RU2020420C1 - Multichannel recorder - Google Patents
Multichannel recorder Download PDFInfo
- Publication number
- RU2020420C1 RU2020420C1 SU4851060A RU2020420C1 RU 2020420 C1 RU2020420 C1 RU 2020420C1 SU 4851060 A SU4851060 A SU 4851060A RU 2020420 C1 RU2020420 C1 RU 2020420C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- counter
- divider
- control
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приборостроению, в частности к электроизмерительной технике, и может быть использовано в тензо- и термометрии для измерения сигналов тензо- и термодатчиков. The invention relates to instrumentation, in particular to electrical engineering, and can be used in strain and thermometry to measure the signals of strain and temperature sensors.
Известен регистратор (система) "Прочность", предназначенный для автоматизации процессов измерения, сбора и обработки информации преобразователей различных величин, характеризующих тепловое, деформированное и напряженное состояние конструкций. Измерительные сигналы в каждом канале поступают на измерительный модуль, представляющий собой преобразователь сигналов датчиков в напряжение и АЦП на выходе, цифровые сигналы которого поступают через информационную шину цифровой части системы в ЭВМ. Поскольку получение цифрового результата измерения в АЦП (уравновешивание) проходит при совместной работе преобразователя сигналов датчиков, датчиков и линий связи, получение результатов измерения требует большого времени из-за неизбежных переходных процессов, связанных с уравновешиванием входной измерительной цепи. Known registrar (system) "Strength", designed to automate the processes of measuring, collecting and processing information of transducers of various sizes, characterizing the thermal, deformed and stressed state of structures. The measuring signals in each channel are fed to the measuring module, which is a converter of the sensor signals into voltage and an ADC at the output, the digital signals of which are fed through the information bus of the digital part of the system to the computer. Since obtaining a digital measurement result in the ADC (balancing) takes place during the joint operation of the transducer of sensors, sensors and communication lines, obtaining measurement results requires a lot of time due to the inevitable transients associated with balancing the input measuring circuit.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является регистратор (система) "Ресурс 23/27", состоящий из восьми нормализаторов и блока АЦП. Для формирования временной диаграммы управления работой регистратора имеется тактовый генератор. Имеется также один общий формирователь управления нормализаторами на их управляющих входах. Результаты измерения из блока АЦП поступают в ЭВМ. Блок АЦП с восемью аналоговыми входами и одним цифровым выходом представляет собой многоканальный АЦП. ЭВМ, осуществляющая прием результатов измерения, по существу выполняемых функций является приемником данных, который может быть реализован не только ЭВМ как таковой, а и микропроцессором, цифровым автоматом, цифровым регистратором и т. д. В этой системе существенно увеличено быстродействие за счет введения нормализаторов, не требующих участия в аналого-цифровом преобразовании сигналов датчиков, проводов подсоединения их к системе и входных измерительно-преобразовательных цепей. Однако для ряда задач (статодинамические испытания конструкций) этого быстродействия оказывается недостаточно. Период поступления пакетов по n результатов измерений в приемник данных определяется выражением
Т=Тн+Тацп+Тприем+Твозврат,
где Тн - время работы нормализатора;
Тацп - время работы АЦП;
Тприем - время приема n результатов измерения;
Твозврат - время возврата регистратора на исходную позицию;
n - число каналов нормализации (число нормализаторов) регистратора.The closest in technical essence and the achieved effect is the registrar (system) "Resource 23/27", consisting of eight normalizers and an ADC unit. To generate a time chart for controlling the operation of the recorder, there is a clock generator. There is also one common shaper control normalizers at their control inputs. The measurement results from the ADC block are sent to the computer. The ADC block with eight analog inputs and one digital output is a multi-channel ADC. A computer that receives measurement results, essentially performed functions, is a data receiver that can be implemented not only by a computer as such, but also by a microprocessor, digital machine, digital recorder, etc. In this system, performance is significantly increased due to the introduction of normalizers, not requiring participation in analog-to-digital conversion of sensor signals, wires connecting them to the system and input measuring and conversion circuits. However, for a number of tasks (statodynamic testing of structures) this speed is not enough. The period of receipt of packets of n measurement results in the data receiver is determined by the expression
T = T n + T ACP + T reception + T return ,
where T n - the operating time of the normalizer;
T ADC - the operating time of the ADC;
T reception is the reception time n of the measurement results;
T return - the time the registrar returns to the starting position;
n is the number of normalization channels (number of normalizers) of the registrar.
К недостаткам следует также отнести СТАРТ-СТОП-й режим работы нормализаторов, отрицательно сказывающийся на точности результатов нормализации из-за ухудшения их повторяемости. Построение блока АЦП (многоканального АЦП) из восьми отдельных АЦП добавляет в результаты измерения дополнительную погрешность из-за неидентичноси точностных характеристик отдельных АЦП и существенно усложняет и удорожает конструкцию регистратора, увеличивая, кроме того, его надежность и затраты на метрологическое обеспечение. The disadvantages should also include the START-STOP mode of operation of normalizers, which adversely affects the accuracy of the results of normalization due to the deterioration of their repeatability. The construction of an ADC block (multi-channel ADC) from eight separate ADCs adds an additional error to the measurement results due to the non-identical accuracy characteristics of individual ADCs and significantly complicates and increases the design of the recorder, increasing, in addition, its reliability and the cost of metrological support.
Целью изобретения является повышение быстродействия, точности и надежности регистратора. The aim of the invention is to increase the speed, accuracy and reliability of the registrar.
Цель достигается тем, что в многоканальный регистратор, содержащий тактовый генератор, многоканальный аналого-цифровой преобразователь с нормализаторами на входах, формирователь управления нормализаторами, подключенный выходом к управляющим входам нормализаторов, и приемник данных, введены счетчик-делитель, запоминающее устройство и блок синхронизации, синхровход которого соединен с выходом деления счетчика-делителя, вход которого соединен с выходом тактового генератора и входом запуска аналого-цифрового преобразователя, а счетным выходом - с управляющим входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с информационным входом запоминающего устройства, выход которого соединен с входом приемника данных, вход управления записью - с выходом конца преобразования аналого-цифрового преобразователя, синхровход - с выходом деления или со счетным выходом счетчика-делителя, а управляющий вход - с выходом стробирования приемника данных, управляющий вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а вход формирователя управления нормализаторами подключен к выходу деления или счетному выходу счетчика-делителя; блок синхронизации выполнен в виде одновибратора, вход и выход которого являются синхровходом и выходом готовности блока синхронизации соответственно; блок синхронизации выполнен в виде RS-триггера, S- и R-входы и выход которого являются синхровходом, входом сброса готовности и выходом готовности блока синхронизации соответственно, причем вход сброса готовности соединен с выходом стробирования приемника данных; блок синхронизации выполнен в виде D-триггера, S-, С- и R-входы и выход которого являются синхровходом, дополнительным синхровходом, входом сброса готовности и выходом готовности блока синхронизации соответственно, причем D-вход триггера соединен с шиной нулевого сигнала, а дополнительный синхровход - с выходом тактового генератора. The goal is achieved in that a multichannel recorder containing a clock generator, a multichannel analog-to-digital converter with input normalizers, a normalizer control driver connected to the control inputs of the normalizers, and a data receiver, a divider counter, a memory device and a synchronization unit, a sync input which is connected to the output of the division of the counter-divider, the input of which is connected to the output of the clock generator and the start input of the analog-to-digital converter, and the output - with the control input of the analog-to-digital converter, the output of which is connected to the information input of the storage device, the output of which is connected to the input of the data receiver, the recording control input - with the output of the conversion end of the analog-digital converter, the sync input - with the division output or with the counter output of the counter -divider, and the control input - with the output of the gating of the data receiver, the control input of which is connected to the output of the synchronization unit, and the input of the shaper control normalizers It is qualified for the division output or the counting output of the divider counter; the synchronization unit is made in the form of a single vibrator, the input and output of which are the sync input and the ready output of the synchronization unit, respectively; the synchronization unit is made in the form of an RS-flip-flop, the S- and R-inputs and the output of which are a sync input, a ready reset input and a ready output of a synchronization unit, respectively, with a ready reset input connected to the strobing output of the data receiver; the synchronization unit is made in the form of a D-trigger, S-, C- and R-inputs and the output of which is a sync input, an additional sync input, a ready reset input and a ready output of a synchronization unit, respectively, moreover, the D-input of the trigger is connected to the zero signal bus, and the additional sync input - with the output of the clock generator.
На фиг. 1 представлена схема заявляемого регистратора; на фиг. 2 и 3 - схема и временная диаграмма работы блока синхронизации, построенного на базе одновибратора; на фиг. 4 и 5 - схема и временная диаграмма работы блока синхронизации, выполненного на базе RS-триггера; на фиг. 6 и 7 - схема и временная диаграмма работы блока синхронизации, выполненного на базе D-триггера; на фиг. 8 - алгоритм работы приемника данных. In FIG. 1 presents a diagram of the inventive registrar; in FIG. 2 and 3 - diagram and timing diagram of the operation of the synchronization unit, built on the basis of a single vibrator; in FIG. 4 and 5 - a diagram and a timing diagram of the operation of the synchronization unit, made on the basis of the RS-trigger; in FIG. 6 and 7 are a diagram and a timing diagram of the operation of a synchronization unit based on a D-trigger; in FIG. 8 - algorithm of the data receiver.
Многоканальный регистратор состоит из тактового генератора 1 и многоканального АЦП 2 с нормализаторами 3 на входах, формирователя 4 управления нормализаторами 3, подключенного выходом к управляющим входам нормализаторов 3, приемника 5 данных, счетчика-делителя 6, соединенного входом с выходом тактового генератора 1 и входом запуска АЦП 2, счетным выходом - с управляющим входом АЦП 2, запоминающего устройства 7, соединенного входом с выходом АЦП 2, выходом - с входом приемника 5 данных, входом управления записью - с выходом конца преобразования АЦП 2, синхровходом - с выходом деления либо со счетным выходом счетчика-делителя 6, входом управления считыванием - с выходом стробирования приемника 5 данных и блока 8 синхронизации, соединенного синхровходом с выходом деления счетчика-делителя 6, причем приемник 5 данных имеет управляющий вход, соединенный с выходом блока 8 синхронизации, а вход формирователя 4 управления нормализаторами 3 подключен к выходу деления либо счетному выходу счетчика-делителя 6 (фиг. 1). Блок 8 синхронизации выполнен в виде одновибратора 9, вход и выход которого являются синхровходом и выходом готовности блока 8 синхронизации соответственно; блок 8 синхронизации выполнен в виде RS-триггера 10, S- и R-входы и выход которого являются синхровходом, входом сброса готовности и выходом готовности блока 8 синхронизации соответственно, причем вход сброса готовности соединен с выходом стробирования приемника 5 данных; блок 8 синхронизации выполнен в виде D-триггера 11, S-, C- и R-входы и выход которого являются синхровходом, дополнительным синхровходом, входом сброса готовности и выходом готовности блока 8 синхронизации соответственно, причем D-вход триггера 11 соединен с шиной нулевого сигнала, а дополнительный синхровход - с выходом тактового генератора 1. The multi-channel recorder consists of a
Регистратор работает следующим образом. Генератор 1 вырабатывает тактовые сигналы f системы, поступающие на счетчик-делитель 6 с коэффициентом деления (счета) n, равным числу нормализаторов 3 системы (фиг. 1). Счетчик-делитель 6 считает тактовые сигналы f и выдает на выходе деления сигнал f/n цикла нормализации через каждые n тактовых сигналов f, а на счетном выходе - кодовый сигнал или дешифрированный эквивалент числа считаемых тактовых сигналов f. АЦП 2 запускается каждым тактовыми сигналом f, а через управляющий вход последовательно в соответствии с сигналами со счетного выхода счетчика-делителя 6 подключает информационные входы для аналого-цифрового преобразования сигналов нормализаторов 3 с цикличностью, равной циклу нормализации (время преобразования нормализаторов 3). Все нормализаторы 3 работают синхронно, по управляющим сигналам формирователя 4 управления нормализаторами 3 запускаются синхронно с сигналом f/n цикла нормализации и по окончании его в следующем цикле имеют на своих устройствах выходной аналоговой памяти соответствующие результаты предыдущего цикла нормализации. Запоминающее устройство 7 принимает цифровые результаты с АЦП 2 по сигналам его конца преобразования, поступающим на вход управления записью запоминающего устройства 7. Однозначность порядка (начала) укладки в запоминающем устройстве 7 результатов в соответствии с расположением нормализаторов обеспечивается сигналами на синхровходе запоминающего устройства 7, которыми могут быть сигнал f/n цикла нормализации с выхода деления либо со счетного выхода счетчика-делителя 6. Считывание результатов из запоминающего устройства 7 осуществляется приемником 5 данных последовательно по сигналам на входе управления считыванием. Таким образом, нормализация входных сигналов, аналого-цифровое преобразование и запись результатов в запоминающее устройство 7 происходят циклически, безостановочно, синхронно с работой генератора 1 и счетчика-делителя 8 независимо от работы приемника 5 данных. Приемник 5 принимает пакет последовательных n результатов непосредственно после появления каждого сигнала на выходе готовности данных блока 8 синхронизации. Прием каждого результата в приемнике 5 данных сопровождается стробирующим сигналом на его выходе стробирования. Сигналы управления для приемника 5 данных вырабатываются блоком 8 синхронизации, исходным сигналом для работы которого является сигнал цикла нормализации на его синхровходе. The registrar works as follows. The
В простейшем случае блок 8 синхронизации представляет собой одновибратор 9 (фиг. 2), запускающийся сигналом f/n цикла нормализации и вырабатывающий импульс сигнала "ГотД" готовности данных длительностью не менее времени, необходимого на его анализ, цифровым устройством 5 и не более времени цикла нормализации, уменьшенного на ту же величину времени анализа (фиг. 3). Алгоритм работы приемника 5 данных показан на фиг. 8. Перед пуском системы в приемнике 5 данных отводят место для К пакетов по n результатов измерения. С пуском системы обнуляется счетчик пакетов в приемнике 5 данных оператором М=0, увеличивается на "1" оператором М=М+1 и приемник 5 приступает к анализу момента появления на его управляющем входе от блока 8 синхронизации сигнала "ГотД". Появлением "ГотД" считается факт наличия этого сигнала сразу же после его отсутствия (путем анализа самого сигнала "ГотД"). Если после анализа делается отрицательное заключение по появлению "ГотД" ("Нет"), приемник 5 возвращается на исходную позицию анализа; если положительное ("Да") - обнуляется счетчик результатов в текущем пакете (J= 0), увеличивается на "1" (J=J+1) и принимается приемником 5 J-й результат М-го пакета. Далее проверяется условие J=n, означающее, принят ли последний (n-й) результат пакета или нет. Если "Нет" - переход на оператор J=J+1, если "Да" - анализ условия М=К, означающего, принят ли последний К-й пакет или нет. Если "Нет" - переход на оператор М=М+1, если "Да" - "Стоп". Входные сигналы нормируются и заносятся в свои выходные устройства аналоговой памяти за время Тн цикла нормализации. АЦП 2 по сигналам со счетного выхода счетчика-делителя 6 (для переключения входов АЦП 2) и по сигналам f с генератора (для запуска АЦП 2) для каждого пакета вырабатывает последовательно n цифровых результатов, соответствующих сигналам на выходах n нормализаторов 3. При этом по окончании преобразования каждого результата своим сигналом конца преобразования АЦП 2 переписывает его в запоминающее устройство 7. Приемник 5 принимает последовательно n результатов измерения из запоминающего устройства 7 по каждому сигналу "ГотД". Следовательно, пакеты результатов измерений поступают в приемник с периодом, равным времени Тн цикла нормализации, что существенно меньше, чем у прототипа.In the simplest case, the
Блок 8 синхронизации может быть выполнен с входом сброса готовности, соединенным с выходом стробирования приемника 5 данных, например, на базе RS-триггера 10, S, R-входы и выход которого являются синхровходом, входом сброса готовности и выходом готовности блока 8 синхронизации соответственно (фиг. 4). В этом случае триггер 10 устанавливается в "1" (выставление "ГотД") сигналом f/n цикла нормализации на синхровходе блока 8 синхронизации, а в "0" (сбрасывание "ГотД") - сигналом "СД" стробирования приемника 5 данных на входе сброса готовности (фиг. 5). Сигнал на выходе триггера 10 является сигналом "ГотД".
Блок 8 синхронизации может быть выполнен с дополнительным синхровходом, соединенным с выходом тактового генератора 1, например, на базе D-триггера 11 (фиг. 6). Установка триггера 11 в "1" при формировании на его выходе сигнала "ГотД" осуществляется сигналом f/n цикла нормализации на синхровходе блока 8 синхронизации. Сброс сигнала "ГотД" записью "0" в триггер 11 осуществляется сигналом "СД" стробирования на входе сброса готовности блока 8 синхронизации при приеме результатов (данных) приемником 5 данных. Если прием данных не начат в начале цикла нормализации, то сигнал "ГотД" сбрасывается сигналом f на дополнительном синхровходе блока 8 синхронизации (фиг. 7), что гарантирует прием данных без риска искажения при попадании на момент смены результатов в запоминающем устройстве 7 в начале цикла нормализации в случае, когда приемник 5 данных по каким-либо причинам задержался с приемом данных, соответствующих выданному сигналу "ГотД". В обоих последних вариантах выполнения блока 8 синхронизации в алгоритме приемника 5 данных не требуется анализировать "появление" сигнала "ГотД" - достаточно установить факт его наличия.
В качестве многоканального АЦП 2 в системе может быть использован один АЦП с аналоговым коммутатором входов либо АЦП с цифровым коммутатором на выходе. При связи синхровхода запоминающего устройства 7 со счетным выходом счетчика-делителя 6 переключение адреса принимаемых цифровых результатов осуществляется кодом счетчика-делителя 6, при связи с выхода деления в запоминающем устройстве 7 должен быть свой счетчик сигналов по входу управления записью с синхронизацией его по синхровходу запоминающего устройства 7 сигналом с выхода деления счетчика-делителя 6. Запоминающее устройство 7 может быть и однопортовым, но потребуется АЦП с более высоким быстродействием, чем в случае двухпортового запоминающего устройства 7. При двухпортовом запоминающем устройстве 7 переключение портов осуществляется по сигналам синхровходах. В качестве приемника 5 данных могут быть использованы микропроцессоры, мини- и микроЭВМ или специальные цифровые автоматы и цифровые регистраторы. Приведены: простейший вариант выполнения блока 11 синхронизации с использованием одновибратора 9 и на триггерах 10 и 11 со сбросом готовности. Возможны и другие модификации выполнения блока 8 синхронизации и алгоритмов работы приемника 5 данных. Вместо триггера 10 (фиг. 4) можно использовать счетчик с дешифратором для снятия сигнала "ГотД" по последнему результату в пакете, что может упростить алгоритм приемника 5 во время приема пакета результатов за счет исключения алгоритмического (программного) счета номеров результатов в пакете. Для случаев, когда стробирующие сигналы не используются для сбросов готовностей, в алгоритмах должен присутствовать для сигналов готовностей анализ их "появления"; если используются, то анализ их наличия. Формирователь 4 управления нормализаторами 3 выполняет задачу выработки необходимых сигналов функционирования нормализаторов 3. Конкретное исполнение его зависит от принципа, заложенного в работу нормализаторов 3. На вход его должен быть подан сигнал, позволяющий синхронизировать работу нормализаторов 3 с работой счетчика-делителя 6, чтобы обеспечить циклическую работу нормализаторов 3 синхронно с рассмотренными ранее блоками. As a
Изобретение обладает существенно большим быстродействием. Постоянный циклический режим работы нормализаторов и АЦП положительно сказывается на точности результатов измерения за счет улучшения их повторяемости. Возможность построения АЦП с коммутатором на входе устраняет погрешности из-за неидентичности аналого-цифрового преобразования для разных нормализаторов, существенно упрощает и удешевляет конструкцию регистратора, увеличивая, кроме того, его надежность и уменьшая затраты на метрологическое обеспечение. Все это выгодно отличает данное техническое решение от ранее известных. The invention has significantly greater speed. The constant cyclic mode of operation of the normalizers and the ADC positively affects the accuracy of the measurement results by improving their repeatability. The ability to build an ADC with a switch at the input eliminates errors due to the non-identity of the analog-to-digital conversion for different normalizers, significantly simplifies and cheapens the design of the recorder, increasing its reliability and reducing the cost of metrological support. All this distinguishes this technical solution from previously known ones.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4851060 RU2020420C1 (en) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | Multichannel recorder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4851060 RU2020420C1 (en) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | Multichannel recorder |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020420C1 true RU2020420C1 (en) | 1994-09-30 |
Family
ID=21527477
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4851060 RU2020420C1 (en) | 1990-07-10 | 1990-07-10 | Multichannel recorder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2020420C1 (en) |
-
1990
- 1990-07-10 RU SU4851060 patent/RU2020420C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Труды ЦАГИ, М., ЦАГИ, 1984, вып.2227, с.12. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2020420C1 (en) | Multichannel recorder | |
RU2020423C1 (en) | Multichannel monitor | |
RU2020421C1 (en) | Multichannel recorder | |
RU2020424C1 (en) | Multichannel monitor | |
RU2020422C1 (en) | Multichannel monitor | |
SU1149255A1 (en) | Device for control of multichannel measuring system | |
SU734662A1 (en) | Information receiving device | |
SU1751859A1 (en) | Multichannel converter of series-to-parallel code | |
SU1280423A1 (en) | Device for compressing and transmitting the telemetring information | |
SU1636800A1 (en) | Method for selective pulse process recording and device thereof | |
SU1564649A1 (en) | Multichannel device for registering analog and digital signals | |
SU1458841A1 (en) | Device for monitoring digital units | |
SU1267398A1 (en) | Information input device | |
SU1280621A1 (en) | Random process generator | |
SU1096658A1 (en) | Digital instrument system | |
SU849474A1 (en) | Pulse discriminator | |
SU1062683A1 (en) | Information input device | |
RU1777162C (en) | Data receiving station with time sharing of channels | |
SU1213427A1 (en) | Apparatus for data collection | |
SU1460723A1 (en) | Device for interfacing subscribers with digital computer | |
SU1275419A1 (en) | Information input device | |
SU1285456A1 (en) | Information input device | |
SU1525923A1 (en) | Device for assessing quality of discrete signal transmission | |
SU1280638A1 (en) | Device for entering analog signals | |
SU1429129A1 (en) | Device for analysis of electrocardiograms |