RU2031447C1

RU2031447C1 - Multichannel meter

Info

Publication number: RU2031447C1
Authority: RU
Inventors: В.Е. Бодров; П.В. Миодушевский; А.А. Моисеев; Б.П. Подборонов; С.С. Соколов
Original assignee: Центральный аэрогидродинамический институт им.проф.Н.Е.Жуковского
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1990-07-12
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: invention makes it possible to enhanced substantially extent of common communication line of analog signals of attended pickups simultaneously providing for increased frequency of interrogation of measurement channels. Isolation of part of measurement circuit of meter in the form of subunit ensures connection of common communication line into circuit with information feedback which safeguards decrease of influence of noise on transmitted analog signals and leads to improved precision of results of interrogation of attended pickups. EFFECT: enhanced speed of action of device and improved authenticity of its operation. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к технике электрических измерений, а точнее к многоканальным средствам электроизмерительной техники, обеспечивающим получение результатов измерений сигналов от различных датчиков электрических и неэлектрических величин с электрическим выходом, которые используются в одном измерительном эксперименте. The invention relates to techniques for electrical measurements, and more specifically to multichannel means of electrical engineering, providing the results of measurements of signals from various sensors of electrical and non-electrical quantities with electrical output, which are used in one measuring experiment.

Преимущественное использование изобретения предполагается при комплексных испытаниях различных механических конструкций, их отдельных частей, в том числе таких, как тепло- и электроэнергетические объекты, трубопроводы, корпуса транспортных средств, исследованиях свойств конструкционных материалов. The predominant use of the invention is expected in complex tests of various mechanical structures, their individual parts, including such as heat and power facilities, pipelines, vehicle bodies, studies of the properties of structural materials.

Известно многоканальное устройство, предназначенное для работы с датчиками различных типов. Наиболее характерным признаком его являются унифицирующие измерительные модули, содержащие выходной коммутатор аналоговых сигналов, каждые десять измерительных каналов которого конструктивно объединены с соответствующим измерительным преобразователем одного из трех типов дешифраторов выходов унифицирующих преобразователей, которые с его помощью соединены с групповым усилителем, выход которого подсоединен к входу аналого-цифрового преобразователя, устройство управления, отдельное вычислительное средство. A multi-channel device is known for operating with sensors of various types. Its most characteristic feature is unifying measuring modules containing an analog signal output switch, each ten measuring channels of which are structurally combined with the corresponding measuring transducer of one of the three types of unifying converter output decoders, which are connected with a group amplifier, the output of which is connected to the analog input -digital converter, control device, a separate computing tool.

Недостатками этого устройства являются его определенная аппаратурная избыточность и относительно малое быстродействие. The disadvantages of this device are its certain hardware redundancy and relatively low speed.

Из известных многоканальных измерительных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является измерительно-вычислительный комплекс К742, состоящий из блоков входных коммутаторов, обслуживающих до 128 датчиков каждый, объединяемых блоком мультиплексора входных коммутаторов, при этом общая длина линий связи от датчиков до входных коммутаторов (l₁) и от последних до блока аналогового мультиплексора (l₂) составляет около 40-50 м, длина линии связи от блока мультиплексора входных коммутаторов (l₃) до следующего блока программируемого нормирующего преобразователя не должна превышать 50-60 м. Блок программируемого нормирующего преобразователя конструктивно объединяет такие узлы устройства, как аналоговый мультиплексор, перестраиваемый измерительный преобразователь, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и контроллер. При этом информационные и управляющие выходы котроллера связаны с входами аналогового мультиплексора, перестраиваемого измерительного преобразователя и блоком управления устройства, управляющие и информационные входы которого связаны двусторонними линиями связи с программируемым нормирующим преобразователем, входными коммутаторами, мультиплексором входных коммутаторов и внешним потребителем.Of the known multichannel measuring devices, the closest in technical essence to the invention is the measuring and computing complex K742, consisting of input switch units serving up to 128 sensors each, combined by an input switch multiplexer unit, the total length of communication lines from sensors to input switches (l ₁ ) and from the latter to the analog multiplexer block (l ₂ ) is about 40-50 m, the length of the communication line from the input switch multiplexer block (l ₃ ) to the next program block Ammirurable normalizing converter should not exceed 50-60 m. The block of programmable normalizing converter constructively combines such device components as an analog multiplexer, a tunable measuring converter, an analog-to-digital converter (ADC) and a controller. In this case, the information and control outputs of the controller are connected to the inputs of the analog multiplexer, the tunable measuring transducer and the control unit of the device, the control and information inputs of which are connected by two-way communication lines with a programmable normalizing converter, input switches, input switch multiplexer and an external consumer.

В прототипе реализована поставленная в изобретении цель: расширение функциональных возможностей многоканальных измерительных устройств при уменьшении аппаратурной избыточности. Однако прототипу свойственен ряд недостатков, ограничивающих его использование, а именно относительно небольшая общая протяженность линий связи от датчиков до входа АЦП, весьма существенное влияние электромагнитных помех в линиях связи от датчиков до АЦП, уменьшение точности (достоверности) результатов измерений сигналов датчиков при повышении скорости опроса датчиков. The prototype implements the goal of the invention: expanding the functionality of multichannel measuring devices while reducing hardware redundancy. However, the prototype has a number of disadvantages that limit its use, namely, the relatively small total length of the communication lines from the sensors to the input of the ADC, the very significant effect of electromagnetic interference in the communication lines from the sensors to the ADC, and the decrease in the accuracy (reliability) of the measurement results of sensor signals with an increase in the polling speed sensors.

Цель достигается тем, что в многоканальное измерительное устройство, содержащее коммутатор, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, а информационные (аналоговые) входы являются информационными входами устройства, аналоговый мультиплексор, первый вход которого подключен к выходу коммутатора, второй вход соединен с первым выходом контроллера, а выход подключен к первому входу перестраиваемого измерительного преобразователя, второй вход которого соединен с вторым выходом контроллера, вход которого подключен к второму выходу блока управления, причем выход перестраиваемого измерительного преобразователя подключен к входу АЦП, первый вход-выход блока управления является входом-выходом устройства, введен второй контроллер, первый вход-выход которого соединен с входом-выходом АЦП, а второй вход-выход подключен к второму входу-выходу блока управления, а также тем, что во втором контроллере наряду с блоком буферной памяти предусмотрены два дешифратора, при этом выход блока буферной памяти подсоединен к первому входу второго дешифратора, второй вход которого подключен к первому выходу первого дешифратора, второй выход которого подсоединен к входу блока буферной памяти, вход-выход которого является первым входом-выходом второго контроллера, второй вход-выход которого образован объединением входа первого дешифратора с вторым входом блока буферной памяти и выходом второго дешифратора. The goal is achieved in that in a multichannel measuring device containing a switch, the control input of which is connected to the first output of the control unit, and the information (analog) inputs are information inputs of the device, an analog multiplexer, the first input of which is connected to the output of the switch, the second input is connected to the first controller output, and the output is connected to the first input of the tunable measuring transducer, the second input of which is connected to the second output of the controller, the input of which is connected is connected to the second output of the control unit, the output of the tunable measuring transducer is connected to the input of the ADC, the first input-output of the control unit is the input-output of the device, a second controller is introduced, the first input-output of which is connected to the input-output of the ADC, and the second input-output connected to the second input-output of the control unit, as well as the fact that in the second controller along with the buffer memory block there are two decoders, while the output of the buffer memory block is connected to the first input of the second decoder, second whose input is connected to the first output of the first decoder, the second output of which is connected to the input of the buffer memory block, the input-output of which is the first input-output of the second controller, the second input-output of which is formed by combining the input of the first decoder with the second input of the buffer memory block and the output of the second decoder.

Существенность введенных отличий состоит в том, что для достижения поставленной цели в отличие от цели, достигаемой в прототипе, очевидно, что физическая протяженность и число линий связи в рассматриваемых устройствах всегда, без исключений, накладывает ограничения как на скорости передачи электрических сигналов от датчиков, так и на качество (точность, достоверность) передаваемой с их помощью информации. Поэтому во всех подобных технических средствах стремятся, по возможности, предельно сокращать как протяженность, так и само число таких линий связи. С учетом сказанного, но исходя из необходимости обеспечения заданной общей протяженности линий связи от датчиков до потребителя в предлагаемом техническом решении предусматривается возможно большее сокращение протяженности отдельных участков и количества линий связи, при этом предлагается наиболее протяженным участком линии связи, передающим аналоговые сигналы от датчиков, выполнить участок линии связи между входом блока перестраиваемого нормирующего преобразователя и входом АЦП. Иными словами конструктивно аналоговый мультиплексор и перестраиваемый измерительный преобразователь из блока программирующего нормирующего преобразователя следует перенести в блок коммутирующего устройства прототипа, сведя тем самым к минимуму протяженность соответствующих участков линий связи. При выполнении указанного, учитывая сказанное выше, один контроллер необходимо разместить в непосредственной близости к аналоговому мультиплексору и перестраиваемому измерительному преобразователю, а другой контроллер поместить как можно ближе к АЦП и к блоку управления. При указанном расположении блоков и узлов многоканального измерительного устройства обеспечивается существенное уменьшение длины ряда линий связи и с управляющими сигналами, что особенно важно для контроллера, работающего с АЦП, операции в котором должны совершаться за доли микросекунды. The significance of the introduced differences is that in order to achieve the set goal, in contrast to the goal achieved in the prototype, it is obvious that the physical length and number of communication lines in the considered devices always, without exception, impose restrictions on the transmission speed of electrical signals from sensors, so and on the quality (accuracy, reliability) of the information transmitted with their help. Therefore, in all such technical means, they strive, as far as possible, to reduce as much as possible both the length and the number of such communication lines. Based on the foregoing, but based on the need to ensure a given total length of communication lines from sensors to the consumer, the proposed technical solution provides for the greatest possible reduction in the length of individual sections and the number of communication lines, while it is proposed that the longest section of the communication line transmitting analog signals from sensors be performed a section of the communication line between the input of the tunable normalizing converter unit and the ADC input. In other words, structurally, the analog multiplexer and the tunable measuring transducer from the programming normalizing transducer block should be transferred to the prototype switching device block, thereby minimizing the length of the corresponding sections of communication lines. When doing this, taking into account the above, one controller must be placed in close proximity to the analog multiplexer and tunable measuring transducer, and the other controller should be placed as close as possible to the ADC and to the control unit. With the indicated arrangement of blocks and nodes of a multichannel measuring device, a significant reduction in the length of a number of communication lines with control signals is provided, which is especially important for a controller working with an ADC, in which operations must be completed in fractions of a microsecond.

С учетом сказанного проводят сравнительный анализ составляющих погрешности результата измерений сигнала датчика напряжения с помощью устройства-прототипа и предлагаемого устройства. Для конкретности считают, что на участке линии связи от датчика до коммутатора действует аддитивная помеха ΔU₁, а на участке от выхода коммутирующего устройства до входа АЦП действует помеха ΔU_2. Погрешности узлов обоих сравнительных устройств одинаковы. Также полагают, что опробование устройств выполнено, т.е. тип датчика, его схема включения, диапазон измерения АЦП установлены. В соответствии со сказанным сигнал напряжения, действующий на вход АЦП, U_вх и показание АЦП можно представить выражениями для устройства-прототипа
U_вх = [U_д + ΔU₁ + ΔU₂ - (U_к + Δ Uк)]К₁(1 +
+ δ К) = С₁N₁, (1) для предлагаемого устройства
U_вх = [U_д + ΔU₁ - [U_к + Δ U_к)]K₂)1 + δ K) +
+ ΔU₂ = С₁N₂.Based on the foregoing, a comparative analysis of the components of the error of the measurement result of the voltage sensor signal using a prototype device and the proposed device. For concreteness, it is believed that an additive interference ΔU ₁ acts on the section of the communication line from the sensor to the switch, and interference ΔU ₂ acts on the section from the output of the switching device to the ADC input _. The errors of the nodes of both comparative devices are the same. It is also believed that the testing of devices is performed, i.e. type of sensor, its switching circuit, ADC measurement range installed. In accordance with the above, the voltage signal acting on the input of the ADC, U _I and the ADC reading can be represented by the expressions for the prototype device
U _I = [U _d + ΔU ₁ + ΔU ₂ - (U _to + Δ Uk)] To ₁ (1 +
+ δ K) = C ₁ N ₁ , (1) for the proposed device
U _I = [U _d + ΔU ₁ - [U _k + Δ U _k )] K ₂ ) 1 + δ K) +
+ ΔU ₂ = C ₁ N ₂ .

После некоторых алгебраических преобразований и пренебрежения членами представляющих составляющие погрешностей второго порядка можно получить для устройства-прототипа
U_д+ ΔU₁+ ΔU₂ + ΔU_K+δK(U_д) =

N

+

N

, для предлагаемого устройства
U_д- U_К+ ΔU₁ + ΔU_K +

+ δK₂ (U_д- U_к) =

N

+

U

, где U_д - измеряемое напряжение сигнала датчика;
ΔU₁ - напряжение помехи на участке датчик - коммутатор;
ΔU₂ - напряжение помехи на участке коммутатор - вход АЦА;
U_к - напряжение компенсации, в нашем примере для устройства-прототипа U_к = 0 (середина диапазона измерения), для предлагаемого устройства значение U_к определяется значением середины поддиапазона в диапазоне измерений АЦП;
ΔU_к - погрешность установки значения U_к;
К₁ - расчетное значение коэффициента усиления в перестраиваемом измерительном преобразователе (для устройства-прототипа);
К₂ - то же, что и К₁, но для предлагаемого устройства;
δК - относительная погрешность установки К₁ (или К₂), δК₁ = δ К₂;
С₁ - значение единицы младшего разряда кода отсчета АЦП;
N₁ ^' - составляющая кода счета, соответствующая значению U_д;
ΔN_1,o - составляющая кода отсчета, соответствующая значение абсолютной погрешности АЦП;
ΔN_1,1 - составляющая кода отсчета, соответствующая значению помехи ΔU₁;
ΔN_1,2 - составляющая кода отсчета, соответствующая значению помехи ΔU₂;
ΔU_1,3 - составляющая кода отсчета, соответствующая значению ΔU_к;
ΔU_1,4 - составляющая кода отсчета, обусловленная погрешностью δК;
N₂ ^' - составляющая кода отсчета, соответствующая значению разности U_д - U_к;
Δ_N2,i; i = 0-4 - составляющая кода отсчета, соответствующая ΔN_1,i, но не для прототипа, а для предлагаемого устройства.After some algebraic transformations and neglect of the terms representing the constituent errors of the second order can be obtained for the prototype device
U _d + ΔU ₁ + ΔU ₂ + ΔU _K + δK (U _d ) =

N

+

N

, for the proposed device
U _d - U _K + ΔU ₁ + ΔU _K +

+ δK ₂ (U _d - U _k ) =

N

+

U

where U _d - the measured voltage of the sensor signal;
ΔU ₁ - interference voltage in the sensor-switch section;
ΔU ₂ - interference voltage at the switch - ACA input section;
U _to - compensation voltage, in our example, for the prototype device U _k = 0 (the middle of the measurement range), for the proposed device, the value of U _to is determined by the value of the middle of the sub-range in the ADC measurement range;
ΔU _to - the error in setting the value of U _to ;
To ₁ - the calculated value of the gain in the tunable measuring transducer (for the prototype device);
K ₂ - the same as K ₁ , but for the proposed device;
δK is the relative error of the installation K ₁ (or K ₂ ), δK ₁ = δ K ₂ ;
C ₁ is the value of the unit of the least significant bit of the ADC reference code;
N ₁ ^' - component of the account code corresponding to the value of U _d ;
ΔN _{1, o} - component of the reference code, the corresponding value of the absolute error of the ADC;
ΔN _1,1 is the component of the reference code corresponding to the interference value ΔU ₁ ;
ΔN _1,2 is the component of the reference code corresponding to the interference value ΔU ₂ ;
ΔU _1,3 - component of the reference code corresponding to the value of ΔU _to ;
ΔU _1,4 is the component of the reference code, due to the error δK;
N ₂ ^' is the component of the reference code corresponding to the value of the difference U _d - U _k ;
Δ _{N2, i} ; i = 0-4 is the component of the reference code corresponding to ΔN _{1, i} , but not for the prototype, but for the proposed device.

Изложенное выше свидетельствует о наличии в заявленном решении признаков отличительных от прототипа, включающих как дополнительные элементы, так и ранее неизвестные связи между ними и элементами прототипа. Эти элементы (контроллер, АЦП, блок буферной памяти, дешифраторы) находят широкое применение в измерительной технике. В заявленном техническом решении они использованы по своему прямому назначению, проявляя при этом в отдельности известные свойства. Однако взятые в совокупности эти элементы и элементы прототипа проявляют новое свойство - уменьшение значений отдельных составляющих погрешности, т. е. повышение точности результата измерений, не повторяющее ни одно из известных свойств отличительных признаков, не являющихся их суммой. Другими словами каждый из введенных элементов, отдельно взятый, необходим для обеспечения сформулированного положительного эффекта, а они вместе, т. е. с учетом их взаимосвязей, достаточны, чтобы отличить предлагаемое многоканальное измерительное устройство в целом от других подобного назначения и характеризовать его в том качестве, которое проявляется в повышении точности результатов измерений сигналов датчиков. The above indicates the presence in the claimed solution of signs distinctive from the prototype, including both additional elements and previously unknown relationships between them and the elements of the prototype. These elements (controller, ADC, buffer memory unit, decoders) are widely used in measurement technology. In the claimed technical solution, they are used for their intended purpose, while exhibiting individually known properties. However, taken together, these elements and prototype elements exhibit a new property - reducing the values of the individual components of the error, i.e., increasing the accuracy of the measurement result, not repeating any of the known properties of the distinctive features that are not their sum. In other words, each of the introduced elements, taken separately, is necessary to ensure the formulated positive effect, and together, that is, taking into account their interconnections, are sufficient to distinguish the proposed multichannel measuring device as a whole from other similar purposes and to characterize it as such , which is manifested in increasing the accuracy of the measurement results of the sensor signals.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 дан пример выполнения перестраиваемого измерительного преобразователя; на фиг.3 - пример выполнения первого контроллера; на фиг.4 - пример выполнения второго контроллера; на фиг.5 - пример выполнения блока управления. In FIG. 1 shows a structural diagram of a device; figure 2 is an example implementation of a tunable measuring transducer; figure 3 is an example of the execution of the first controller; figure 4 is an example of a second controller; figure 5 is an example implementation of the control unit.

Предлагаемое многоканальное измерительное устройство (фиг.1) содержит блок 1 управления, соединенный с коммутатором 2, первым контроллером 3, вторым контроллером 4, при этом информационный вход коммутатора 2 является информационным входом устройства, выход коммутатора 2 связан с первым входом аналогового мультиплексора 5, второй вход которого соединен с первым выходом первого контроллера 3, выход аналогового мультиплексора 5 соединен с входом перестраиваемого измерительного преобразователя 6, второй вход которого подключен к второму выходу первого контроллера 3, выход перестраиваемого измерительного преобразователя 6 подключен к входу АЦП 7, вход-выход которого подключен к первому вход-выходу второго контроллера 4. The proposed multi-channel measuring device (figure 1) contains a control unit 1 connected to the switch 2, the first controller 3, the second controller 4, while the information input of the switch 2 is the information input of the device, the output of the switch 2 is connected to the first input of the analog multiplexer 5, the second the input of which is connected to the first output of the first controller 3, the output of the analog multiplexer 5 is connected to the input of the tunable measuring transducer 6, the second input of which is connected to the second output the first controller 3, the output of the tunable measuring transducer 6 is connected to the input of the ADC 7, the input-output of which is connected to the first input-output of the second controller 4.

Блок 1 управления соединен с коммутатором 2, первым контроллером 3, вторым контроллером 4 и внешним потребителем линиями связи 8, 9, 10 и 11 соответственно, при этом линии 10 и 11 связи выполнены двусторонними типа вход-выход. Выход коммутатора 2 линией 12 связи соединен с первым входом аналогового мультиплексора 5, второй вход которого линией 13 связи подключен к первому выходу первого контроллера 3. Второй выход последнего линией 14 связи соединен с вторым входом перестраиваемого измерительного преобразователя 6, первый вход которого линией 15 связи подключен к выходу аналогового мультиплексора 5. Выход перестраиваемого измерительного преобразователя 6 соединен линией 16 связи с входом АЦП 7, вход-выход которого подключен к первому вход-выходу второго контроллера двусторонней линией 17 связи. The control unit 1 is connected to the switch 2, the first controller 3, the second controller 4 and the external consumer by communication lines 8, 9, 10 and 11, respectively, while the communication lines 10 and 11 are made of two-way input-output type. The output of the switch 2 by a communication line 12 is connected to the first input of the analog multiplexer 5, the second input of which is connected by a communication line 13 to the first output of the first controller 3. The second output of the last communication line 14 is connected to the second input of the tunable measuring transducer 6, the first input of which is connected by a communication line 15 to the output of the analog multiplexer 5. The output of the tunable measuring transducer 6 is connected by a communication line 16 to the ADC input 7, the input-output of which is connected to the first input-output of the second controller two-way communication line 17.

Перестраиваемый измерительный преобразователь 6 (фиг.2) предназначен обслуживать тензорезисторные, термометрические, термоэлектрические датчики, а также датчики с унифицированным выходом по напряжению (по авт.св. СССР N 865011) и содержит источник 18 опорного тока (напряжения), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 19, измерительный усилитель 20 с двумя независимыми входами. Указанные узлы управляются командами, поступающими от первого контроллера 3 по линиям 21, 22, 23 связи соответственно. Аналоговые сигналы проходят аналоговый мультиплексор 5 по линиями 24, 25 связи, по линии 27 связи от источника 18 опорного напряжения к ЦАП 19, выход которого линией 28 связи подключен к одному из входов измерительного усилителя 20, к другому входу которого по линии 26 связи подводится измеряемое напряжение с выхода аналогового мультиплексора 5. Выход измерительного усилителя 20 является выходом перестраиваемого измерительного преобразователя 6, который линией 16 связи подсоединен к входу АЦП 7. The tunable measuring transducer 6 (FIG. 2) is designed to serve strain gauge, thermometric, thermoelectric sensors, as well as sensors with a unified voltage output (according to the USSR St. N 865011) and contains a source of 18 reference current (voltage), digital-to-analog converter (DAC) ) 19, measuring amplifier 20 with two independent inputs. These nodes are controlled by commands received from the first controller 3 via communication lines 21, 22, 23, respectively. The analog signals pass the analog multiplexer 5 along the communication lines 24, 25, along the communication line 27 from the reference voltage source 18 to the DAC 19, the output of which is connected by a communication line 28 to one of the inputs of the measuring amplifier 20, to the other input of which the measured voltage from the output of the analog multiplexer 5. The output of the measuring amplifier 20 is the output of the tunable measuring transducer 6, which is connected by a communication line 16 to the input of the ADC 7.

Первый контроллер 3 (фиг.3) обеспечивает выполнение многочисленных (в примере до 100) программ совместного функционирования аналогового мультиплексора 5 и перестраиваемого измерительного преобразователя 6 и состоит из трех дешифраторов 29, 30, 31 и блока 36 буферной памяти. Выходы дешифраторов 29 и 30 подключены к первому и второму входам дешифратора 31 линиями 34 и 35 связи соответственно. Дешифратор 31 преобразует линейные десятичные коды с выходов дешифраторов 29 и 30 в единичный позиционный код, который с выходов дешифратора 31 по линиям 13 и 14 связи управляет работой ключевых элементов аналогового мультиплексора 5 и перестраиваемого измерительного преобразователя 6 соответственно. Входы дешифраторов 29 и 30 по линиям 32 и 33 связи получают двоичные коды программы работы ключевых элементов с второго выхода блока 1 управления. В блок 36 буферной памяти с соответствующими масштабными изменениями можно записывать значения кодов, управляющих работой ЦАП 19, входящего в состав перестраиваемого измерительного преобразователя 6, которые вводятся в него по линии 22 связи, при этом соответствующие управляющие входы вводятся в блок 36 буферной памяти по линии 37 связи, соединенной с вторым выходом блока 1 управления. Первый контроллер 3 связан с блоком 1 управления, аналоговым мультиплексором 5 и перестраиваемым измерительным преобразователем 6 линиями 9, 13 и 14 связи соответственно. The first controller 3 (Fig. 3) provides for the execution of numerous (in the example up to 100) programs for the joint functioning of the analog multiplexer 5 and the tunable measuring transducer 6 and consists of three decoders 29, 30, 31 and a buffer memory unit 36. The outputs of the decoders 29 and 30 are connected to the first and second inputs of the decoder 31 lines 34 and 35, respectively. The decoder 31 converts the linear decimal codes from the outputs of the decoders 29 and 30 into a single positional code, which controls the operation of the key elements of the analog multiplexer 5 and the tunable measuring transducer 6 from the outputs of the decoder 31 via communication lines 13 and 14, respectively. The inputs of the decoders 29 and 30 on the communication lines 32 and 33 receive binary codes of the program of work of key elements from the second output of the control unit 1. In the block 36 of the buffer memory with the corresponding large-scale changes, it is possible to write the values of the codes that control the operation of the DAC 19, which is part of the tunable measuring transducer 6, which are entered into it via the communication line 22, while the corresponding control inputs are entered into the block 36 of the buffer memory via the line 37 communication connected to the second output of the control unit 1. The first controller 3 is connected to the control unit 1, an analog multiplexer 5 and a tunable measuring transducer 6 via communication lines 9, 13 and 14, respectively.

Второй контроллер 4 (фиг.4) обеспечивает функционирование АЦП 7, связан с блоком 1 управления и АЦП 7 двусторонними линиями 10 и 17 связи соответственно и содержит два дешифратора 38, 39 и блок 40 буферной памяти. Вход дешифратора 38 и первый вход-выход блока 40 буферной памяти соединены линиями 42 и 41 связи с вторым входом-выходом блока 1 управления, от которого (и в который) поступают коды как номеров программ работы контроллера 4, так и коды результатов измерений сигналов датчиков. Первый выход дешифратора 38 линией 43 связи подсоединен к первому входу дешифратора 39, второй выход дешифратора 38 линией 44 связи подключен к входу блока 40 буферной памяти, выход которого подключен к входу дешифратора 39 линией 45 связи, а второй вход-выход является первым входом-выходом контроллера 4, который линией 17 связи соединен с входом-выходом АЦП 7. Выход дешифратора 39 линией 46 связи (которая вместе с линиями 41 и 42 связи образуют двустороннюю линию 10 связи) подключен к второму входу-выходу блока 1 управления. The second controller 4 (Fig. 4) ensures the operation of the ADC 7, is connected to the control unit 1 and the ADC 7 by two-way communication lines 10 and 17, respectively, and contains two decoders 38, 39 and a buffer memory unit 40. The input of the decoder 38 and the first input-output of the buffer memory unit 40 are connected by communication lines 42 and 41 to the second input-output of the control unit 1, from which (and to which) the codes of both the program numbers of the controller 4 and the measurement results of sensor signals . The first output of the decoder 38 by the communication line 43 is connected to the first input of the decoder 39, the second output of the decoder 38 by the communication line 44 is connected to the input of the buffer memory unit 40, the output of which is connected to the input of the decoder 39 by the communication line 45, and the second input-output is the first input-output controller 4, which is connected by a communication line 17 to the input-output of the ADC 7. The output of the decoder 39 by the communication line 46 (which together with the communication lines 41 and 42 form a two-way communication line 10) is connected to the second input-output of the control unit 1.

Дешифратор 39 предназначен для определения кода поддиапазонов, значения которых должны быть переданы в блок 1 управления. В приводимом примере дешифратор определяет восемь поддиапазонов, на которые равномерно разделен весь диапазон возможных значений кода результата измерений. Если, например, диапазон возможных значений кода результата измерений находится в пределах от минус 10000 до плюс 10000 единиц отсчета, то этот диапазон в 20000 единиц разбивается на поддиапазоны по 2500 единиц в каждом. Таким образом, поддиапазон "0" находится в границах от минус 10000 до минус 7500 единиц отсчета, поддиапазон "1" - в границах от минус 7500 до минус 5000 единиц отсчета, поддиапазон "3" - в границах от минус 2500 до 0000 единиц отсчета ... и, наконец, диапазон "7" - в пределах от плюс 7500 до плюс 10000 единиц отсчета. В результате сравнения кода отсчета, поступившего в дешифратор 39 от блока 40 буферной памяти, с границами поддиапазонов с выхода дешифратора 39 по линии 46 связи в блок 1 управления передается код поддиапазона, в который попадает сравниваемый код отсчета. The decoder 39 is designed to determine the code of the subbands, the values of which must be transmitted to the control unit 1. In the given example, the decoder defines eight subbands into which the entire range of possible values of the measurement result code is evenly divided. If, for example, the range of possible values of the measurement result code is in the range from minus 10,000 to plus 10,000 reference units, then this range of 20,000 units is divided into subranges of 2,500 units each. Thus, subband "0" is in the range from minus 10,000 to minus 7,500 units of reference, subband "1" is in the range from minus 7,500 to minus 5,000 reference units, subband "3" is in the range from minus 2,500 to 0000 units of reference. .. and, finally, the range "7" - ranging from plus 7500 to plus 10000 units of reference. As a result of comparing the reference code received in the decoder 39 from the buffer memory unit 40 with the boundaries of the subbands from the output of the decoder 39, the subband code into which the compared reference code falls falls into the control unit 1 via the communication line 46.

Блок 1 управления (фиг.5) обеспечивает взаимодействие всех остальных составляющих многоканального измерительного устройства и связь с внешним потребителем (ЭВМ) и содержит узел 49 приемопередатчиков, узел 50 гальванического разделения, дешифраторы 51 и 52, регистры 53-57 и узел 47 синхронизации, обеспечивающий необходимую временную диаграмму функционирования всего многоканального измерительного устройства. Регистры 53, 54 и 55 предназначены для передачи в многоканальное измерительное устройство необходимой командной и служебной информации, поступающей от внешнего потребителя на первый вход-выход блока 1 управления по линии 11 связи. Эта информация, передаваемая, например, 16-разрядными словами, проходит узел 49 приемопередатчиков, с выхода которого по линии 59 связи проходит узел 50 гальванического разделения, далее по линии 60 связи попадает на вход дешифратора 51 и после дешифрации попадает по линиям 61, 62, 63 на входы регистров 53, 54, 55 соответственно. В результате на выходе регистра 53 образуется код адреса подключаемого датчика, который с первого выхода блока 1 управления по линии 8 связи поступает на второй вход коммутатора 2, на выходе регистра 54 образуются коды, которые с второго выхода блока 1 управления по линии 9 связи и с второго входа-выхода блока управления по двусторонней линии 10 связи подаются на вход первого контроллера 3 и на второй вход-выход второго контроллера 4 соответственно. По линии 9 связи с второго выхода блока 1 управления на второй вход первого котроллера 3 с выхода регистра 55 по линии 37 связи передается код, определяющий значение выходного напряжения ЦАП 19, входящего в состав перестраиваемого измерительного преобразователя 6. С регистра 55 по линии 41 связи, входящей в двустороннюю линию 10 связи, передается в блок 40 буферной памяти второго контроллера 4 код, определяющий режим функционирования АЦП 7. На входы регистров 56 и 57 с второго входа-выхода второго контроллера 4 по линиям 41 и 46 связи, входящим в состав двусторонней линии 10 связи, поступают соответственно код номера поддиапазона (регистр 56) и код результата измерения (регистр 57). С выходов регистров 56 и 57 по линиям 64 и 65 связи соответственно эти коды поступают на входы дешифратора 52, с выхода которого дешифрированные коды по линии 48 связи поступают на вход узла 50 гальванического разделения, после которого по двусторонней линии 59 связи, указанная кодовая информация поступает на вход узла 49 приемопередатчиков, с входа-выхода которого по двусторонней линии 11 связи, указанная информация передается внешнему потребителю (ЭВМ). Все операции в дешифраторах, регистрах и в других узлах устройства (совершаются) синхронизируются тактовыми импульсами, вырабатываемыми в узле 47 блока 1 управления. The control unit 1 (Fig. 5) provides the interaction of all other components of the multichannel measuring device and communication with an external consumer (computer) and comprises a transceiver unit 49, a galvanic separation unit 50, decoders 51 and 52, registers 53-57 and a synchronization unit 47, which provides the necessary timing diagram of the operation of the entire multi-channel measuring device. Registers 53, 54 and 55 are designed to transmit to the multichannel measuring device the necessary command and service information coming from an external consumer to the first input-output of the control unit 1 via communication line 11. This information, transmitted, for example, in 16-bit words, passes the transceiver unit 49, from the output of which, through the communication line 59, the galvanic separation unit 50 passes, then passes through the communication line 60 to the input of the decoder 51 and after decryption it passes through the lines 61, 62, 63 to the inputs of registers 53, 54, 55, respectively. As a result, the address of the connected sensor is generated at the output of register 53, which from the first output of control unit 1 is transmitted via line 8 to the second input of switch 2, codes are generated at the output of register 54, which are from the second output of control unit 1 via communication line 9 and the second input-output of the control unit on a two-way communication line 10 are fed to the input of the first controller 3 and to the second input-output of the second controller 4, respectively. On the communication line 9 from the second output of the control unit 1 to the second input of the first controller 3 from the output of the register 55, on the communication line 37 a code is transmitted that determines the value of the output voltage of the DAC 19, which is part of the tunable measuring transducer 6. From the register 55 on the communication line 41, included in the two-way communication line 10, the code determining the mode of the ADC 7 operation is transmitted to the buffer memory unit of the second controller 4; to the inputs of the registers 56 and 57 from the second input-output of the second controller 4 along the communication lines 41 and 46, which are part of two third-party communication line 10, respectively, the subband number code (register 56) and the measurement result code (register 57) are received. From the outputs of the registers 56 and 57 on the communication lines 64 and 65, respectively, these codes are fed to the inputs of the decoder 52, from the output of which the decoded codes on the communication line 48 are fed to the input of the galvanic separation unit 50, after which the specified code information is received on the two-way communication line 59 to the input of node 49 transceivers, from the input-output of which is on a two-way communication line 11, this information is transmitted to an external consumer (computer). All operations in decoders, registers, and in other nodes of the device (are performed) are synchronized by clock pulses generated in node 47 of control unit 1.

Все функции блока 1 управления выполняет персональный компьютер, например, типа РС-АТ. All functions of the control unit 1 are performed by a personal computer, for example, of the type PC-AT.

Действие предлагаемого многоканального измерительного устройства рассматривается на примере измерения напряжения с выхода датчика унифицированного сигнала в диапазоне ±10В. The action of the proposed multichannel measuring device is considered by the example of measuring voltage from the output of a unified signal sensor in the range of ± 10V.

Допускают, что измеряемое напряжение равно плюс 3В, устройство работает с ЭВМ в режиме программного обмена. Для определенности полагают, что датчик унифицированного сигнала Д включен по двусторонней схеме на Р₁-вход коммутатора 2, а на вход Р₃ коммутатора также по двухпроводной схеме включен термоэлектрический термометр Т_п. Основные параметры измерительных узлов устройства: диапазон измерения АЦП 7 ±10В, его быстродействие 5 мкс, цена деления (единица наименьшего разряда кода отсчета) ±1 мВ, погрешность измерения напряжения АЦП ±5 мВ (0,025% от диапазона измерения). Погрешность ЦАП 19 перестраиваемого измерительного преобразователя 6 (0,01%) , ±2 мВ. Погрешность коэффициента передачи программируемого измерительного усилителя 20, перестраиваемого измерительного преобразователя 6±0,05%.Assume that the measured voltage is equal to plus 3V, the device operates with a computer in program exchange mode. For definiteness, it is believed that the sensor of the unified signal D is connected on a two-sided circuit to the P ₁ input of switch 2, and the thermoelectric thermometer T _{p is} also connected to the input P _{3 of the} switch by a two-wire circuit. The main parameters of the measuring nodes of the device: the ADC measurement range is 7 ± 10V, its speed is 5 μs, the division price (unit of the least digit of the reference code) ± 1 mV, the error of the ADC voltage measurement is ± 5 mV (0.025% of the measurement range). Accuracy of DAC 19 of tunable measuring transducer 6 (0.01%), ± 2 mV. The error of the transmission coefficient of the programmable measuring amplifier 20, tunable measuring transducer 6 ± 0.05%.

Работа устройства начинается с проверки его функционирования, в ЭВМ заносится программа работы с устройством, в которой указываются типы используемых датчиков, адреса их подключения к коммутатору 2, диапазоны измерения, при этом, как правило, датчики опрашиваются последовательно друг за другом с первого входа коммутатора по последний, хотя в общем случае последовательность и порядок опроса датчиков произвольны. Дальнейшее описание удобнее проводить с помощью фиг.6, на которой изображены все основные составляющие блоки и узлы предлагаемого устройства и отдельные линии связи, позволяющие яснее представить действие устройства при оговоренных выше начальных условиях. The operation of the device begins with a check of its functioning, a computer program for working with the device is entered in which the types of sensors used are indicated, their connection addresses to switch 2, measurement ranges, and, as a rule, sensors are polled sequentially one after another from the first input of the switch the latter, although in the general case, the sequence and polling order of the sensors are arbitrary. It is more convenient to carry out the further description with the help of Fig. 6, which shows all the main constituent blocks and nodes of the proposed device and individual communication lines, which make it possible to more clearly represent the action of the device under the initial conditions specified above.

После установки рабочего режима в блок 1 управления из ЭВМ по линии 11 связи поступает командная информация (условно К12), которая содержит инструкцию по следующим операциям. After setting the operating mode to the control unit 1 from the computer via the communication line 11 receives command information (conditionally K12), which contains instructions for the following operations.

В коммутатор 2 по линии 8 связи послать команду о подключении его информационного входа Р₁ к выходу коммутатора. В первый контроллер 3 с второго выхода блока 1 управления по линии 9 связи поступает команда L₁, номер которой и содержит всю необходимую информацию о датчике, подключенном к информационному входу Р₁. По дешифрации указанной команды с первого выхода первого контроллера 3 по линии 13 связи на второй вход аналогового мультиплексора 5 и с второго выхода контроллера 3 по линии 14 связи на второй вход перестраиваемого измерительного преобразователя 6 поступают сигналы (команды), которые обеспечивают замыкание ключевых элементов аналогового мультиплексора 5, подачу на входу ЦАП 19 перестраиваемого измерительного преобразователя 6, который обеспечивает появление на выходе ЦАП 19 напряжения компенсации U_к. установку нужного коэффициента усиления программируемого измерительного усилителя 20 перестраиваемого измерительного преобразователя 6. Как показано на фиг.6, при выполнении указанного на входах программируемого измерительного усилителя 20 устанавливаются напряжение от подключенного датчика U_д и напряжение компенсации U_к. Разность указанных напряжений, усиленная в К раз, по линии 16 связи попадет на вход АЦП 7.In the switch 2 via line 8 to send a command to connect its information input P ₁ to the output of the switch. In the first controller 3 from the second output of the control unit 1 on the communication line 9 receives the command L ₁ , the number of which contains all the necessary information about the sensor connected to the information input P ₁ . To decrypt the specified command from the first output of the first controller 3 via the communication line 13 to the second input of the analog multiplexer 5 and from the second output of the controller 3 through the communication line 14 to the second input of the tunable measuring transducer 6 receives signals (commands) that provide the shorting of the key elements of the analog multiplexer 5, the input to the input of the DAC 19 tunable measuring transducer 6, which ensures that the output of the DAC 19 compensation voltage U _to . setting the desired gain of the programmable measuring amplifier 20 of the tunable measuring transducer 6. As shown in Fig.6, when performing specified at the inputs of the programmable measuring amplifier 20, the voltage from the connected sensor U _d and the compensation voltage U _{to are set} . The difference between these voltages, amplified by a factor of K, will be sent to the input of the ADC 7 via the communication line 16.

Одновременно с второго входа-выхода блока 1 управления по двусторонней линии 10 связи на второй вход второго контроллера 4 поступает команда М₁, по которой выполняются прием и размещение в блоке 40 буферной памяти исходного кода напряжения компенсации N_к, причем при первом, начальном, опросе датчиков этот код компенсации обычно соответствует середине диапазона изменений выходного сигнала опрашиваемого датчика, при последующих опросах значения кодов компенсации либо остаются равными начальным значениям кода компенсации N_к ^', либо соответствуют значениям середины того поддиапазона, в который попадают предыдущие значения измеряемых сигналов опрашиваемых датчиков; синхронизация работы АЦП 7 с остальными операциями в устройстве; масштабные преобразования с исходными кодами отсчетов (обычно для получения каждого кода отсчета используются два или четыре исходных кода отсчета) и начальным кодом N_к напряжения компенсации; получение кода отсчета (результата измерения N_и), который с входа-выхода АЦП 7 по двусторонней линии 17 связи попадает на первый вход-выход второго контроллера 4, в блок 40 буферной памяти, из которого с второго входа-выхода второго контроллера 4 по двусторонней линии 10 связи код N_ипопадает на второй вход-выход блока 1 управления (в регистр 57); определение номера поддиапазона в дешифраторе 39 и передача его значения в блок 1 управления (в регистр 56) по двусторонней линии 10 связи от второго входа-выхода второго контроллера 4 до второго входа-выхода блока управления. После предусмотренных преобразований информации в блоке 1 управления последняя с первого входа-выхода блока управления по двусторонней линии 10 связи передается в ЭВМ для дальнейшего использования.Simultaneously, the second input-output control unit 1 by a bilateral link 10 to a second input of the second controller 4 receives command M ₁ on which are performed the reception and accommodation unit 40 buffer source memory compensation voltage N _k, wherein the first, initial, poll sensors, this compensation code usually corresponds to the middle of the range of changes in the output signal of the interrogated sensor; during subsequent polls, the values of compensation codes either remain equal to the initial values of the compensation code N _k ^' , or correspond to the values of the middle of the subband into which the previous values of the measured signals of the interrogated sensors fall; synchronization of the ADC 7 with other operations in the device; large-scale transformations with the source codes of samples (usually two or four source codes of the sample are used to obtain each reference code) and the initial code N _to the compensation voltage; receiving a reference code (measurement result N _and ), which from the input-output of the ADC 7 on the two-way communication line 17 goes to the first input-output of the second controller 4, to the buffer memory unit 40, from which from the second input-output of the second controller 4 on the two-way line 10 of the communication code N _and falls on the second input-output of the control unit 1 (in register 57); determining the subband number in the decoder 39 and transmitting its value to the control unit 1 (in register 56) via a two-way communication line 10 from the second input-output of the second controller 4 to the second input-output of the control unit. After the provided conversions of information in the control unit 1, the last one from the first input-output of the control unit via two-way communication line 10 is transmitted to the computer for further use.

С учетом сказанного при начальном (первом) измерении сигнала датчика Д начальное значение напряжения компенсации U_к = 0. Учитывая, что в первом измерении значение коэффициента усиления программируемого усилителя 20 равно К^' = 1, с учетом принятых значений погрешностей ( ΔU_к= 2 мВ, δК = 0,05% , Δ АЦП = 5 мВ) получают, что измеряемое значение напряжения (3000 мВ) находится в пределах
N^'(P₁) = 3000 ±(2 + 1,5 + 5,0) =
= (3000±8,5) мВ, при этом получен код номера поддиапазона, равный "5", что соответствует области от плюс 2500 до плюс 5000 единиц отсчета АЦП 7.In view of the above, during the initial (first) measurement of the sensor signal D, the initial value of the compensation voltage is U _к = 0. Given that in the first measurement, the gain of the programmable amplifier 20 is K ^' = 1, taking into account the accepted error values (ΔU _к = 2 mV , δК = 0.05%, Δ ADC = 5 mV), it turns out that the measured voltage value (3000 mV) is within
N ^' (P ₁ ) = 3000 ± (2 + 1.5 + 5.0) =
= (3000 ± 8.5) mV, and a subband number code of "5" is obtained, which corresponds to the area from plus 2500 to plus 5000 ADC 7 units of reference.

Очевидно, что серединой поддиапазона "5" является значение 3750 мВ, чему и соответствует новый код напряжения компенсации для ЦАП 19. В этом случае расчетный коэффициент усиления программируемого усилителя 20 К" = 8. При прочих равных условиях следующий результат измерения сигнала датчика Д находится в пределах
N^"(P₁) = 3750 - (750 ± 3) ±5/8 =
= (3000 ±4) мВ, т.е. область значений измеряемого напряжения в этом случае уменьшается в 2 раза, что свидетельствует о повышении точности полученного результата измерения.Obviously, the midpoint of sub-band “5” is 3750 mV, which corresponds to the new compensation voltage code for DAC 19. In this case, the calculated gain of the programmable amplifier is 20 K ”= 8. Other things being equal, the following measurement result of the sensor signal D is in the limits
N ^" (P ₁ ) = 3750 - (750 ± 3) ± 5/8 =
= (3000 ± 4) mV, i.e. the range of measured voltage in this case decreases by 2 times, which indicates an increase in the accuracy of the obtained measurement result.

Для уяснения отдельных моментов работы перестраиваемого измерительного преобразователя 6 рассмотрим получение результатов измерений сигнала термопары Т_п, подсоединенной к входу Р₃ коммутатора 2. В этом случае диапазон измерения будет ±0,1, а не ±10В, как в предыдущем примере. Соответственно и диапазон возможных значений напряжения компенсации находится в области ±0,1В. Поскольку диапазон измерений АЦП 7 во всех случаях остается неизменным (т. е. ±10В), то это приводит к необходимости соответственного увеличения коэффициента передачи программируемого измерительного усилителя 20 (фиг. 6), при начальном (первом) измерении расчетное значение должно быть К^I' = 100, а для всех следующих K^" = 800. Цена единицы наименьшего разряда кода результата измерения в этом случае равна

= =10 мкВ, хотя погрешность самого АЦП 7 остается прежней (0,025% от диапазона 20В).To understand the individual points of operation of the tunable measuring transducer 6, we consider obtaining the measurement results of the thermocouple signal T _p connected to the input P _{3 of the} switch 2. In this case, the measurement range will be ± 0.1, and not ± 10V, as in the previous example. Accordingly, the range of possible values of the compensation voltage is in the range of ± 0.1V. Since the measurement range of the ADC 7 in all cases remains unchanged (i.e., ± 10V), this leads to the need for a corresponding increase in the transfer coefficient of the programmable measuring amplifier 20 (Fig. 6), at the initial (first) measurement, the calculated value should be K ^{I '} = 100, and for all the following K ^" = 800. The unit price of the least bit of the code of the measurement result in this case is

= 10 μV, although the error of the ADC 7 itself remains the same (0.025% of the 20V range).

С учетом изложенного, принимая во внимание, что относительные погрешности основных узлов устройства не изменились, полагая, что измеряемый сигнал термопары 20 мВ, можно установить, что при первом измерении полученные значения N^'(P₃) находятся в пределах 20±0,08 мВ в поддиапазоне "3" (от 0 до 2500 единиц) АЦП 7. Как следует из процедуры следующих измерений, напряжение компенсации U_к = 12,5 мВ, K^" = 800, а следовательно, значения измеряемого сигнала датчика Т_п находятся в пределах
N^"(P₃) = [20±(0,02 + 0,004 + 0,006)] =
= (20 ±0,03) мВ.Based on the foregoing, taking into account that the relative errors of the main components of the device have not changed, assuming that the measured thermocouple signal is 20 mV, it can be established that during the first measurement, the obtained values of N ^' (P ₃ ) are within 20 ± 0.08 mV in the subrange "3" (from 0 to 2500 units) of the ADC 7. As follows from the procedure of the following measurements, the compensation voltage U _k = 12.5 mV, K ^" = 800, and therefore, the values of the measured sensor signal T _p are within
N ^" (P ₃ ) = [20 ± (0.02 + 0.004 + 0.006)] =
= (20 ± 0.03) mV.

Таким образом, при равных прочих условиях и в этом случае точность результата существенно возрастает. Thus, under other conditions being equal, in this case, the accuracy of the result increases significantly.

Введение в состав устройства второго контроллера, дешифратора поддиапазонов обеспечивает при новой конструктивной компоновке повышение точности результатов измерений как при увеличении протяженности общей для всех датчиков линии связи до АЦП, так и при увеличении общего быстродействия, поскольку влияние фактических параметров указанной линии связи и помех, в ней возникающих, так же как и влияние погрешности АЦП весьма существенно уменьшаются. The introduction of a second controller, a subband decoder, as part of the device provides for a new design arrangement to increase the accuracy of measurement results both with an increase in the length of the common communication line for all sensors to the ADC, and with an increase in overall speed, since the influence of the actual parameters of the specified communication line and interference in it arising, as well as the influence of the error of the ADC are very significantly reduced.

Claims

1. MULTI-CHANNEL MEASURING DEVICE, comprising a switch, the control inputs of which are connected to the first output of the control unit, the information inputs are information inputs of the device, an analog multiplexer, the first input of which is connected to the output of the switch, the second input is connected to the first output of the controller, the output of the analog multiplexer is connected to the first input of the tunable measuring transducer, the second input of which is connected to the second output of the controller, the input of which is connected to the second the output of the control unit, the output of the tunable measuring transducer is connected to the input of an analog-to-digital converter, the first input-output of the control unit is the input-output of the device, characterized in that, in order to improve the speed and accuracy of the device, a second controller is introduced into it, the first input the output of which is connected to the input-output of an analog-to-digital converter, the second input-output of the second controller is connected to the second input-output of the control unit.

2. The device according to claim 1, characterized in that the second controller contains the first and second decoders and the buffer memory unit, the first input-output of the buffer memory unit is the first input-output of the controller, the output of the buffer memory unit is connected to the first input of the second decoder, the second the input of which is connected to the first output of the first decoder, the second output of which is connected to the input of the buffer memory unit, the input of the first decoder is combined with the second input-output of the buffer memory unit and the output of the second decoder and are the second controller output / output.