RU2079882C1 - Device which gathers, processes and transmits results of measurements of physical features of environment - Google Patents
Device which gathers, processes and transmits results of measurements of physical features of environment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2079882C1 RU2079882C1 RU94033901A RU94033901A RU2079882C1 RU 2079882 C1 RU2079882 C1 RU 2079882C1 RU 94033901 A RU94033901 A RU 94033901A RU 94033901 A RU94033901 A RU 94033901A RU 2079882 C1 RU2079882 C1 RU 2079882C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- information
- control
- analog
- Prior art date
Links
Landscapes
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
- Control By Computers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к вычислительно и информационно-измерительной технике и может быть использовано в автоматизированных многоканальных информационно-измерительных системах, работающих в необслуживаемом режиме, в частности, в системах мониторинга окружающей среды и контроля экологической обстановки. The invention relates to computing and information-measuring equipment and can be used in automated multi-channel information-measuring systems operating in maintenance-free mode, in particular, in environmental monitoring systems and environmental monitoring.
Известно многоканальное устройство для регистрации, содержащее блок управления с адресно-информационной и командной магистралью, к которой подключены каналы сбора, преобразования и регистрации измерительных данных, каждый из которых содержит программируемый усилитель, на входе которого поступает измерительная информация от источника аналогового сигнала, аналого-цифровой преобразователь, блок памяти и формирователь выходного сигнала, подсоединяемый своим выходом к магистрали, а также соответствующие блоки сопряжения, входы которых связаны с адресно-информационной и командной магистралью, а выходы со входами управления соответственно программируемого усилителя, аналого-цифрового преобразователя блока памяти и формирователя выходного сигнала выходного сигнала [1]
В данном устройстве не обеспечивается запоминание и передача для регистрации только тех значений входных аналоговых сигналов, которые превышают некоторую заранее установленную величину, задающую, например, границу нормального протекания исследуемого процесса. Это приводит к накоплению в блоке памяти малозначимой избыточной информации и, следовательно к неэффективному использованию входящего в состав устройства оборудования.A multi-channel recording device is known that contains a control unit with an address information and command line, to which are connected channels for collecting, converting and recording measurement data, each of which contains a programmable amplifier, at the input of which measurement information is received from an analog signal source, analog-digital a converter, a memory unit, and an output signal shaper connected by its output to the trunk, as well as corresponding interface units, the inputs of which connected with the address-information and command line, and the outputs with the control inputs respectively of a programmable amplifier, analog-to-digital converter of the memory unit and the driver of the output signal of the output signal [1]
This device does not provide storing and transmitting for registration only those values of the input analog signals that exceed a certain predetermined value, setting, for example, the boundary of the normal course of the process under study. This leads to the accumulation of insignificant redundant information in the memory unit and, consequently, to the inefficient use of the equipment included in the device.
Проблема обеспечения эффективного использования аппаратных средств, входящих в состав устройства для регистрации, особенно важна при эксплуатации такого устройства в необслуживаемом режиме для регистрации медленно меняющихся сигналов, например, сигналов измерительных датчиков, контролирующих параметры радиационной загрязненности атмосферы. The problem of ensuring the efficient use of the hardware included in the registration device is especially important when operating such a device in unattended mode to register slowly changing signals, for example, signals from measuring sensors that monitor the parameters of radiation pollution of the atmosphere.
Известна также многоканальная информационно-измерительная система, используемая совместно с управляющей электронно-вычислительной машиной (УЭВМ), имеющей адресно-информационную и командную магистраль и входы прерывания, предназначенная для измерения и регистрации входных сигналов, поступающих от источников аналоговых сигналов, например, от аналоговых измерительных датчиков, и содержащая последовательно соединенные коммутатор, аналого-цифровой преобразователь и блок памяти, управляемые блоком управления, блок дешифрации, регистр уровня запуска, цифроаналоговый преобразователь и компаратор [2]
В этой системе осуществляется постоянный контроль текущего значения однако, заранее выбранного входного аналогового сигнала и запуска системы в режиме измерения и регистрации входных сигналов при достижении контролируемым сигналом некоторой, заранее заданной пороговой величины.Also known is a multichannel information-measuring system used in conjunction with a control electronic computer (UEM), which has an address-information and command line and interrupt inputs, designed to measure and register input signals coming from analog signal sources, for example, from analog measuring sensors, and containing a series-connected switch, an analog-to-digital converter and a memory unit controlled by a control unit, a decryption unit, a register trigger level, digital-to-analog converter and comparator [2]
This system constantly monitors the current value, however, of a pre-selected analog input signal and starts the system in the measurement and registration mode of the input signals when the monitored signal reaches a predetermined threshold value.
Такая организация сбора и регистрации измерительной информации обеспечивает эффективное использование входящих в систему технических средств без потери информации только в тех случаях, когда параметры, характеризующие исследуемый процесс, сильно взаимосвязаны, и есть возможность выделить параметр, в достаточной степени характеризующий текущее состояние исследуемого процесса. При слабой взаимосвязи параметров, характеризующих состояние исследуемого объекта, в частности химическую и/или радиационную загрязненность атмосферы, использование известной системы не предотвращает потерю информации, например, о времени превышения текущим значением какого-либо из регистрируемых параметров, кроме постоянно контролируемого, заранее заданной величины, определяющей границы нормального протекания процесса. Such an organization of the collection and registration of measurement information ensures the efficient use of technical equipment included in the system without loss of information only in those cases when the parameters characterizing the process under study are highly interconnected, and it is possible to isolate a parameter that sufficiently characterizes the current state of the process under study. With a weak correlation of parameters characterizing the state of the studied object, in particular chemical and / or radiation pollution of the atmosphere, the use of the known system does not prevent the loss of information, for example, about the time the current value exceeds any of the recorded parameters, except for a constantly monitored, predetermined value, determining the boundaries of the normal course of the process.
Кроме того, известные устройство и система не ориентированы на использование в их составе существующих комплексов технических средств, эксплуатируемых в сетях связи, в частности выпускаемого промышленностью и апробированного оборудования квазиэлектронных автоматических телефонных станций (АТСКЭ). In addition, the known device and system are not focused on the use in their structure of existing complexes of technical equipment operated in communication networks, in particular, industry-approved and approved equipment for quasi-electronic telephone exchanges (ATSCE).
Задачей данного изобретения является создание устройства сбора, преобразования и передачи результатов измерения параметров физической среды, работающей в необслуживаемом режиме, ориентированного как на автономную эксплуатацию, так и на эксплуатацию в качестве одного из периферийных устройств сети связи, обеспечивающего при малых аппаратурных затратах регистрацию всей необходимой и малоизбыточной информации об исследуемом процессе как при его нормальном протекании, так и в случае выхода значений параметров, характеризующих этот процесс, за границы установленных предельных величин, и осуществляющего опрос аналоговых измерительных датчиков только в случае превышения выходным сигналом хотя бы одного из датчиков некоторой заранее заданной именно для этого датчика пороговой величины, что позволяет более эффективно использовать вычислительные возможности управляющей ЭВМ. The objective of the invention is to provide a device for collecting, converting and transmitting the results of measuring the parameters of a physical environment operating in maintenance-free mode, oriented both to stand-alone operation and to operate as one of the peripheral devices of the communication network, which ensures, at low hardware costs, the registration of all necessary and little redundant information about the investigated process both during its normal course, and in the case of output of the values of the parameters characterizing this process of, beyond the stated limits, and conducting a survey analog measuring sensors only in case of exceeding an output signal from at least one sensor is a predetermined threshold value for that sensor that allows the use of computing power more efficiently control computer.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройство сбора, преобразования и передачи результатов измерения параметров физической среды, содержащее n аналоговых измерительных датчиков, управляющую электронную вычислительную машину с адресно-информационной и командной магистралью, аналого-цифровой преобразователь, коммутатора, блок управления коммутатором, буферное запоминающее устройство, регистр уровня запуска, цифро-аналоговый преобразователь, блок дешифрации и компаратор, вход опорного сигнала которого связан с выходом цифро-аналогового преобразователя, выход i-го аналогового измерительного датчика (i i + n) подключен к i-му входу коммутатора, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления коммутатором, а выход со входом аналого-цифрового преобразователя, подсоединенного своим выходом к информационному входу буферного запоминающего устройства, вход управления записью регистра уровня запуска, подключенного своим информационным входом к адресно-информационной и командной магистрали управляющей электронной вычислительной машины, связан с первым выходом блока дешифрации, соединенного своими входами с адресно-информационной и командной магистралью управляющей электронной вычислительной машины, отличающееся тем, что в него введены канал управления опросом датчиков, блок регистров результата, формирователь передаваемой информации, узел передачи данных, n масштабирующих усилителей, узел выделения эксремума и канал ввода-вывода, а коммутатор выполнен в виде соединителя n • 1, канал ввода-вывода и вход-выход канала управления опросом датчиков подсоединены к адресно-информационной и командной магистрали управляющей электронной вычислительной машины, управляющий вход канала управления опросом датчиков связан со вторым выходом блока дешифрации, а выход со входом блока управления коммутатором, выход буферного запоминающего устройства подключен ко входу блока регистров результата, информационный и управляющий выходы которого соединены с информационным и, соответственно, управляющим входами формирователя передаваемой информации, подсоединенного своим выходом ко входу узла передачи данных, выход которого является выходом устройства и связан также с информационным периферийным входом канала ввода-вывода, управляющий периферийный вход которого подключен к управляющему выходу блока регистров результата, вход i-го масштабирующего усилителя соединен с выходом i-го аналогового измерительного датчика, а выход с одним из входов узла выделения экстремума, выход которого подсоединен к информационному входу компаратора, связанного своим выходом с входом прерывания управляющей электронной вычислительной машины, вход уровня запуска подключен ко входу цифро-аналогового преобразователя, а управляющий вход аналого-цифрового преобразователя, адресно-управляющий вход буферного запоминающего устройства и информационно-управляющие входы блока регистров результата, формирователя передаваемой информации и узла передачи данных соединены соответственно с первым, вторым, третьим, четвертым и пятым периферийными выходами канала ввода-вывода. The specified technical result is achieved by the fact that in the device for collecting, converting and transmitting the results of measuring the parameters of the physical medium, containing n analog measuring sensors, a control electronic computer with an address-information and command line, an analog-to-digital converter, commutator, switch control unit, a buffer a storage device, a trigger level register, a digital-to-analog converter, a decryption unit and a comparator, the reference signal input of which is connected to by the digital-to-analog converter, the output of the i-th analog measuring sensor (ii + n) is connected to the i-th input of the switch, the control input of which is connected to the output of the control unit of the switch, and the output with the input of the analog-to-digital converter connected to its information the input of the buffer storage device, the input for controlling the recording of the trigger level register, connected with its information input to the address-information and command line of the control electronic computer, is connected with the first output of the decryption unit, connected by its inputs to the address-information and command line of the control electronic computer, characterized in that a control channel for interrogating sensors, a block of result registers, a shaper of transmitted information, a data transmission unit, n scaling amplifiers are introduced into it, the extremum extraction node and the input-output channel, and the switch is made in the form of an n • 1 connector, the input-output channel and the input-output of the sensor polling control channel are connected to the address-inf the line and the control line of the control electronic computer, the control input of the sensor interrogation control channel is connected to the second output of the decryption unit, and the output with the input of the switch control unit, the output of the buffer storage device is connected to the input of the result register block, the information and control outputs of which are connected to the information and , respectively, the control inputs of the transmitter of the transmitted information connected by its output to the input of the data transmission node, the output of which This is the output of the device and is also connected to the information peripheral input of the input-output channel, the control peripheral input of which is connected to the control output of the result register block, the input of the ith scaling amplifier is connected to the output of the ith analog measuring sensor, and the output is with one of the inputs extremum extraction node, the output of which is connected to the information input of the comparator, connected by its output to the interrupt input of the control electronic computer, the input of the trigger level is connected n to the input of the digital-to-analog converter, and the control input of the analog-to-digital converter, the address-control input of the buffer memory and the information-control inputs of the result register block, the transmitted data shaper and the data transmission unit are connected respectively to the first, second, third, fourth and fifth peripheral outputs of the input-output channel.
На чертеже представлена блок-схема устройства сбора, преобразования и передачи результатов измерения параметров физической среды, выполненного согласно данному изобретению для сбора информации с восьми аналоговых измерительных датчиков параметров физической среды. The drawing shows a block diagram of a device for collecting, converting and transmitting the results of measuring the parameters of the physical environment, made according to this invention to collect information from eight analog measuring sensors of the parameters of the physical environment.
Устройство содержит аналоговые измерительные датчики 1.1 + 1.8, управляющую электронную вычислительную машину 2 с адресно-информационной и командной магистралью 3, блок 4 дешифрации, коммутатор 5, выполненный в виде соединителя 8 • 1, блок 6 управления коммутатором, канал 7 управления опросом датчиков, аналого-цифровой преобразователь 8, буферное запоминающее устройство 9, блок 10 регистров результата, формирователь 11 передаваемой информации, узел 12 передачи данных, канал 13 ввода-вывода, масштабирующие усилители 14.1 oC 14.8, узел 15 выделения экстремума, компаратор 16, регистр 17 уровня запуска и цифро-аналоговый преобразователь 18.The device contains analogue measuring sensors 1.1 + 1.8, a control electronic computer 2 with an address information and command line 3, a decryption unit 4, a switch 5 made in the form of a connector 8 • 1, a switch control unit 6, a sensor interrogation control channel 7, analog -digital converter 8, buffer memory 9, block 10 result registers, shaper 11 of transmitted information, data transmission unit 12, input-output channel 13, scaling amplifiers 14.1 o C 14.8, extremum allocation unit 15 MA, comparator 16, register 17 trigger level and digital-to-analog Converter 18.
В качестве датчиков 1.1 oC 1.8 могут быть использованы различные аналоговые измерительные датчики, например, измерители параметров физических величин, характеризующих уровень радиационной загрязненности атмосферы и интенсивность ионизирующих излучений, измерители концентрации в атмосфере определенных химических соединений и т.п.As sensors 1.1 o C 1.8, various analog measuring sensors can be used, for example, meters of parameters of physical quantities characterizing the level of radiation pollution of the atmosphere and the intensity of ionizing radiation, meters of concentration in the atmosphere of certain chemical compounds, etc.
Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8 может быть выполнен как в виде АЦП прямого преобразования с входом управления выводом результата, так и на микросхеме К1108ПВ2А, представляющей собой быстродействующий АЦП последовательного приближения. An analog-to-digital converter (ADC) 8 can be performed either as a direct conversion ADC with a result output control input, or on a K1108PV2A microcircuit, which is a high-speed sequential approximation ADC.
Для реализации буферного запоминающего устройства (БЗУ) 9 могут быть использованы накопитель на микросхемах КР565РУ6Б и выполненная на микросхеме КМ1810ВТ3 схема управления и синхронизации. To implement a buffer storage device (BZU) 9, a KR565RU6B microchip drive and a control and synchronization circuit made on the KM1810VT3 microcircuit can be used.
Блок 10 регистров результата предназначен для сравнения поступающего на его вход результата измерения с пороговым значением, поступающим на информационно-управляющий вход блока. в состав блока 10 в простейшем случае могут входить два регистра с объединенными управляющими входами, и комбинационный сумматор, причем информационный вход первого регистра является входом блока, а выход информационным выходом блока и подключен к одному из входов сумматора, второй вход которого связан с выходом второго регистра, информационный вход которого и объединенные управляющие входы обеих регистров являются информационно-управляющим входом блока. Управляющим выходом блока 10 регистров результата является выход переполнения сумматора. Block 10 of the result registers is intended for comparing the measurement result arriving at its input with a threshold value arriving at the information-control input of the block. block 10 in the simplest case may include two registers with combined control inputs, and a combiner, where the information input of the first register is the input of the block, and the output is the information output of the block and connected to one of the inputs of the adder, the second input of which is connected to the output of the second register whose information input and the combined control inputs of both registers are the information and control input of the block. The control output of the block 10 result registers is the output of the overflow adder.
Формирователь 11 передаваемой информации предназначен для формирования сообщения стандартного формата, состоящего, например, из пяти шестнадцатиразрядных слоев, содержащих, соответственно, служебную информацию о времени измерения, индексе передаваемого измеренного параметра, номере датчика, номере прибора, и измерительные данные о текущем значении параметра. Shaper 11 transmitted information is intended to generate a message in a standard format, consisting, for example, of five sixteen-bit layers containing, respectively, service information about the measurement time, the index of the transmitted measured parameter, sensor number, device number, and measurement data about the current parameter value.
Формирователь 11 передаваемой информации может быть выполнено, например, на базе сдвигающих регистров с параллельной записью информации, поступающей от различных источников на входы соответствующих разрядов и регистров, и ее последовательным или параллельно-последовательным считыванием. Shaper 11 of the transmitted information can be performed, for example, on the basis of shifting registers with parallel recording of information from various sources to the inputs of the corresponding bits and registers, and its sequential or parallel-sequential reading.
Масштабирующие усилители 14.1 oC 14.8 используются для нормирования выходных сигналов соответствующих аналоговых измерительных датчиков 1.1 oC 1.8, регистрируемых устройством, и могут быть выполнены на операционных усилителях КР544УД2.Scaling amplifiers 14.1 o C 14.8 are used to normalize the output signals of the corresponding analog measuring sensors 1.1 o C 1.8 recorded by the device, and can be performed on operational amplifiers KP544UD2.
Узел 15 выделения экстремума предназначен для формирования на выходе сигнала, амплитуда которого равна максимальному по амплитуде входному сигналу, и может быть выполнен, в частности, в виде диодной сборки, представляющей собой диодный элемент ИЛИ. The extremum extraction unit 15 is designed to generate a signal at the output, the amplitude of which is equal to the maximum input signal in amplitude, and can be made, in particular, in the form of a diode assembly, which is an OR diode element.
Для реализации компаратора 16 может быть использовано микросхема КР544СА4. To implement the comparator 16 can be used chip KR544CA4.
Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 18 может быть выполнен на микросхемах К572ПА2А и КР140УД608, регистр 17 уровня запуска на микросхемах К555ТМ8, а блок 4 дешифрации на микросхемах К555СП1 и К555ИД4. The digital-to-analog converter (DAC) 18 can be performed on the K572PA and KP140UD608 microcircuits, the trigger level register 17 on the K555TM8 microcircuits, and the decryption unit 4 on the K555SP1 and K555ID4 microcircuits.
Для реализации коммутатора 5, блок 6 управления коммутатором, канала 7 уровня опросом датчиков, узла 12 передачи данных, канала 13 ввода-вывода и управляющей электронной вычислительной машины (УЭВМ) 2 могут быть использованы серийно выпускаемые технические средства, входящие в состав оборудования АТСКЭ типа "Квант" [3, 4]
Управляющая электронная вычислительная машина 2 представляет собой специализированную ЭВМ, микропрограммный процессор которой имеет четыре аппаратных уровня программы с глубиной ухода на подпрограмму, равной четырем на каждом уровне, и четырехуровневую систему прерывания. Структурно УЭВМ содержит подключенные к адресно-информационной и командной магистрали микропрограммный процессор, состоящий из накопителя микропрограмм, устройства управления и арифметико-логического устройства, оперативное запоминающее устройство, включающее в свой состав матрицу динамической памяти, узел стыковки с запоминающим устройством и формирователь адресных токов, генератора тактовых импульсов со схемой управления тактовыми импульсами и канала ввода для ввода программы обслуживания и исходных данных с устройства ввода, в качестве которого может быть использован, например, кассетный накопитель на магнитной ленте или магнитофон [4, с. 31-56]
Канал 13 ввода-вывода, в состав которого входят также и блоки канала для связи с периферийным оборудованием (см. 141, с. 57-66), предназначен для передачи и согласования временных и электрических параметров сигналов, которыми обмениваются в процессе работы блок 2 управления и подключенное к каналу периферийное оборудование, обеспечивая при этом их полную гальваническую развязку. Имеющееся в канале 13 ввода-вывода оборудования (дешифратора выбора координат, блоки управления и сканирования объектов периферии, интерфейс сигналов управления и сканирования и т.п.) позволяют передавать сигналы к периферийным устройствам или принимать сигналы состояний от периферийных устройств.To implement the switch 5, the switch control unit 6, the level 7 channel by interrogating the sensors, the data transmission unit 12, the input-output channel 13 and the control electronic computer (UEM) 2, the commercially available technical means that are part of the ATSCE type equipment can be used Quantum "[3, 4]
The control electronic computer 2 is a specialized computer, the microprogram processor of which has four hardware program levels with a depth of care for the subprogram equal to four at each level, and a four-level interrupt system. Structurally, the UVM contains a microprogram processor connected to the address-information and command line, which consists of a microprogram drive, a control device, and an arithmetic-logical device, a random-access memory, which includes a dynamic memory matrix, a docking unit with a memory device, and an address current generator, generator clock pulses with a clock control circuit and an input channel for entering a maintenance program and source data from an input device, as which can be used, e.g., cassette tape drive or tape [4. 31-56]
The input / output channel 13, which also includes channel blocks for communication with peripheral equipment (see 141, p. 57-66), is designed to transmit and coordinate the time and electrical parameters of signals exchanged during operation of the control unit 2 and peripheral equipment connected to the channel, while ensuring their complete galvanic isolation. The equipment available in the input / output channel 13 (a coordinate selection decoder, control and scanning units of peripheral objects, an interface of control and scanning signals, etc.) allows transmitting signals to peripheral devices or receiving state signals from peripheral devices.
Коммутатор 5, выполненный в данном варианте устройства в виде соединителя 8 • 1, представляет собой, например, часть двухпроводного матричного ферритового соединения (см. [3] с. 13-18), управление работой которого осуществляется блоком 6 управления коммутатором, в котором имеется генератор колоколообразных импульсов, подключаемый с помощью стандартного оборудования АТСКЭ типа "Квант" к требуемым в данный момент управляющим шинам соединителя. The switch 5, made in this embodiment of the device in the form of a connector 8 • 1, is, for example, part of a two-wire matrix ferrite connection (see [3] p. 13-18), the operation of which is controlled by the switch control unit 6, in which a bell-shaped pulse generator connected using standard ATSCE “Quantum” type equipment to the control buses of the connector currently required.
Сигналы, управляющие этим подключением, поступают в блок 6 из канала 7 управления опросом датчиков, представляющим собой упрощенный вариант используемого в АТСКЭ типа "Квант" канала исполнительных устройств управления коммутационным полем. The signals controlling this connection are sent to block 6 from the channel 7 for controlling the interrogation of sensors, which is a simplified version of the channel of actuating devices for controlling the switching field used in the ATSCE.
Устройство сбора, преобразования и передачи результатов измерения параметров физической среды работает следующим образом. A device for collecting, converting and transmitting the results of measuring the parameters of the physical environment works as follows.
Запуск устройства инициируется после настройки масштабирующих усилителей 14.1 oC 14.8 и ввода в оперативное запоминающее устройство УЭВМ 2 программы обслуживания и служебного информационного массива, каждый элемент которого, кроме определяемых пользователем данных, должен содержать номер датчика и пороговую величину измеряемого этим датчиком параметра, т.е. то значение измеряемого параметра, отображаемое выходным сигналом соответствующего датчика, до достижении и при превышении которого должна осуществляться регистрация измерительной информации. Такими величинами могут является, например, предельно допустимые концентрации химических соединений и/или аэрозолей в атмосфере, нормальные для данной местности уровни радиоактивного фона, предельно допустимый уровень ионизирующих и/или электромагнитных излучений и т.п.The device starts up after setting up the scaling amplifiers 14.1 o C 14.8 and entering into the RAM UVM 2 a service program and a service information array, each element of which, in addition to user-defined data, must contain the sensor number and the threshold value of the parameter measured by this sensor, i.e. . then the value of the measured parameter, displayed by the output signal of the corresponding sensor, before reaching and when exceeded, the registration of measurement information should be carried out. Such values can be, for example, the maximum permissible concentration of chemical compounds and / or aerosols in the atmosphere, normal levels of radioactive background for a given area, the maximum permissible level of ionizing and / or electromagnetic radiation, etc.
Настройка масштабирующих усилителей 14.1 oC 14.8 заключается в задании коэффициента передачи каждого из этих усилителей с учетом параметров соответствующего аналогового измерительного датчика и заданной пороговой величины измеряемого этим датчиком параметра физической среды.The setting of the scaling amplifiers 14.1 o C 14.8 consists in setting the transfer coefficient of each of these amplifiers taking into account the parameters of the corresponding analog measuring sensor and the given threshold value of the physical medium parameter measured by this sensor.
В простейшем случае коэффициент передачи каждого из масштабирующих усилителей может быть определен из формулы:
где:
Ki коэффициент передачи i-го масштабного усилителя;
M масштабный коэффициент;
U3i значение (с учетом знака) выходного сигнала i-го аналогового измерительного датчика, соответствующее пороговой величины измеряемого этим датчиком параметра (т. е. минимальное текущее значение выходного сигнала i-го датчика, подлежащее преобразованию и регистрации).In the simplest case, the transmission coefficient of each of the scaling amplifiers can be determined from the formula:
Where:
K i the transfer coefficient of the i-th scale amplifier;
M scale factor;
U 3i is the value (taking into account the sign) of the output signal of the i-th analog measuring sensor, corresponding to the threshold value of the parameter measured by this sensor (i.e., the minimum current value of the output signal of the i-th sensor to be converted and registered).
После ввода программы УЭВМ 2 осуществляет ввод в регистр 17 кода уровня запуска. Для этого УЭВМ 2 выставляет на адресно-информационной и командной магистрали 3 адрес регистра 17 уровня запуска и команду занесения в этот регистр информации, расшифровываемые блоком 4 дешифрации, и код уровня запуска, поступающий на информационный вход регистра 17. С появлением сигнала на первом выходе блока 4 дешифрации вод уровня запуска записывается в регистр 17. На втором выходе блока 4 дешифрации при этом появляется сигнал, запрещающий работу канала 7 управления опросом датчиков. По завершении операции занесения кода в регистр 17 и снятии с магистрали 3 адреса этого регистра и команды записи снимается также и сигнал, запрещающий работу канала 7 управления опросом датчиков, и УЭВМ 2 переходит в режим ожидания. При этом УЭВМ 2 может решать фоновые задачи, определяемые пользователем. After entering the program UEM 2 enters the register 17 code level run. To this end, UEVM 2 sets the address of register 17 of the run level and the command to enter information in this register, decrypted by decryption unit 4, and the code of the run level entering the information input of register 17 on the address-information and command line 3. With the appearance of the signal at the first output of the block 4, the decryption of water of the trigger level is recorded in register 17. At the second output of the decryption unit 4, a signal appears that prohibits the operation of the channel 7 for controlling the interrogation of sensors. Upon completion of the operation of entering the code into the register 17 and removing the addresses of this register and the write command from the highway 3, the signal prohibiting the operation of the sensor interrogation control channel 7 is also removed, and the computer 2 goes into standby mode. At the same time, UEM 2 can solve background tasks defined by the user.
Код, записываемый в регистр 117 уровня запуска, выбирается пользователем исходя из условий эксплуатации устройства и требований, предъявляемых к получаемой с помощью устройства информации. В частности, этот код может являться цифровым эквивалентом масштабного коэффициента М. Однако в некоторых случаях предпочтительное устанавливать в регистре 17 код уровня записи на уровне, например, от 0,7•М до 0,9•М, что позволит оценить динамику изменения сигналов на выходах аналоговых измерительных датчиков 1.1 oC 1.8.The code recorded in the register 117 level run, is selected by the user based on the operating conditions of the device and the requirements for information received using the device. In particular, this code may be the digital equivalent of the scale factor M. However, in some cases it is preferable to set the record level code in register 17 at a level, for example, from 0.7 • M to 0.9 • M, which will allow to evaluate the dynamics of the signals outputs of analog measuring sensors 1.1 o C 1.8.
Масштабирующие усилители 14.1 oC 14.8, подключенные своими входами к выходам соответствующих датчиков 1.1 oC 1.8, осуществляют нормирование текущих значений амплитуд их выходных сигналов и, в необходимых случаях, инверсию этих сигналов. Преобразованные к единому масштабу и имеющие одинаковую полярность выходные сигналы масштабирующих усилителей 14.1 oC 14.8 поступают на входы узла 15 выделения экстремума, на выходе которого формируется сигнал, равный по величине наибольшему по амплитуде входному сигналу. Этот сигнал с выхода узла 15 поступает на информационный вход компаратора 16, на вход опорного сигнала которого поступает с выхода ЦАП 18 опорное напряжение, амплитуда которого определяется кодом уровня запуска, хранящимся в регистре 17. Компаратор 16 сравнивает выходной сигнал узла 15 с опорным напряжением и формирует сигнал прерывания, поступающий на вход прерывания УЭВМ 2, в случае, если сигнал на выходе узла 15 выделения экстремума равен или больше опорного напряжения.Scaling amplifiers 14.1 ° C 14.8, connected by their inputs to the outputs of the corresponding sensors 1.1 ° C 1.8, normalize the current values of the amplitudes of their output signals and, if necessary, invert these signals. Converted to a single scale and having the same polarity, the output signals of the scaling amplifiers 14.1 ° C 14.8 are fed to the inputs of the extremum extraction unit 15, at the output of which a signal is generated that is equal in magnitude to the largest input signal in amplitude. This signal from the output of the node 15 is fed to the information input of the comparator 16, the reference voltage of the output of the DAC 18 receives the reference voltage, the amplitude of which is determined by the trigger level code stored in the register 17. The comparator 16 compares the output signal of the node 15 with the reference voltage and generates the interrupt signal supplied to the interrupt input of the UEM 2, if the signal at the output of the extremum extraction unit 15 is equal to or greater than the reference voltage.
При появлении сигнала прерывания УЭВМ 2 переходит на выполнение программы опроса датчиков и регистрации измерительной информации, т.е. происходит запуск устройства в режиме сбора, преобразования и регистрации измерительных данных. When an interrupt signal appears, the computer 2 switches to the program for interrogating sensors and registering measurement information, i.e. the device starts up in the mode of collection, conversion and registration of measurement data.
В этом режиме УЭВМ 2 осуществляет опрос датчиков 1.1 oC 1.8, управляя через канал 7 управления опросом датчиков и блок 6 управления коммутатором работой коммутатора 5. При этом частота и порядок опроса датчиков задается программно. Коммутатор 5 подключает выход выбранного датчика ко входу АЦП 8, который преобразует выходной сигнал аналогового датчика в код, появляющийся на выходе АЦП 8 после поступления на его управляющий вход соответствующего сигнала, формируемого каналом 13 ввода-вывода по соответствующим командам УЭВМ 2. Одновременно с этими операциями УЭВМ 2 через канал 13 ввода-вывода подготавливает буферное запоминающее устройство 9 к примеру очередного результата, который поступает на информационный вход БЗУ 9, задавая адрес очередной ячейки БЗУ 9. После поступления из канала 13 ввода-вывода на управляющий вход БЗУ 9 сигнала разрешения записи, результат записывается в БЗУ 9 и ко входу АЦП 8 подключается очередной датчик. Таблица соответствия номеров опрошенных датчиков адресам ячеек БУЗ 9 формируется в УЭВМ 2 и сохраняется в ее оперативном запоминающем устройстве.In this mode, the UUVM 2 polls the sensors 1.1 o C 1.8, controlling the operation of the switch 5 through the sensor polling control channel 7 and the switch control unit 6. In this case, the frequency and polling order of the sensors are programmed. The switch 5 connects the output of the selected sensor to the input of the ADC 8, which converts the output signal of the analog sensor to the code that appears on the output of the ADC 8 after receiving the corresponding signal generated by the input / output channel 13 by the corresponding UEM 2 commands. Simultaneously with these operations UEVM 2 through the input-output channel 13 prepares a buffer memory 9 for example, the next result, which is fed to the information input of the BZU 9, setting the address of the next cell of the BZU 9. After arriving signal from the input / output channel 13 to the control input of the BZU 9 of the recording permission signal, the result is recorded in the BZU 9 and the next sensor is connected to the input of the ADC 8. A table of correspondence of the numbers of the polled sensors to the addresses of the cells of the BUZ 9 is formed in UEM 2 and stored in its random access memory.
После завершения цикла опроса датчиков устройство переходит к первичной обработке результатов измерения. При этом, используя сформированную таблицу соответствия номеров датчиков адресам ячеек БЗУ 9, УЭВМ 2 через канал 13 ввода-вывода организует считывание информации, хранящейся в ячейке БЗУ 9 по заданному адресу, и выбирает из своего оперативного запоминающего устройства код порогового значения соответствующего параметра. Для упомянутого выше примера конкретного выполнения блока 10 регистров результата порогового значения должны быть записаны в ОЗУ блока 2 управления в дополнительном коде. Этот код через канал 13 ввода-вывода поступает на информационно-управляющий вход блока 10 регистров результата, на информационном входе которого выставлен код результата измерения текущего значения параметра, считанный из БЗУ 9. Эти коды по управляющему сигналу, вырабатываемому УЭВМ 2 и передаваемому каналом 13 ввода-вывода по соответствующей линии информационно-управляющего входа блока 10, принимаются в блок 10 регистров результата, в котором осуществляется их сравнение. Если код результата измерения текущего значения параметра больше или равен коду порогового значения этого параметра, то на управляющем выходе блока 10 регистров результата появляется соответствующий сигнал, разрешающий срабатывание формирователя 11 передаваемой информации. По этому сигналу формирователь 11 принимает выставленный на его информационном входе код обрабатываемого результата измерения и переданную на его информационно-управляю3 ввода-вывода служебную информацию, сформированную УЭВМ 2. Сигнал с управляющего выхода блока 10 регистров результата через канал 13 ввода-вывода поступает также и в УЭВМ 2 как сигнал, указывающий на возможность пересылки сформированного формирователем 11 сообщения в узел 12 передачи данных для передачи этого сообщения в линию связи. After completing the cycle of polling sensors, the device proceeds to the primary processing of the measurement results. In this case, using the generated table of correspondence of the sensor numbers to the addresses of the BZU 9 cells, the UEVM 2 through the I / O channel 13 organizes the reading of the information stored in the BZU 9 cell at the specified address and selects the threshold value code of the corresponding parameter from its random access memory. For the above example of a specific implementation of the block 10 registers of the result of the threshold value must be written to the RAM of the control unit 2 in an additional code. This code through the input / output channel 13 is fed to the information and control input of the block 10 of the result registers, on the information input of which is set the result code of the measurement of the current parameter value, read from the BZU 9. These codes are based on the control signal generated by the computer 2 and transmitted by the input channel 13 - output on the corresponding line of the information and control input of block 10, are received in block 10 of the result registers, in which they are compared. If the code of the measurement result of the current value of the parameter is greater than or equal to the threshold value code of this parameter, then a corresponding signal appears on the control output of the block 10 of the result registers, allowing the operation of the transmitted information generator 11. According to this signal, the shaper 11 receives the code of the processed measurement result set at its information input and the service information generated by the computer 2 transmitted to its information-control3 I / O 2. The signal from the control output of the block 10 of the result registers through the input-output channel 13 also goes to WEM 2 as a signal indicating the possibility of sending the message generated by the shaper 11 to the data transmission unit 12 for transmitting this message to the communication line.
После этого устройство переходит к считыванию из БЗУ 9 и обработке следующего результата измерений. After that, the device proceeds to read from the BZU 9 and processing the next measurement result.
Если же результат измерения текущего значения параметра, считывания из БЗУ 9, меньше порогового значения этого параметра, то на управляющем выходе блока 10 регистров результата формируется сигнал противоположного уровня, запрещающий срабатывание формирователя 11 передаваемой информации и разрешающей УЭВМ 2 перейти к считыванию из БЗУ 9 и осуществлению обработки следующего результата измерений. If the result of measuring the current value of the parameter, reading from the BZU 9, is less than the threshold value of this parameter, then the signal of the opposite level is formed at the control output of the block 10 of the result registers, which prohibits the operation of the shaper 11 of the transmitted information and allows the computer to proceed to read from the BZU 9 and processing the next measurement result.
По завершении обработки всех хранящихся в БЗУ 9 результатов измерений устройство в соответствии с программой работы либо переходит в режим ожидания, если на выходе компаратора 16 отсутствует сигнал прерывания (т.е. ни один из выходных сигналов датчиков 1.1 oC 1.8 не превышает заранее заданного уровня запуска), либо приступает к очередному выполнению программы опроса датчиков, преобразования измерительных данных и формирования сообщений.Upon completion of the processing of all measurement results stored in the BZU 9, the device in accordance with the program of work either goes into standby mode if there is no interrupt signal at the output of the comparator 16 (i.e., none of the output signals of the sensors 1.1 o C 1.8 exceeds a predetermined level launch), or proceeds to the next execution of a program for interrogating sensors, converting measurement data and generating messages.
В случае занятости линии связи сообщения, передаваемые узлом 12 передачи данных, могут через канал 12 ввода-вывода поступать в УЭВМ 2 и накапливаться в ее ОЗУ с целью последующей передачи всего пакета сообщений в линию связи. При этом, если позволяет производительность УЭВМ 2 либо устройство находится в режиме ожидания, может осуществляться и предварительная вторичная обработка измерительной информации. In the case of a busy communication line, messages transmitted by the data transmission unit 12 can, via the input / output channel 12, enter UEM 2 and accumulate in its RAM for the purpose of subsequent transmission of the entire message packet to the communication line. At the same time, if the productivity of the UEM 2 allows, or the device is in standby mode, preliminary secondary processing of the measurement information can be carried out.
В зависимости от реализуемой программы обслуживания данное устройство позволяет использовать при сравнении результатов измерения с их пороговыми значениями несколько массивов пороговых значений и, соответственно, несколько кодов уровня запуска. При этом, после выполнения нескольких циклов опроса датчиков и обработки результатов измерений, выполняется один или более циклов опроса датчиков, для чего в регистр 17 записывается меньший код уровня запуска, и последующего сравнения полученных результатов с меньшими пороговыми значениями, чем в предыдущих циклах. Полученные при этом данные позволяют, во-первых, оценить работоспособность устройства, для чего один из измерительных датчиков может быть заменен на датчик эталонного сигнала, и, во-вторых, анализируя частоту прерываний и измерительные данные, получить информацию о динамике исследуемого процесса при небольшой избыточности формируемого устройством потока сообщений. Depending on the service program being implemented, this device allows using several arrays of threshold values and, accordingly, several trigger level codes when comparing the measurement results with their threshold values. Moreover, after performing several cycles of polling sensors and processing the measurement results, one or more cycles of polling sensors are performed, for which a lower trigger level code is recorded in register 17, and then the results are compared with lower threshold values than in previous cycles. The data thus obtained make it possible, firstly, to evaluate the operability of the device, for which one of the measuring sensors can be replaced by a reference signal sensor, and, secondly, by analyzing the interruption frequency and measurement data, to obtain information on the dynamics of the process under study with a slight redundancy generated by the device message flow.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94033901A RU2079882C1 (en) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | Device which gathers, processes and transmits results of measurements of physical features of environment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94033901A RU2079882C1 (en) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | Device which gathers, processes and transmits results of measurements of physical features of environment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94033901A RU94033901A (en) | 1996-07-20 |
| RU2079882C1 true RU2079882C1 (en) | 1997-05-20 |
Family
ID=20160538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94033901A RU2079882C1 (en) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | Device which gathers, processes and transmits results of measurements of physical features of environment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2079882C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445067C2 (en) * | 2010-05-26 | 2012-03-20 | Вячеслав Викторович Щербаков | Device for diagnosing patient's body state by acupuncture points |
-
1994
- 1994-09-28 RU RU94033901A patent/RU2079882C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1322156, кл. G 01 R 13/02, 1985. 2. Авторское свидетельство СССР N 1783547, кл. G 06 F 15/74, 1989. 3. Буланов АВ. и др. Проектирование квазиэлектронных АТС типа "Квант", ч. 1. Общая характеристика, функциональные и коммутационные схемы. - М.: ВЗЭИС, 1983. 4. Буланов А.В. и др. Управляющее устройство АТСКЭ типа "Квант". - М.: ВЗЭИС, 1986. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445067C2 (en) * | 2010-05-26 | 2012-03-20 | Вячеслав Викторович Щербаков | Device for diagnosing patient's body state by acupuncture points |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94033901A (en) | 1996-07-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1017568B (en) | Device and method for storage characteristic parameter of locally area network system | |
| US5157348A (en) | Smart programmable gain amplifier | |
| RU2079882C1 (en) | Device which gathers, processes and transmits results of measurements of physical features of environment | |
| RU2081452C1 (en) | Device which gathers, converts and transmits results of measurement of physical environment characteristics | |
| CN106371125A (en) | PLC based radiation monitoring system and monitoring method | |
| RU2079881C1 (en) | Device which gathers, processes and transmits packets with measurements of physical features for environment | |
| RU2076352C1 (en) | Data collection ring-radial device for physical substance parameters measuring results converting and transmitting | |
| RU2080653C1 (en) | Device which gathers, processes and transmits information packets with results of measurement of environment characteristics | |
| RU2118848C1 (en) | System to collect, convert and process measurement information | |
| SU851445A1 (en) | Adaptive telemetering device | |
| SU894775A1 (en) | Adaptive telemetering device | |
| SU1291828A1 (en) | Device for studying transient electric arc | |
| SU1665399A1 (en) | Multichannel device for information transmission and compression | |
| SU1439645A1 (en) | Device for monitoring and registering plant operation | |
| JP3421418B2 (en) | Criticality warning system | |
| SU1046766A1 (en) | Device for checking multichannel magnetic recorder | |
| Boyer et al. | Computer data acquisition system for the Sandia Four-Beam Laser | |
| RU2105301C1 (en) | Multichannel acoustic-optical device to inspect articles | |
| JPH0627818B2 (en) | Radiation monitor system | |
| SU894774A1 (en) | Device for transmission of information about environment contamination | |
| SU1712924A1 (en) | Seismic acoustic device for investigating structure of soils on water areas | |
| SU656095A1 (en) | Remote measurement system transmitter | |
| RU94020952A (en) | SYSTEM OF COLLECTION, TRANSFORMATION AND PROCESSING OF MEASURING INFORMATION | |
| SU1487056A1 (en) | Computer/distributer remote measuring, monitoring and control unit interface | |
| Heap et al. | Low-cost computer controlled acoustic measuring systems |