RU14289U1 - Электронное устройство для контроля за параметрами среды - Google Patents

Abstract

1. Электронное устройство для контроля за параметрами среды, содержащее измерительный блок, в котором установлены процессор и постоянное запоминающее устройство, электрически соединенное своим рабочим входом с цифровым входом процессора, а своим управляющим входом - с управляющим выходом этого же процессора; кроме того, в электронном устройстве для контроля за параметрами среды выполнены канал ввода измеряемых параметров, индикаторный канал и канал управления; при этом в указанном канале ввода измеряемых параметров установлены управляемый электронный переключатель электрических каналов и аналого-цифровой преобразователь, причем аналого-цифровой преобразователь своим выходом электрически соединен с цифровым входом процессора, своим управляющим входом - с управляющим выходом этого же процессора, а своим рабочим входом он также электрически связан с выходом управляемого электронного переключателя электрических каналов, управляющий вход которого, в свою очередь, электрически соединен с управляющим выходом процессора; в индикаторном же канале установлен, по меньшей мере, электронный индикатор, который электрически связан своим входом с выходом процессора, а в канале управления установлено устройство управления, которое своим управляющим выходом электрически соединено с управляющим входом процессора, отличающееся тем, что, в нем установлен еще один или несколько измерительных блоков, причем в каждом из этих измерительных блоков установлен двунаправленный формирователь сигналов связи; при этом каждый из двунаправленных формирователей сигналов связи своим входом электрически соединен с рабочим в

Description

Электронное устройство для контроля за параметрами среды

Данное устройство относится к электронным измерителям параметров среды, таких как давление, температура, вес, сила и т.п.. Оно может быть использовано для создания контрольно измерительных приборов при работе с различными жидкостями и газами, применяемыми в различных областях хозяйственной деятельности человека.

Известны измерители параметров среды, например давления, описанные в авторском свидетельстве СССР N 1245300, МКИ 4 G01L 9/08, публикация 860723 N 27, в патента; США N 4567773, МКИ G01L 19/04, в заявке РСТ N 91/16610, МКИ G01L 19/00, публикация 911031 N 25. Все эти измерители содержат первичный электронный преобразователь параметров среды, в данном случае давления, и схему обработки сигналов, идущих с этого преобразователя.

Все указанные измерители параметров среды могут работать только локально и не позволяют передавать результаты своих измерений на включенный в цепь другой измеритель параметров среды, также как ни один из них не может принимать и показывать результаты измерений, идущих с другого измерителя параметров среды.

Известны электронные измерительные устройства ( патент ФРГ N 3837592, МКИ G01D 7/00, и патент Японии N 2-35922, МКИ G01D 7/00), которые содержат один или несколько каналов измеряемых параметров, электронную схему обработки пост)гпающих по каналам измеряемых параметров сигналов, а также один или несколько каналов индикации измеряеЭти электронные измерительные устройства также не позволяют передавать результаты своих измерений на включенное в общую цепь другое измерительное устройство, также как ни одно из этих измерительных устройств не может принимать и отображать результаты измерений, идущих с другого электронного измерительного устройства.

- г. И X Ближайшим из известных является измеритель параметров среды описанный в издании

«Дистанционный сигнализатор ДС-2.Техническое описание и инструкция по эксплуатации, г. Томск, 1995 г. Этот измеритель параметров среды содержит один или несколько каналов ввода измеряемых параметров, зщравляемый электронный переключатель этих каналов, функцию которого выполняет в данном случае мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, микропроцессор, постоянное запоминающее устройство, а также один или несколько индикаторных каналов. При этом, каналы ввода измеряемых параметров электрически связаны со входами управляемого электронного переключателя электрических каналов, выход которого электрически связан со входом аналого-цифрового преобразователя, а выход последнего электрически связан со свободным входом микропроцессора. Кроме того, с другим свободным входом микропроцессора электрически связан выход постоянного запоминающего устройства, а с отдельными выходами этого же микропроцессора связаны индикаторные каналы. При этом, управляющий вход указанного управляемого электронного переключателя электрических каналов электрически связан с управляющим выходом микропроцессора.

Этот измеритель параметров среды, как и все вышеописанные, также не позволяет передавать результаты своих измерений на включенный в цепь другой электронный измеритель параметров среды, также как он не может принимать и показывать результаты измерений, идущие с другого электронного измерителя параметров среды.

Задачей заявляемого устройства для контроля за параметрами среды является создание такого измерителя параметров среды, который позволит производить измерения одновременно в различных местах, в том числе и разных физических параметров, с помощью отдельных измерительных блоков, связанных между собой в единую систему, и передавать результаты измерений с каждого из этих блоков на любой измерительный блок, входящий в эту систему. При этом, устройство должно обеспечивать автоматизированный контроль за исправностью каналов индикации.

liooo W(e

2

Поставленная задача решается тем, что как и в известном, в заявляемом электронном устройстве для контроля за параметрами среды выполнен измерительный блок, содержащий процессор и постоянное запоминающее устройство, причем, постоянное запоминающее устройство своим выходом электрически связано со входом процессора, кроме того, в измерителе параметров среды выполнены, по меньшей мере, канал ввода измеряемьк параметров, индикаторный канал и канал управления; при этом, в канале ввода измеряемых параметров установлены, по меньшей мере, управляемый переключатель электрических каналов и аналого-цифровой преобразователь, причем, аналого-цифровой преобразователь своим выходом электрически непосредственно связан со входом процессора, своим управляющим входом также непосредственно - с управляющим выходом процессора, а своим рабочим входом непосредственно или через соответствующие электронные устройства - с выходом управляемого переключателя электрических каналов, управляющий вход которого электрически связан со свободным управляющим выходом процессора; в индикаторном же канале установлен, по меньшей мере, электронный индикатор, а в канале управления -устройство управления процессором, которое своим выходом электрически связано с управляющим входом этого процессора.

В отличие от известного, в заявляемом электронном устройстве для контроля за параметрами среды установлен еще один или несколько измерительных блоков, причем, в каждом из измерительных блоков установлен двунаправленный формирователь сигналов связи и все эти измерительные блоки электрически связаны между собой через эти двунаправленные формирователи сигналов связи.

Измерительные блоки могзт быть связаны между собой параллельно, при этом выходы всех двунаправленных формирователей сигналов связи электрически связаны между собой.

Измерите.льные блоки могут быть электрически связаны между собой последовательно, при этом между соседними электрически связанными между собой измерительными блоками установлен дополнительный двунаправленный формирователь сигналов связи, выход которого электрически связан со входом процессора одного из этих соседних йзмерительных блоков, а вход - с выходом двунаправленного формирователя сигналов связи, входящего в состав другого соседнего измерительного блока.

Измерительные и индикаторные каналы могут быть выполнены либо в одном и том же измерительном блоке, либо - в разных.

В электронном устройстве для контроля за параметрами среды выход двунаправленного формирователя сигналов связи, находящегося в составе измерительного блока, может быть параллельно электрически связан с отдельным входом процессора, который входит в состав этого же измерительного блока, что позволит контролировать исправность указанного двунаправленного формирователя сигналов связи.

В электронном устройстве для контроля за параметрами среды , по меньшей мере, в одном из отдельных измерительных блоков может быть установлено оперативное запоминающее устройство, которое своим управляющим входом электрически связано с управляющим выходом процессора, входящего в состав этого же измерительного блока, а своим рабочим выходом - с отдельным входом этого же процессора. Такое решение позволит организовать общий вычислительный канал для всех измерительных блоков, входящих в схему электронного измерителя параметров среды.

В электронном устройстве для контроля за параметрами среды выход дополнительного двунаправленного формирователя сигналов связи, устанавливаемого при последовательной электрической связи измерительных блоков, также может быть параллельно электрически связан со свободным входом процессора, входящего в состав этого измерительного блока, с которым этот двунаправленный формирователь сигналов связи уже связан своим выходом, с целью контроля его исправности.

В электронном устройстве для контроля за параметрами среды, по меньшей мере, в одном индикаторном канале может быть установлен дешифратор-формирователь сигналов, электронный цифровой индикатор и фильтр нижних частот, а в процессоре, с которым электрически связан этот индикаторный канал, выполнен выход, на котором он формирует широтно-импульсный модулированный сигнал, при этом, деышфратор-формирователь сигналов своим входом электрически связан с выходом указанного процессора, а своим выходом - с цифровым входом электронного цифрового индикатора; а фильтр нижних частот своим входом электрически связан с указанным выходом процессора, формирующего широтно-импульсный модулированный сигнал, а своим выходом этот фильтр нижних частот электрически связан со входом указанного электронного цифрового индикатора и параллельно - со свободным выходом указанного процессора.

В электронном устройстве для контроля за параметрами среды, по меньшей мере, в одном из индикаторных каналов может быть установлен усилитель-формирователь сигналов и источник светового излучения, например лампочка накаливания, при этом указанный усилитель-формирователь сигналов своим входом электрически связан со свободным выходом процессора, входящего в состав измерительного блока, а своим выходом он также электрически связан, во-первых, со входом указанного источника светового излучения, и, вовторых, параллельно со свободным входом указанного процессора. Это позволяет контролировать исправность данного индикаторного канала.

В электронном устройстве для контроля за параметрами среды , по меньшей мере, в одном из индикаторных каналов установлены усилитель формирователь сигнала и электрическое реле, причем вход усилителя формирователя сигналов связан электрически со свободным цифровым выходом процессора, входящего в состав измерительного блока, а выход электрически связан со входом электрического реле, одна пара контактов которого также электрически связана непосредственно с цифровым входом указанного процессора. Это позволяет контролировать исправность работы электрического реле.

В электронном устройстве для контроля за параметрами среды, по меньшей мере, в одном из индикаторных каналов могут быть установлены цифро-аналоговый преобразователь и преобразователь выходного сигнала цифро-аналогового преобразователя в необходимое напряжение или ток, причем, цифро-аналоговый преобразователь своим входом электрически связан с цифровым выходом процессора, входящего в состав измерительного блока, а своим выходом, во-первых, он также электрически связан со входом преобразователя выходного сигнала цифро-аналогового преобразователя в напряжение или ток и, во-вторых,

параллельно - со свободным входом указанного процессора; выход же преобразователя сигнала цифро-аналогового преобразователя в напряжение или ток оставлен свободным для внешнего подключения. Это позволяет контролировать исправность индикаторного канала.

В электронном устройстве для контроля за параметрами среды , по меньшей мере, в одном из измерительных блоков процессор может быть выполнен управляемым и в этом блоке может быть установлено устройство управления, которое своим выходом электрически связано с управляющим входом указанного процессора. Это позволяет производить необходимую настройку или перенастройку во всех измерительных блоках, входящих в состав электронного измерителя параметров среды.

В измерительном канале электронного устройства для контроля за параметрами среды могут быть установлены аналого-цифровой преобразователь, усилитель электрических сигналов и первичный датчик параметра среды, причем, первичный датчик параметра среды электрически связан со входом усилителя электрических сигналов, выход которого электрически связан со входом аналого-цифрового преобразователя, а выход последнего электричесьси связан с цифровым входом процессора, управляющий выход которого электрически соединен с управляющим входом указанного аналого-цифрового преобразователя.

На фиг. 1 (6) показана схема электронного устройства для контроля за параметрами среды, у которого все измерительные блоки связаны между собой параллельно.

На фиг. 2 (7) показана схема электронного устройства для контроля за параметрами среды, у которого все измерительные блоки связаны между собой последовательно.

На фиг.З (8) показан фрагмент схемы электронного устройства для контроля за параметрами среды, у которого на отдельных измерительных блоках выполнены принципиальные электрические схемы канала ввода измеряемых параметров, канала управления, вычислительного канала. Здесь же на отдельном измерительном блоке показан индикаторный канал, но без раскрытия его схемы.

На фиг.4 (9) показан фрагмент схемы электронного устройства для контроля за параметрами среды, на котором показаны различные варианты построения схем индикаторных каналов.

Электронное устройство для контроля за параметрами среды, содержит ряд измерительных блоков ( в данном примере - это измерительные блоки A,B,C,N), количество которых неопределенно и устанавливается потребителем в каждом конкретном . Каждый из измерительных блоков содержит процессор 1 (5), постоянное запоминающее устройство 2 (6) и двунаправленный формирователь сигналов связи 3 (11). При этом, в каждом измерительном блоке постоянное запоминающее устройство 2 (6) своим выходом электрически соединено со входом процессора 1 (5), а двунаправленный формирователь сигналов связи 3 (11) своим входом электрически присоединен к выходу этого же процессора 1. Кроме того, все двунаправленные формирователи сигналов связи 3, содержащиеся в измерительных блоках А,В,С и N, электрически связаны между собой своими выходами паралельно через электрическзю линию связи. В измерительных блоках А,В,С и N выполнены или канал ввода измеряемых параметров, или канал управления, или индикаторные каналы, или вычислительный канал. При этом все перечисленные выше каналы выполнены в разных измерительных блоках, хотя, при необходимости, они могут совмещаться и в одном блоке. Например, канал ввода измеряемых параметров можно выполнить в одном измерительном блоке вместе с каналами индикации; или канал управления с вычислительным каналом и т.д.. Все измерительные блоки, в данном примере А,В,С и N, могут быть соединены между собой последовательно (см.фиг.2). В этом случае в каждом измерительном блоке А,В,С и N должны быть установлены дополнительные двунаправленные формирователи сигналов связи 4 (28), которые своим выходом электрически присоединены ко входу процессора 1. Вход же этого дополнительного двунаправленного формирователя сигналов связи 4 (28) электрически связан с выходом основного двунаправленного формирователя сигналов связи 3, а все остальные элементы и связи остаются такими же, как описаны выше. 1

в канале ввода измеряемых параметров ( см. фиг. 3 ) в данном примере, в измерительном блоке А установлены первичный электронный датчик параметра среды 5 (1), управляемый переключатель электрических каналов 6 (2), усилитель электрических сигналов 7 (3) и аналого-цифровой преобразователь 8 (4). При этом первичный электронный датчик параметра среды 5 (1) своим выходом электрически связан с одним из входов управляемого переключателя электрических каналов 6 (2), другой вход которого заземлен. Выход же этого управляемого переключателя электрических каналов 6 через последовательно связанные между собой усилитель электрических сигналов 7 (3) и аналого-цифровой преобразователь 8 (4) электрически связан со входом процессора 1. Кроме того, и управляющий вход управляемого переключателя электрических каналов 6, и управляющий вход аналого-цифрового преобразователя 8 электрически связаны с управляющими выходами процессора 1 - каждый со своим.

В управляющем канале ( см.фиг.З 8 ), вьшолненном в измерительном блоке В, установлено управляющее устройство 9 (12), которое своим выходом электрически связано со входом управления процессора 1.

В вычислительном канале ( см. фиг. 3(8 ), выполненном в измерительном блоке N, установлено оперативное запоминающее устройство 10 (27), которое своим выходом электрически связано со входом процессора 1, а своим управляющим входом по каналу управления - с управляюыщм выходом этого же процессора 1.

Индикаторные же каналы могут быть выполнены в самых разных вариантах (см.фиг.4/9 ). В данном примере показаны четыре варианта выполнения индикаторного канала. Он может содержать дешифратор-формирователь сигнала 11 (30), цифровой индикатор 12 (29) и фильтр нижних частот 13 (31). При этом, вход дешифратора-формирователя сигнала 11 (30) электрически связан с рабочим выходом процессора 1, а выход - со входом цифрового индикатора 12. В процессоре 1, кроме того, вьшолнен выход, на котором программно формируется широтно-импульсный модулированный сигнал так называемый выход ШИМ, с которым электрически связан своим входом фильтр нижних чартот IS (31), выхо4 которвго связан с управляющим входом цифрового индикатора 12 (29). Такой канал индикации вьшолнен в

измерительном блоке Е.

Индикаторный канал может содержать усилитель-формирователь сигналов 14 (36) и источник света 15 (32), например светодиод. При этом усилитель-формирователь сигнала 14 своим входом электрически связан с рабочим выходом процессора 1, а выходом - с источником света 15 и параллельно с рабочим входом процессора 1. Такой вариант канала выполнен в данном примере в измерительном блоке F.

Индикаторный канал может содержать усилитель-формирователь сигнала 14 и электрическое реле 16 (33). При этом усилитель-формирователь сигнала 14 своим входом электрически СВЯЗШ1 с рабочим выходом процессора 1, а выходом - с рабочим входом реле 16, причем, один из общих контактов этого реле 15 через нормально замкнутый контакт этой же группы связан с рабочим свободным входом процессора 1, а другие общие контакты реле 16 и его нормально замкнутые и разомкнутые контакты оставлены свободными с возможностью подключения к ним внешних устройств. Такой вариант индикаторного канала выполнен в данном примере в измерительном блоке G.

Индикаторный канал может содержать цифро-аналоговый преобразователь 17 (35) и преобразователь выходного сигнала в ток или напряжение 18 (34). При этом, вход цифроаналогового преобразователя 18 (34) электрически связан с рабочим выходом процессора 1, а выход - со входом преобразователя выходного сигнала в ток или напряжение 18 и параллельно - с отдельным рабочим входом процессора 1. Один же рабочий выход преобразователя выходного сигнала в ток или напряжение 18 оставлен свободным для внешнего подключения, а другим своим рабочим выходом он электрически связан со свободным рабочим входом процессора 1. Такой вариант индикаторного канала в данном примере вьшолнен в измерительном блоке Н.

Содержащийся в измерительном блоке двунаправленный форкшрователь сигналов связи 3 своим выходом может быть параллельно электрически связан с рабочим входом процессора 1, входящего в состав этого же измерительного блока. Т.е. в этих двунаправленных форМ ОО С Об

9 м с с в ирователях сигналов связи 3 могут быть выполнены обратные связи с процессором 1 ( м.фиг. ). Это позволяет контролировать исправность их работы. Для реализации электронного устройства для контроля за параметрами среды в соответтвии с выше приведенными схемами могут быть использованы следующие реально сущестующие устройства: -процессор 1 (ПРЦ) - микросхема типа К1816ВЕЗ 5; -постоянное запоминающее устройство 2 (ПЗУ) - микросхема типа К573РФ8; -двунаправленный формирователь сигналов связи 3 (ДФСС), в том числе дополнительный 4 28, для работы на двухпроводную линию связи по стандарту RS485 - микросхема типа АДМ1485; первичный электронный датчик параметра среды 5 1 (ПЭД) - интегральный тензопреобразователь давления серии «Д фирмы «Орлэкс ; управляемый переключатель электрических каналов 6 (УПЭК) - микросхема типа К561КТЗ; усилитель электрических сигналов 7 (УЭС) - микросхема АД622; -аналого-цифровой преобразователь 8 (АЦП) - микросхема К572ПВ2; -дешифратор формирователь сигнала 11 (ДФС) - микросхема К564ИД4; -цифровой индикатор 12 (ЦИ) - типа АЛС324; фильтр нижних частот 13 (ФНЧ) - схема из резистора и конденсатора; усилитель формирователь сигнала 14 - ключевой мощный импульсный усилитель 1/4 часть микросхемы шинного формирователя К1554АПЗ -источник света 15 (ИС) - светодиод типа АЛ307; -электрическое реле 16 - типа РЭС90; -цифро-аналоговый преобразователь 17 (ЦАП) - микросхема К572ПА1.

Электронное устройство для контроля за параметрами среды , вьшолненное по описываемому варианту, работает следующим образом. При параллельном включении измерительных блоков ( см. фиг. 1/6 ) поступающий по каналу ввода измеряемых параметров электрический сигнал, отображающий характеристики измеряемых параметров, поступает в процессор, расположенный в измерительном блоке А. Этот сигнал в процессоре 1 обрабатывается в соответствии с программой, заложенной в постоянном запоминающем устройстве2. В результате этого на выходе процессора 1 будет сформирован результирующий электрический сигнал, максимально отображающий истинные характеристики измеряемых параметров. Одновременно процессор 1 формирует также идентифицирующий сигнал, который позволяет выделить результирующий электрический сигнал, формируемый в измерительном блоке А, из ряда других электрических сигналов, протекающих в линиях связи электронного измерителя параметров среды.

Результирующий и идентифицирующий электрические сигналы поступают с минимальным интервалом времени с выхода процессора 1, расположенного в измерительном блоке А, на вход двунаправленного формирователя сигналов связи 3, расположенного в этом же измерительном блоке А, - сначала идентифицирующий сигнал, а затем - результирующий.

В двунаправленном формрфователе сигналов связи 3, расположенном в измерительном блоке А, эти сигналы усиливаются до определенного уровня и затем попадают в линию связи, с которой электрически связаны измерительные блоки А,В,С и N. По .пинии связи эти электрические сигналы - и результирующий, и идентифицирующий - попадают на каждый из двунаправленных формирователей сигналов связи 3, расположенных в измерительных блоках В,С и N. В каждом из этих двунаправленных формирователей сигналов связи 3 указанные электрические сигналы будут усилены до определенного уровня и затем - переданы на вход каждого из процессоров, расположенных в измерительных блоках В,С и N. По идентифищфующему электрическому сигналу процессор определяет какой результирующий сигнал в него поступил, а в соответствии с этим он формирует запрос в постоянное запоминающее устройство 2 и далее производит с этим сигналом те действия, которые хранятся в постоянном запоминающем устройстве 2.

Так, в измерительном блоке В этот сигнал не будет воспринят; в измерительном блоке С этот сигнал пройдет соответствующую обработку и поступит в индикаторные каналы, причем, для каждого из индикаторных каналов этот результирующий сигнал будет обработан в соответствии с определенными требованиями. В измерительном же блоке N этот результирующий сигнал пройдет в процессоре 1 также соответствующую обработку, алгоритм которой зафиксирован в постоянном запоминающем устройстве 2, и поступит в вычислительный канал и т. д.. При этом количество измерительных блоков и их расположение ничем не ограничено, так как сигналы передаются в цифровой форме.

При последовательном соединении измерительных блоков ( см. фиг. 2) идентифицирующий и результирующий электрические сигналы, усиленные в двунаправленном формирователе сигналов связи 3, расположенном в измерительном блоке А, в дальнейшем по линии связи, попадают на дополнительный двунаправленный формирователь сигналов связи 4, в котором эти сигналы также усиливаются до определенного уровня. Затем эти уже усиленные сигналы поступают на один из свободных входов процессора 1. По идентифицирующему электрическому сигналу процессор 1 определяет пропустить результирующий сигнал без изменений или обработать его в соответствии с одной из программ, заложенной в постоянном запоминающем устройстве 2, расположенном в измерительном блоке В. Необработанный или обработанный результирующий сигнал с выхода процессора 1, расположенного в измерительном блоке В, попадает на вход двунаправленного формирователя сигналов связиЗ, расположенного в этом же измерительном блоке В. Там он усиливается и по линии связи попадает на другой дополнительный двунаправленный формирователь сигналов связи 4 измерительного блока С.

Далее все происходит так же как описано выше. Только процессор 1 в измерительном блоке С определяет, кроме того, нужно ли результирующий сигнал - обработанный или необработанный - параллельно подать в индикаторные каналы. Из измерительного блока С результирующий и идентифицирующий сигналы попадают в измерительный блок N, где все вышеописанные процессы повторяются. Если электрический результирующий сигнал обрабатьшается в канале управления, который в нашем примере электрически связан с измерительным блокам В, то все вьшхеописанные процессы также повторяются, а процессоры 1 измерительного блока А, измерительного блока С и измерительного блока N определяют как использовать поступивший сигнал для конкретного измерительного блока А, С и N. При последовательном соединении количество и место расположения измерительных блоков также ничем не ограничивается.

Если в измерительном канале заявляемого устройства установлены первичный электронный датчик параметра среды 5, управляемый электронный переключатель каналов 6, усилитель электрических сигналов 7 и аналого-цифровой преобразователь 8 (см. фиг.З 8), то работа этого устройства осуществляется следующим образом.

В случае, когда аналоговый сигнал от первичного электронного датчика параметра среды 5, например, является достаточно сильным и не требует какого-либо усиления, он сразу поступает на аналого-цифровой преобразователь 8, минуя усилитель электрических сигналов 7. В аналого-цифровом преобразователе 8 этот сигнал принимает цифровую форму и поступает в процессор 1. Там он обрабатьшается в соответствии с программой, заложенной в постоянном запоминающем устройстве 2, и через двунаправленный формирователь сигналов связи 3, усиленный им до определенного уровня, поступает через линию связи на все измерительные блоки В,С и N. При этом, процессор 1 измерительного блока В на этот сигнал не реагирует; в измерительном блоке С этот сигнал поступает в индикаторные каналы и отображается на индикаторных устройствах; в измерительном блоке N результирующий сигнал обрабатывается в соответствии с программой, заложенной в постоянное запоминающее устройство 2 этого же блока, и затем направляется в оперативное запоминающее устройство 10 этого же блока, где и хранится до тех пор, пока не поступит команда, посылаемая от управляющего устройства 9, расположенного в измерительном блоке В. По этой команде, например, результирующий сигнал из оперативного запоминающего устройства 10 может быть вьщан на один из индикаторных каналов измерительного блока С.

В случае, когда аналоговый сигнал, поступающий, например, от первичного электронного датчика параметров среды 5 является слабым, то он с выхода управляемого электронного переключателя каналов 6 попадает на усилитель электрических сигналов 7. При этом вход усилителя электрических сигналов 7 через управляемый электронный переключатель каналов 6 периодически заземляется, что происходит в соответствии с командой, поступающей от процессора 1 измерительного блока А. В результате периодического заземления входа усилителя электрических сигналов 7 его нулевое показание всегда имеет постоянное значение и таким образом исключается ошибка, возникающая из-за «плавающего нуля усилителя электрических сигналов 7. Далее весь процесс происходит так же как описано вьппе. Очередностью включения первичных электронных датчиков параметров среды 5 управляет процессор 1 измерительного блока А, а работой этого процессора 1 можно, кроме того, управлять с помощью устройства управления 9, расположенного в измерительном блоке В.

Индикаторные каналы, вьшолненные так как это показано на фиг.4(9, работают следующим образом. Поступающий с выхода ШИМ процессора 1 измерительного блока Е сигнал проходит через фильтр нижних частот 13, в результате чего на вход регулировки контрастности цифрового индикатора 12 будут поступать сигналы с определенным уровнем постоянного напряжения. Регулируя уровень напряжения, поступающего на цифровой индикатор 12 с выхода фильтра нижних частот 13, регулируют контрастность показаний этого цифрового индикатора 12, С выхода фильтра нижних частот 13 сигнал параллельно по обратной связи попадает в процессор 1 измерительного блока Е, где по заданной программе происходит сравнение этого сигнала с пороговыми значениями - минимально и максимально допустимыми для нормальной работы фильтра низких частот 13. Эти пороговые значения заложены в постоянном запоминающем устройстве 2 этого же измерительного блока и поступают через цифровой канал в микропроцессор 1 этого же измерительного блока Е.

Формируемый в процессоре 1 измерительного блока Е результирующий (вместе с идентифицирующим) сигнал через двунаправленный формирователь сигналов связи 3 этого же измерительного блока Е поступает в линию связи и оттуда - во все измерительные блоки - F, G, Н. При этом, в соответствии с заложенной программой, процессоры 1 соответствующих измерительных блоков G и Н не воспринимают этот сигнал, а блока F реагирует на него. В сл)ае, если поступающий на процессор 1 измерительного блока F сигнал, идущий из измерительного блока Е, несет информацию о том, что идущий от фильтра нижних частот 13 сигнал имеет значение ниже или выше порогового, то этот процессор 1 измерительного блока F включает в индикаторном канале измерительного блока F источник света 15, например, светодиод. Загорание светодиода будет говорить о том, что фильтр нижних частот 13 неисправен. Таким образом, при снижении контрастности цифрового индикатора 12, оператор, контролирующий электронное устройство д.11я контро.11я за параметрами среды, сможет сделать однозначный вывод о причинах этой неисправности: свечение свето диода 15 в индикаторном канале измерительного блока F говорит о неисправности фильтра нижних частот 13 или ШИМ выхода процессора 1 измерительного блока Е; при отсутствии же загорания источника света 15 снижение контрастности цифрового индикатора 29 будет говорить о неисправности самого цифрового индикатора 12.

В то же самое время по обратной связи, которая соединяет выход усилителяформирователя сигналов 14 процессора 1 измерительного блока F, на этот процессор 1 поступит напряжение, ве;шчина которого зависит от работоспособности источника света 15. Процессор 1 этого измерительного блока F сравнит величину этого напряжения с пределами значений, которые заложены в постоянном запоминающем устройстве 2 измерительного блока F, и если величина этого напряжения выйдет за эти пределы, то процессор 1 измерительного блока F сформирует соответствующий результирующий и идентифицирующий сигналы и через двунаправленный формирователь сигналов связи 3 измерительного блока F передаст их в линию связи. Этот сигнал с линии связи гМадет во все измерительные блоки, однако, при соответствующем программировании его воспримет только процессор 1 измерительного блока Е. В результате, если указанное напряжение выходит за пороговые уровни, то процессор 1 отобразит это на цифровом индикаторе 12 мигающим мнемокодом, чем привлечет внимание оператора. Таким образом, в случае какой-либо неисправности в усилителеформирователе 14 или источнике света 15 электронное устройство для контроля за параметрами среды подает сигнал об этой неисправности, в результате чего существенно повышается надежность его показаний.

Электрический сигнал, идущий из канала ввода измеряемых параметров и формируемый соответствующим измерительным блоком (см.фиг. 1 (б и 2(7), через линию связи попадет также и в измерительный блок G (см.фиг.4 9). При этом, если попадающий в электрическое реле 16 сигнал имеет значение, выходящее за пределы пороговых значений, установленных в постоянном запоминающем устройстве 2 измерительного блока G, то это реле 16 срабатывает и включает какое-либо исполнительное устройство, например звуковую сирену. Параллельно, с этого реле 16 по обратной связи, соединяющей одну из пар контактов этого реле 16 с процессором 1 измерительного блока G, на этот процессор 1 поступает сигнал, отображающий состояние этих контактов - замкнуто или разомкнуто, и если их состояние не соответствует значениям, заложенным в постоянном запоминающем устройстве 2 этого измерительного блока G, то процессор 1 этого же измерительного блока через свой двунаправленный формирователь сигналов связи 3 направляет в линию связи сигнал о неисправности реле 16. По линии связи этот сигнал поступит во все измерительные блоки, однако по характеристикам идентифицирующего сигнала он будет воспринят только измерительным блоком Е, который сразу отобразит эту неисправность на табло цифрового индикатора 12 в мигающем режиме, что позволит привлечь внимание оператора не только к неисправности реле 16, но и к главному - что параметр вышел за границы установленных пределов.

Попадая в измерительный блок П, идущий из измерительного канала (см.фиг.1) сигнал после соответствующей обработки в процессоре 1 этого измерительного блока Н, поступает на цифро-аналоговый преобразователь 17, где он преобразуется в аналоговую форму. В аналоговой форме этот сигнал поступает на преобразователь напряжения в ток 18, где он преобl 0 {0 06 16

разуется в ток, сила которого пропорциональна значению измеряемого параметра. Ток с указанного преобразователя 18 может быть подан на какой-нибудь исполнительный механизм или токовый индикатор. Одновременно по обратной связи, соединяющей параллельно выход преобразователя напряжения в ток 18 со входом процессора 1 измерите.11ьного блока Н ток через усилитель-формирователь сигнала 14 попадает в процессор 1 этого же измерительного блока Н. Усилитель-формирователь сигнала 14 настроен на значения тока таким образом, что если ток находится в заданном диапазоне, то на процессор 1 поступает один цифровой логический сигнал, например «логическая 1, а в другом случае - «логический О. Поэтому, процессор 1 измерительного блока Н по сигналу обратной связи сразу распознает неисправность цепи преобразования цифрового сигнала в ток и может сформировать и отправить через двунаправленный формирователь сигналов связи 3 соответствующий сигнал в линию связи. Далее этот сигнал будет воспринят процессором 1 измерительного блока Е и/или F. На индикаторных устройствах этих измерительных блоках Е и/или F можно отобразить неисправность в цепи преобразования сигнала в ток в измерите.11ьном блоке Н или, что ток вьщхел за установленные пределы. Таким образом, электронное устройство для контроля за параметрами среды позволяет получить измерительную систему произвольно расположенную в пространстве, измерительные блоки которой функционально взаимоувязаны. Т.е. эта система позволяет вести измерение параметров, их индикацию и управление работой всей системы с любого из входящих в ее состав измерительных блоков. К тому же эта система обеспечивает надежный контроль за исправной работой каналов индикаций различной конфигурации.

Заявитель:

Главный инженер

ЗАО И. Ю. Одинцов

Патентообладатель(.А.Губкин

Claims (11)

1. Электронное устройство для контроля за параметрами среды, содержащее измерительный блок, в котором установлены процессор и постоянное запоминающее устройство, электрически соединенное своим рабочим входом с цифровым входом процессора, а своим управляющим входом - с управляющим выходом этого же процессора; кроме того, в электронном устройстве для контроля за параметрами среды выполнены канал ввода измеряемых параметров, индикаторный канал и канал управления; при этом в указанном канале ввода измеряемых параметров установлены управляемый электронный переключатель электрических каналов и аналого-цифровой преобразователь, причем аналого-цифровой преобразователь своим выходом электрически соединен с цифровым входом процессора, своим управляющим входом - с управляющим выходом этого же процессора, а своим рабочим входом он также электрически связан с выходом управляемого электронного переключателя электрических каналов, управляющий вход которого, в свою очередь, электрически соединен с управляющим выходом процессора; в индикаторном же канале установлен, по меньшей мере, электронный индикатор, который электрически связан своим входом с выходом процессора, а в канале управления установлено устройство управления, которое своим управляющим выходом электрически соединено с управляющим входом процессора, отличающееся тем, что, в нем установлен еще один или несколько измерительных блоков, причем в каждом из этих измерительных блоков установлен двунаправленный формирователь сигналов связи; при этом каждый из двунаправленных формирователей сигналов связи своим входом электрически соединен с рабочим выходом того процессора, который установлен в одном с ним измерительном блоке, а все измерительные блоки электрически связаны между собой через указанные двунаправленные формирователи сигналов связи.

2. Электронное устройство для контроля за параметрами среды по п.1, отличающееся тем, что в нем все измерительные блоки связаны между собой параллельно и при этом выходы двунаправленных формирователей сигналов связи электрически также соединены между собой.

3. Электронное устройство для контроля за параметрами среды по п.1, отличающееся тем, что в нем все измерительные блоки связаны между собой последовательно и, при этом, между каждыми двумя соседними по электрической цепи измерительными блоками установлен дополнительный двунаправленный формирователь сигналов связи, вход которого электрически соединен со входом процессора, входящего в состав одного из соседних по электрической цепи измерительных блоков, а вход также электрически соединен с выходом двунаправленного формирователя сигналов связи, входящего в состав другого из соседних по электрической цепи измерительных блоков.

4. Электронное устройство для контроля за параметрами среды по пп.1-3, отличающееся тем, что в нем индикаторные и измерительные каналы выполнены совместно в одном и том же измерительном блоке.

5. Электронное устройство для контроля за параметрами среды по пп.1-3, отличающееся тем, что в нем индикаторные и измерительные каналы выполнены в разных измерительных блоках.

6. Электронное устройство для контроля за параметрами среды по пп.1-5, отличающееся тем, что в нем выход двунаправленного формирователя сигналов связи параллельно электрически связан со входом того процессора, с выходом которого электрически соединен вход этого же двунаправленного формирователя сигналов связи.

7. Электронное устройство для контроля за параметрами среды по пп.1-6, отличающееся тем, что в нем, по меньшей мере, в одном из измерительных блоков установлено оперативное запоминающее устройство, которое своим рабочим выходом электрически соединено с рабочим входом того процессора, который установлен в одном измерительном блоке с оперативным запоминающим устройством; управляющий же выход этого оперативного запоминающего устройства соединен электрически с отдельным управляющим выходом этого же процессора.

8. Электронное устройство для контроля за параметрами среды по пп.1-6, отличающееся тем, что в нем, по меньшей мере, в одном из индикаторных каналов установлены дешифратор - формирователь сигналов, электронный цифровой индикатор и фильтр нижних частот, а в процессоре, с которым электрически связан этот индикаторный канал, выполнен выход "ШИМ"; при этом дешифратор - формирователь сигналов своим входом электрически соединен с рабочим входом указанного процессора, а своим выходом - с цифровым входом электронного цифрового индикатора, а фильтр нижних частот своим входом электрически соединен с выходом "ШИМ" указанного процессора, а своим входом он электрически соединен с управляющим аналоговым входом указанного цифрового индикатора.

9. Электронное устройство для контроля за параметрами среды по пп.1-6, отличающееся тем, что в нем в одном из индикаторных каналов установлены усилитель - формирователь сигнала и источник светового излучения, например светодиод; при этом усилитель - формирователь сигнала своим входом электрически соединен со свободным выходом того процессора, с которым соединен канал индикации, а своим выходом он также электрически соединен со входом источника светового излучения и, параллельно, со свободным входом указанного процессора.

10. Электронное устройство для контроля за параметрами среды по пп.1-6, отличающееся тем, что в нем в одном из индикаторных каналов установлены усилитель - формирователь сигнала и электрическое реле, при этом вход усилителя - формирователя сигнала электрически присоединен к свободному цифровому выходу того процессора, с которым электрически связан указанный канал индикации, а выход также электрически присоединен ко входу электрического реле, одна из пар контактов которого электрически соединена со свободным цифровым входом указанного процессора.

11. Электронное устройство для контроля за параметрами среды по пп.1-6, отличающееся тем, что в нем в канале ввода измеряемых параметров установлен усилитель электрических сигналов и первичный электронный датчик параметров среды; при этом усилитель электрических сигналов своим выходом электрически соединен со входом аналого-цифрового преобразователя, а своим входом - с выходом управляемого электронного переключателя электрических каналов; первичный же электронный датчик параметров среды своим рабочим выходом электрически соединен с одним из свободных входов управляемого электронного переключателя электрических каналов, причем другой из свободных входов этого управляемого электронного переключателя электрических каналов заземлен.