a generator (not shown), it is necessary to transfer additional electronic keys 12, 13 and an electronic key 20 connected to the ground to the closed position, and leave the additional electronic keys 14 and 15 in the open position. The required resistance value is connected to the circuit when the corresponding electronic switch 5 is closed, which allows the generator output resistance to be measured at different resistance values, without the need to assemble-disassemble the measurement circuit or switch the voltmeter between the points of the measurement circuit.

Пример 2.Example 2

В случае использования платы для измерения входного сопротивления измерителя уровня требуется перевести дополнительные электронные ключи 12 и 15 в закрытое положение, а дополнительные электронные ключи 13 и 14, а также электронный ключ 20 оставить в открытом положении. Подключение в схему номинала сопротивления происходит при замыкании соответствующего электронного ключа, соединенного с соответствующим номиналом сопротивления (резисторов 3).In the case of using the board to measure the input resistance of the level meter, it is required to put the additional electronic keys 12 and 15 into the closed position, and the additional electronic keys 13 and 14, as well as the electronic key 20, to leave in the open position. The resistance rating is connected to the circuit when the corresponding electronic switch is connected, connected to the corresponding resistance rating (resistors 3).

Таким образом, наличие в схеме указанных выше пяти электронных ключей позволяет конфигурировать необходимые для проведения измерений схемы.Thus, the presence of the above five electronic keys in the circuit allows you to configure the necessary circuitry for measurements.

Параметры схемы, т.е. тип и номинал сопротивления отображаются светодиодной индикацией 10. Вход и выход универсальной коммутационной платы снабжены платами - разветвителями (не показаны), которые оборудованы всеми необходимыми типами разъемов. Например, подключение вспомогательных средств индикации может быть осуществлено при помощи стандартных разъемов BNC. Программирование микроконтроллера 1 осуществляется через сервисный разъем, недоступный на корпусе устройства. Кнопки 8, 9 и 21 выполнены без фиксации, в качестве светодиодной индикации 10 использованы светодиоды синего и красного цветов, а в качестве электронных ключей использованы микросхемы электронных ключей ADG 1611, имеющих в своем составе 4 независимых электронных ключа, управляемых по отдельным каналам. Таким образом, используется 3×4=12 электронных ключей, управление которыми осуществляется при помощи 12 портов ввода - вывода контроллера 1 (микроконтроллер ADuC845). Электронные ключи ADG-1611 имеют сопротивление открытого канала не более 1 Ом в диапазоне частот до 3 МГц.Circuit parameters, i.e. the type and rating of resistance are displayed by LED 10. The input and output of the universal patch board are equipped with splitter cards (not shown) that are equipped with all the necessary types of connectors. For example, the connection of auxiliary indicators can be carried out using standard BNC connectors. The programming of microcontroller 1 is carried out through a service connector, not available on the device. Buttons 8, 9 and 21 are made without fixation, blue and red LEDs are used as LED indication 10, and ADG 1611 electronic key microchips are used as electronic keys, having 4 independent electronic keys, controlled by separate channels. Thus, 3 × 4 = 12 electronic keys are used, which are controlled using 12 input / output ports of controller 1 (microcontroller ADuC845). Electronic keys ADG-1611 have an open channel resistance of not more than 1 ohm in the frequency range up to 3 MHz.

В качестве номиналов сопротивлений (резисторов 3) использованы SMD компоненты, при этом необходимые номиналы сопротивлений могут быть получены и при последовательном соединении двух резисторов (см. фиг. 1).As resistance values (resistors 3), SMD components were used, while the necessary resistance values can be obtained by connecting two resistors in series (see Fig. 1).

Поскольку универсальная коммутационная плата является вспомогательным пассивным элементом в поверительных схемах, данное устройство не требует периодической поверки.Since the universal patch board is an auxiliary passive element in verification circuits, this device does not require periodic verification.

Применение предложенного технического решения достигается возможность расширения функциональных возможностей универсальной коммутационной платы.The application of the proposed technical solution achieves the possibility of expanding the functionality of a universal patch board.

Claims

A universal circuit board containing a controller and resistors connected to each other in a resistance store, each of which is connected to a common bus with one pin and the other with its own electronic key, while the controller has individual outputs connected to the gates of the electronic keys of each resistor, characterized in that the resistance store is equipped with at least one capacity connected in parallel with the resistors, and the board is equipped with an autonomous power source, such as a battery, and connected to the control I use three push-button means: a button to start switching, a button to select a combination of connecting a resistance shop circuit and a button to select the required resistance value, as well as indicating means, for example, LEDs, electronic keys are interconnected by a switching bus with the possibility of parallel connection of resistors, a common bus connected to the switching bus through four additional electronic keys, and all four additional electronic keys in series interconnected, with the first and second additional electronic keys connected to the switching bus, and the third and fourth additional electronic keys connected to the common bus and through the electronic key to the ground, while the first and third electronic keys are connected to the input socket of the resistance store , the second and fourth additional keys are connected to the output connector of the resistance store, the first and second additional electronic keys are connected to the first connector for connecting auxiliary equipment measuring, for example a voltmeter, and the second and fourth additional electronic switches connected to a second connector for connecting the second auxiliary measuring means, for example the frequency, both auxiliary

measuring instruments, when connected to the indicated connectors on the board, are simultaneously connected to the common bus.