RU5248U1 - DEVICE FOR MEASURING PHYSICAL QUANTITY - Google Patents

DEVICE FOR MEASURING PHYSICAL QUANTITY Download PDF

Info

Publication number
RU5248U1
RU5248U1 RU96116489/20U RU96116489U RU5248U1 RU 5248 U1 RU5248 U1 RU 5248U1 RU 96116489/20 U RU96116489/20 U RU 96116489/20U RU 96116489 U RU96116489 U RU 96116489U RU 5248 U1 RU5248 U1 RU 5248U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
computer
output
driver
input
voltage
Prior art date
Application number
RU96116489/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Б. Степанов
Н.А. Удовиченко
Ю.Н. Федоров
Original Assignee
Удовиченко Николай Алексеевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Удовиченко Николай Алексеевич filed Critical Удовиченко Николай Алексеевич
Priority to RU96116489/20U priority Critical patent/RU5248U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU5248U1 publication Critical patent/RU5248U1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)

Abstract

1. Устройство для измерения физической величины, включающее компьютер, чувствительный элемент, соединенный с ним формирователь переменного электрического напряжения, содержащий частотозадающие элементы, отличающееся тем, что формирователь дополнительно содержит преобразователь уровня напряжения, выход которого является выходом формирователя, конфигурация компьютера соответствует спецификации Multimedia Personal Computer, выход формирователя соединен с входом аудиоадаптера такого компьютера, элементы формирователя имеют параметры, обеспечивающие согласование информационно-значимых составляющих частотного спектра его выходного напряжения с параметрами входа аудиоадаптера компьютера во всем диапазоне измерения физической величины.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь уровня напряжения выполнен в виде оптоэлектронных, согласованных между собой передатчика и приемника.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь уровня напряжения выполнен в виде трансформатора.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит идентификатор чувствительного элемента и формирователя, соединенный с цифровым входом компьютера.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок управления формирователем, при этом вход блока соединен с цифровым выходом компьютера или его аудиоадаптера, а выход блока соединен с управляющим входом формирователя.1. A device for measuring a physical quantity, including a computer, a sensing element, an alternating voltage generator connected to it, comprising frequency-sensing elements, characterized in that the generator further comprises a voltage level converter, the output of which is the output of the generator, the computer configuration complies with the Multimedia Personal Computer specification , the output of the driver is connected to the input of the audio adapter of such a computer, the elements of the driver have parameters, providing matching the information-significant components of the frequency spectrum of its output voltage with the input parameters of the computer audio adapter in the entire measurement range of the physical quantity. 2. The device according to claim 1, characterized in that the voltage level converter is made in the form of optoelectronic, coordinated transmitter and receiver. The device according to claim 1, characterized in that the voltage level converter is made in the form of a transformer. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises an identifier of the sensitive element and the driver connected to the digital input of the computer. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises a driver control unit, wherein the input of the unit is connected to the digital output of the computer or its audio adapter, and the output of the unit is connected to the control input of the driver.

Description

Изобретение относится к измерительной технике, использующей компьютер при получении и работе с метрологической информацией общего назначения. Известны устройства измерений с использованием компьютера, в основе работы которых лежит преобразование физической величины в электрическое напряжение, где информация содержится в уровне сигнала С1,2. Известно устройство с преобразованием физической величины в электрическое напряжение фиксированного уровня, а информация об измеряемой величине содержится в частоте (периоде) напряжения СЗ.The invention relates to measuring equipment using a computer when receiving and working with metrological information for general purposes. Known measurement devices using a computer, the basis of which is the conversion of a physical quantity into electrical voltage, where the information is contained in the signal level C1,2. A device with the conversion of a physical quantity into a voltage of a fixed level is known, and information about the measured quantity is contained in the frequency (period) of the SZ voltage.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату, и принятым авторами в качестве прототипа, является устройство для измерения физической величины 4, в котором формируют сигнал с длительностью, пропорциональной измеряемой величине. Для этого используют заряд эталонного конденсатора до определенного уровня напряжения, через резистор, электрическое сопротивление которого чувствительно к измеряемой величине.Closest to the proposed technical essence and the achieved result, and adopted by the authors as a prototype, is a device for measuring physical quantity 4, in which a signal is generated with a duration proportional to the measured value. To do this, use the charge of the reference capacitor to a certain voltage level, through a resistor whose electrical resistance is sensitive to the measured value.

Устройство состоит из терморевистора, соединенного с ним последовательно конденсатора, и транзистора, включенного параллельно конденсатору. Эти элементы образуют колебательный контур, а параметры элементов задают частоту выходного напряжения. Перечисленные элементы и триггер Шмитта образуют формирователь импульсного электрического напряжения. Выход формирователя соединен с цифровым входом компьютера. Устройство работает следующим образом. По сигналу компьютера транзистор запирается, и в этот же момент в компьютере запускается внутренний счетчик времени. Конденсатор, через включенный в цепь его заряда терморезистор, заряжается до величины порога опрокидывания триггера Шмитта. Фиксируют момент заряда конденсатора. Сигнал перепада напряжения с выхода триггера Шмитта поступает в компьютер, останавливая внутренний счетчик, и по сигналу компьютера переводит транзистор в режим насыщения. Разряд конденсатора происходит через внутреннее сопротивление транзистора. Информация об измеряемой величине содержится во внутреннем счетчике компьютера.The device consists of a thermistor connected in series with a capacitor, and a transistor connected in parallel with the capacitor. These elements form an oscillatory circuit, and the parameters of the elements determine the frequency of the output voltage. The listed elements and Schmitt trigger form a pulse voltage generator. The output of the driver is connected to the digital input of the computer. The device operates as follows. At the signal of the computer, the transistor is locked, and at the same moment, the computer starts the internal time counter. The capacitor, through the thermistor included in its charge circuit, is charged to the value of the Schmitt trigger tipping threshold. The moment of charge of the capacitor is recorded. The voltage drop signal from the output of the Schmitt trigger enters the computer, stopping the internal counter, and by the computer signal puts the transistor in saturation mode. The discharge of the capacitor occurs through the internal resistance of the transistor. Information about the measured value is contained in the internal computer counter.

Прототип позволяет измерять физическую величину, температуру, компенсировать влияние температурной нестабильности характеристик некоторых компонентов реализующего его устройства на результаты измерений.The prototype allows you to measure the physical quantity, temperature, to compensate for the effect of temperature instability of the characteristics of some components of the device implementing it on the measurement results.

Существенными недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, не позволяющие проводить измерения с использованием распространенных персональных компьютеров без дополнительных устройств и программ- драйверов.Significant disadvantages of the known device are limited functionality that does not allow measurements using common personal computers without additional devices and driver programs.

В основу изобретения поставлена задача расширения функциональных возможностей устройства,а также упрощения процедуры измерений, путем унификации используемых технических средств.The basis of the invention is the task of expanding the functionality of the device, as well as simplifying the measurement procedure by unifying the technical means used.

Дополнительно ставятся задачи:Additionally, the following tasks are set:

-повьш1ения надежности измерений ;-increase the reliability of measurements;

-обеспечения электрической развязки, вплоть до дистанционной.- providing electrical isolation, up to remote.

беспроводной, связи между компонентами измерительной системы. - управления формирователем, для повышения разрешающей способности измерений.wireless, communication between the components of the measuring system. - control of the shaper, to increase the resolution of the measurements.

Поставленная основная задача измерения физической величины с использованием компьютера решается устройством, включающим компьютер, чувствительный элемент, соединенный с ним формирователь переменного электрического напряжения, содержащий частотозадающие элементы, согласно изобретению, формирователь дополнительно содержит преобразователь уровня напряжения, выход которого является выходом формирователя, конфигурация компьютера соответствует спецификации Multimedia Personal Computer (MPS), выход формирователя соединен со входом аудиоадаптера такого компьютера, элементы формирователя имеют параметры, обеспечивающие для информационно- значимых составляющих частотного спектра его выходного напряжения соответствие параметрам входа аудиоадаптера компьютера во всем диапазоне измерения физической величины.The main task of measuring a physical quantity using a computer is solved by a device including a computer, a sensing element, an alternating voltage generator connected to it, containing frequency-setting elements, according to the invention, the generator further comprises a voltage level converter, the output of which is the output of the generator, the computer configuration corresponds to the specification Multimedia Personal Computer (MPS), the output of the driver is connected to the input of the audio adapter of a computer, the elements of the shaper have parameters that ensure that for the informationally significant components of the frequency spectrum of its output voltage, compliance with the input parameters of the computer’s audio adapter over the entire measurement range of the physical quantity.

Наилучший результат достигается в устройстве, согласно изобретению, тем, что преобразователь уровня напряжения выполнен либо в виде оптоэлектронных, согласованных между собой, передатчика и приемника, либо в виде трансформатора.The best result is achieved in the device according to the invention in that the voltage level converter is made either in the form of optoelectronic, matched to one another, transmitter and receiver, or in the form of a transformer.

Дополнительные задачи решаются тем, что согласно изобретению устройство содержит идентификатор чувствительного элемента и формирователя, соединенный с цифровьм входом компьютера , а также тем, что оно снабжено блоком управления формирователем, вход блока соединен с цифровым выходом компьютера или аудиоадаптера компьютера, а выход блока - со входом управления формирователем.Additional tasks are solved by the fact that according to the invention, the device contains an identifier of the sensitive element and the driver connected to the digital input of the computer, as well as the fact that it is equipped with a driver control unit, the input of the unit is connected to the digital output of the computer or the computer’s audio adapter, and the output of the block is connected to the input shaper control.

Изобретение иллюстрируется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

На фиг.1 изображена функщональная схема устройства для измерения неособой физической величины.Figure 1 shows a functional diagram of a device for measuring a non-singular physical quantity.

На фиг.2 изображен пример реализации - принципиальная схема устройства для измерения температуры.Figure 2 shows an example implementation - a schematic diagram of a device for measuring temperature.

На фиг.З изображена функциональная схема устройства, содержащего идентификатор чувствительного элемента и формирователя. На фиг.4 изображена функциональная схема устройства, содержащего блок управления формирователем.On Fig. 3 shows a functional diagram of a device containing the identifier of the sensing element and the shaper. Figure 4 shows a functional diagram of a device containing a control unit of the shaper.

Функциональная схема устройства приведена на фиг. 1. Устройство содержит чувствительный элемент 1, соединенный с ним формирователь Е переменного электрического напряжения , содержащий частотозадающие элементы 3, с параметрами, обеспечивающими для информационно- значимых составляющих частотного спектра его выходного напряжения частоту и ее изменения в пределах, удовлетворяющих параметрам подклю-ченного к выходу преобразователя уровня 4 входа аудиоадаптера 5 компьютера 6. Компьютер б, оснащенный программным обеспечением, имеет конфигурацию, соответствующую спецификации Multimedia Personal Computer. Преобразователь уровня 4 может быть выполнен в виде согласованных между собой, оптических, передатчика и приемника информации, а также в виде согласующего трансформатора или радиоприемопередатчика.Functional diagram of the device is shown in FIG. 1. The device contains a sensing element 1, an alternating voltage generator E connected to it, comprising frequency-setting elements 3, with parameters providing for the information-significant components of the frequency spectrum of its output voltage the frequency and its changes within the limits satisfying the parameters of the output connected the level 4 converter of the input of the audio adapter 5 of computer 6. Computer b, equipped with software, has a configuration that complies with the Multimedia Personal Computer specification. The level 4 converter can be made in the form of coordinated, optical, transmitter and receiver information, as well as in the form of a matching transformer or radio transceiver.

Устройство работает следующим образом. Измеряемая величина воздействует на чувствительный элемент 1 и приводит к изменению его электрического параметра, вследствие чего изменяется параметр электрических колебаний в формирователе 2 переменного электрического напряжения и, соответственно, частота его вы/ ///К/The device operates as follows. The measured value acts on the sensitive element 1 and leads to a change in its electrical parameter, as a result of which the parameter of electric oscillations in the shaper 2 of an alternating electric voltage and, accordingly, its frequency are changed / /// K /

ц  c

ходного напряжения. Последнее, с выхода преобразователя уровня 4, поступает на вход аудиоадаптера 5 компьютера б, конфигурация которого соответствует спецификации Multimedia Personal Computer, обрабатывается, и, с использованием программного обеспечения и информации о передаточных характеристиках формирователя и параметрах частотозадающих элементов, хранящейся в памяти компьютера, позволяет определить значение измеряемой величины.driving voltage. The latter, from the output of the level 4 converter, is fed to the input of the audio adapter 5 of computer b, the configuration of which complies with the Multimedia Personal Computer specification, is processed, and, using software and information about the transfer characteristics of the driver and the parameters of the frequency-setting elements stored in the computer’s memory, it is possible to determine value of the measured value.

На Фиг. 2 приведена принципиальная схема - пример реализации устройства для измерения температуры. Устройство содержит чувствительный элемент (терморезистор) 1, соединенный с выходом 7 усилителя 8 формирователя 2 переменного электрического напряжения, и, через регулировочный резистор 9, с измерительным конденсатором 10, подстроечным конденсатором 11 и инвертирующим входом 12 усилителя 8. Выход 7 усилителя 8 соединен с резисторами 13, 14 и 15 преобразователя 4 уровня напряжения формирователя и, через резистор 13 с неинвертирующим входом 16 усилителя 8. Через резистор 15 неинвертирующий вход 16 соединен с аналоговой землей, а через резистор 14 - с входом аудиоадаптера 5 компьютера 6 спецификации MPS, оснащенного программным обеспечением. Инвертирующий вход 12 усилителя 8 через конденсатор 10 и подстроечный конденсатор 12 соединен с аналоговой землей. Устройство работает следующим образом. Исходное состояние схемы определяется отсутствием заряда на конденсаторе 10 и, вследствие этого, практически нулевым напряжением на инвертирующим входе 12 усилителя 8. В то же время часть выходного напряжения усилителя 8, через резисторы 13, 15 преобразователя 4 уровня напряжения формирователя, подается наIn FIG. 2 shows a schematic diagram - an example implementation of a device for measuring temperature. The device contains a sensing element (thermistor) 1 connected to the output 7 of the amplifier 8 of the generator 2 of an alternating electric voltage, and, through an adjustment resistor 9, with a measuring capacitor 10, a tuning capacitor 11 and an inverting input 12 of the amplifier 8. The output 7 of the amplifier 8 is connected to the resistors 13, 14 and 15 of the converter 4 of the voltage level of the driver and, through a resistor 13 with a non-inverting input 16 of the amplifier 8. Through a resistor 15, a non-inverting input 16 is connected to analog ground, and through a resistor 14 to the input audio adapter 5 of computer 6 of the MPS specification equipped with software. The inverting input 12 of the amplifier 8 through the capacitor 10 and the trim capacitor 12 is connected to the analog ground. The device operates as follows. The initial state of the circuit is determined by the absence of charge on the capacitor 10 and, as a result, by almost zero voltage at the inverting input 12 of the amplifier 8. At the same time, part of the output voltage of the amplifier 8, through the resistors 13, 15 of the converter 4 of the voltage level of the driver, is supplied to

неинвертируюощй вход 16 усилителя 8 и превышает напряжение на инвертирующем входе 12. В результате напряжение на выходе 7 усилителя 8 имеет положительную полярность и величину, определяемую напряжением питания и внутренней схемой усилителя. Конденсаторы 10 и 11 начинают заряжаться током, протекающим с выхода 7 усилителя 8 через чувствительный элемент 1 и регулировочный резистор 9 на аналоговую землю. На обкладках конденсатора начнет накапливаться заряд. По мере заряда конденсатора падение напряжения на нем (по модулю) будет увеличиваться до тех пор, пока не превысит напряжения на неинвертирующем входе 16. Тогда выходное напряжение усилителя 8 изменится на противоположное, и процесс повторится. Таким образом частота основной гармоники выходного напряжения определится постоянной времени, численно равной произведению суммы величин сопротивлений чувствительного элемента 1 и регулировочного резистора 9 на суммарную емкость измерительного 10 и подстроечного 11 конденсаторов, что позволяет однозначно связать частоту основной гармоники с измеряемой величиной. Изменение измеряемой температуры приводит к изменению сопротивления чувствительного элемента 1, т.е. времени заряда и, соответственно, частоты основной гармоники выходного переменного электрического напряжения, подаваемого на вход аудиоадаптера 5 компьютера б спецификации MPS, Компьютер, оснащенный программным обеспечением, вычисляет измеряемую величину. Изменением величины регулировочного резистора 9 и подстроечного конденсатора 11 обеспечивается, для конкретного типа чувствительного элемента 1 и выбранного диапазона измерения температуры, основная частота генерации в диапазоне, соответствующем входным параметрам аудиоадаптера 5non-inverting input 16 of the amplifier 8 and exceeds the voltage at the inverting input 12. As a result, the voltage at the output 7 of the amplifier 8 has a positive polarity and a value determined by the supply voltage and the internal circuit of the amplifier. The capacitors 10 and 11 begin to be charged by the current flowing from the output 7 of the amplifier 8 through the sensing element 1 and the adjustment resistor 9 to the analog ground. A charge will begin to build up on the capacitor plates. As the capacitor charges, the voltage drop across it (modulo) will increase until it exceeds the voltage at the non-inverting input 16. Then the output voltage of the amplifier 8 will change to the opposite, and the process will be repeated. Thus, the frequency of the fundamental harmonic of the output voltage is determined by the time constant, numerically equal to the product of the sum of the resistance values of the sensing element 1 and the regulation resistor 9 by the total capacitance of the measuring 10 and tuning 11 capacitors, which allows us to uniquely relate the frequency of the fundamental to the measured value. A change in the measured temperature leads to a change in the resistance of the sensing element 1, i.e. charge time and, accordingly, the fundamental frequency of the output alternating electric voltage supplied to the input of the audio adapter 5 of the computer of the MPS specification. A computer equipped with software calculates the measured value. By changing the value of the adjustment resistor 9 and the tuning capacitor 11, it is provided, for a particular type of sensor 1 and a selected temperature measurement range, the main generation frequency in the range corresponding to the input parameters of the audio adapter 5

- P, О- P, O

компьютера б. Резисторы 13, 14, 15 оОеопечивают соответотвие входным параметрам аудиоадаптера по уровню подаваемого на его вход напряжения формирователя 2.computer b. Resistors 13, 14, 15 oOeoperate the correspondence to the input parameters of the audio adapter according to the level of voltage of the driver 2 supplied to its input.

В примере реализации предлагаемого устройства измерения выбрана схема формирователя, работающая в автоколебательном режиме (мультивибратор, генератор и т.п.), одним из частотозадающих элементов которой является чувствительный элемент. Чувствительный элемент, подвергнутый физическому воздействию, изменяет свой электрический параметр. Так как чувствительный элемент участвует в образовании электрических автоколебаний, это приведет к изменению их параметра ( частоты), и, соответственно, частоты выходного напряжения формирователя. При выбранной схеме с мультивибратором, сигнал на его выходе содержит большое число гармоник, но информационно- значимой является основная, первая гармоника. Поэтому параметры частотозадающих элементов должны быть такими, чтобы во всем диапазоне измерения физической величины основная гармоника частотного спектра выходного напряжения была согласована со входными параметрами аудиоадаптера компьютера, конфигурация которого соответствует спецификации Multimedia Personal Computer. Для некоторых измерений информационно- значимыми могут быть вторая и последующие гармоники, или только они. При использовании резистивных датчиков ( терморезистор, фоторезистор, тензорезистор) весьма удобно применять формирователь, выполненный по схеме мультивибратора. При емкостных датчиках (температуры, размеров и других величин) и датчиках, использующих емкостной эффект (силы, перемещения, давления и т.д.), в качестве формирователя удобна схема высокочастотного емкостного генератора, а выходное напряжение схемы с требуемыми параметрами образуется путем смешивания напряжений с измерительного и опорного генератора. Для параметрических датчиков (фотодиод, термопара, и т.д.) в качестве формирователя предпочтительна схема генератора, управляемого напряжением (ГУН). Приведенные выше рассуждения об информационно- значимых составляющих справедливы вне зависимости от выбора конкретной схемы реализации ГУН. Для бесконтактных датчиков Холла, схемная реализация формирователя будет весьма непростой. В частности, необходимо стабилизировать величину выходного тока цепи схемы, в которую включен датчик. Вычисление физической величины, также как и в прототипе, производится компьютером. Введенный в компьютер сигнал подвергается преобразованию Фурье, выделяются информационно- значимые составляющие частотного спектра сигнала и компьютер,используя значения передаточных характеристик чувствительного элемента, формирователя, аудиоадаптера компьютера, программно вычисляет значение физической величины.In an example of the implementation of the proposed measurement device, a shaper circuit operating in a self-oscillating mode (multivibrator, generator, etc.) is selected, one of the frequency-setting elements of which is a sensitive element. A sensitive element subjected to physical influence changes its electrical parameter. Since the sensitive element is involved in the formation of electrical self-oscillations, this will lead to a change in their parameter (frequency), and, accordingly, the frequency of the output voltage of the driver. With the selected multivibrator scheme, the signal at its output contains a large number of harmonics, but the main, first harmonic is information-significant. Therefore, the parameters of the frequency-setting elements must be such that in the entire measurement range of the physical quantity, the main harmonic of the frequency spectrum of the output voltage is consistent with the input parameters of the computer audio adapter, the configuration of which complies with the Multimedia Personal Computer specification. For some measurements, the second and subsequent harmonics, or just them, may be information-significant. When using resistive sensors (thermistor, photoresistor, strain gauge) it is very convenient to use a shaper made according to the multivibrator scheme. With capacitive sensors (temperature, size and other values) and sensors using the capacitive effect (force, displacement, pressure, etc.), a high-frequency capacitive generator circuit is convenient as a shaper, and the output voltage of the circuit with the required parameters is formed by mixing voltages with measuring and reference generator. For parametric sensors (photodiode, thermocouple, etc.), a voltage-controlled oscillator (VCO) circuit is preferred as a shaper. The above discussion of informationally significant components is valid regardless of the choice of a specific implementation scheme of the VCO. For non-contacting Hall sensors, the circuit implementation of the shaper will be very difficult. In particular, it is necessary to stabilize the output current of the circuit circuit into which the sensor is included. The calculation of the physical quantity, as well as in the prototype, is done by a computer. The signal entered into the computer is subjected to Fourier transform, the information-significant components of the frequency spectrum of the signal and the computer are extracted, using the transfer characteristics of the sensing element, shaper, computer audio adapter, calculates the value of the physical quantity programmatically.

Пример реализации иллюстрирует простоту используемого схемотехнического решения. Благодаря этому легко обеспечивается возможность изготовления, вплоть до серийного, модулей датчика с формирователем. Наличие ряда таких модулей ставит задачу их идентификации с целью безошибочности их подключения и, соответственно, повьш1ения надежности измерений в целом. Модуль чувствительного элемента и формирователя, снабженный индентификатором, в свою очередь обеспечивает упрощение процедуры и унификацию средств измерений.An example implementation illustrates the simplicity of the circuitry used. This makes it possible to manufacture, up to serial, sensor modules with a former. The presence of a number of such modules sets the task of identifying them with the aim of faultlessly connecting them and, accordingly, increasing the reliability of measurements in general. The sensing element and driver module, equipped with an identifier, in turn, provides simplification of the procedure and unification of measuring instruments.

На фиг.З изображена функциональная схема устройства, содержащего идентификатор чувствительного элемента и формирователя. Устройство, кроме перечисленного выше, содержит идентификатор 17, представляющий собой автономный блок энергонезависимого постоянного запоминающего устройства, выход которого подключен к цифровому входу компьютера б. Идентификатор содержит опознавательную информацию о типе датчика и формирователя, роде и диапазоне измерения физической величины, градуировке чувствительного элемента и формирователя.On Fig. 3 shows a functional diagram of a device containing the identifier of the sensing element and the shaper. The device, in addition to the above, contains an identifier 17, which is an autonomous unit of non-volatile read-only memory, the output of which is connected to the digital input of the computer b. The identifier contains identification information about the type of sensor and shaper, the kind and range of measurement of the physical quantity, the calibration of the sensitive element and the shaper.

Устройство работает следующим образом. Измеряемая величина воздействует на чувствительный элемент 1, что приводит к изменению его параметра. Вследствие этого изменяется параметр электрических колебаний в формирователе 2 переменного электрического напряжения и, соответственно, параметр его выходного напряжения. Последнее, с выхода преобразователя уровня 4, поступает на вход аудиоадаптера 5 компьютера б, конфигурация которого соответствует спецификации Multimedia Personal Computer, обрабатывается, и, с использованием программного обеспечения и информации о передаточных характеристиках формирователя и параметрах частотозадающих элементов, считываемой с идентификатора 17, позволяет определить значение измеряемой величины.The device operates as follows. The measured value affects the sensitive element 1, which leads to a change in its parameter. As a result, the parameter of electrical vibrations in the shaper 2 of an alternating electric voltage and, accordingly, the parameter of its output voltage are changed. The latter, from the output of the level 4 converter, is fed to the input of the audio adapter 5 of computer b, the configuration of which corresponds to the Multimedia Personal Computer specification, is processed, and, using software and information on the transfer characteristics of the driver and the parameters of the frequency-sensing elements read from identifier 17, allows to determine value of the measured value.

Задача управления формирователем, в целях повышения разрешающей способности или расширения диапазона измерений, решается устройством, содержащим блок управления формирователем.The task of controlling the shaper, in order to increase the resolution or expand the measurement range, is solved by a device containing a control unit of the shaper.

На фиг.4 изображена функциональная схема такого устройства. Устройство, кроме перечисленного выше, содержит блок 18 управления формирователем 2 , соединенный с цифровым выходом аудиоадаптера 5 или цифровым выходом компьютера б .Figure 4 shows a functional diagram of such a device. The device, in addition to the above, contains a control unit 18 of the driver 2 connected to the digital output of the audio adapter 5 or the digital output of the computer b.

- 9 Устройство работает следующим образом. При инициализации устройства компьютер 6, в зависимости от требуемого диапазона измерений, задает, через блок управления формирователем 18, передаточные характеристики формирователя и параметры его элементов. Измеряемая величина воздействует на чувствительный элемент 1, что приводит к изменению его параметра. Вследствие этого изменяется параметр электрических колебаний в формирователе 2 переменного электрического напряжения и, соответственно, его выходное напряжение. Последнее, с выхода преобразователя уровня 4, поступает на вход аудиоадаптера 5 компьютера 6, конфигурация которого соответствует спецификации Multimedia Personal Computer, обрабатывается, и, с использованием программного обеспечения и информации о заданных передаточных характеристиках формирователя и параметрах его частотозадающих элементов , позволяет определить значение измеряемой величины.- 9 The device operates as follows. When the device is initialized, computer 6, depending on the required measurement range, sets, through the control unit of the former 18, the transfer characteristics of the former and the parameters of its elements. The measured value affects the sensitive element 1, which leads to a change in its parameter. As a result of this, the electric oscillation parameter in the shaper 2 of the alternating electric voltage and, accordingly, its output voltage are changed. The latter, from the output of the level 4 converter, is fed to the input of the audio adapter 5 of computer 6, the configuration of which corresponds to the Multimedia Personal Computer specification, is processed, and, using software and information about the given transfer characteristics of the driver and the parameters of its frequency-setting elements, allows you to determine the value of the measured value .

Таким образом, благодаря отличию состава и структуры устройства и его частей, их связи, а также параметров элементов, заявленное техническое решение характеризуется новыми свойствами:Thus, due to the difference in the composition and structure of the device and its parts, their connection, as well as the parameters of the elements, the claimed technical solution is characterized by new properties:

- обеспечивает возможность выбора оптимального соотношения точности, диапазона и продолжительности измерения физической величины, а также проведения измерения ряда физических величин, в том числе одновременного, с использованием одного компьютера, благодаря более предпочтительным для целей измерения, информационно- значимым параметрам формируемого напряжения и, соответственно, условиям его согласования со входными параметрами компьютера;- provides the ability to select the optimal ratio of accuracy, range and duration of the measurement of a physical quantity, as well as to measure a number of physical quantities, including simultaneously, using one computer, thanks to more preferable for measurement purposes, information-relevant parameters of the generated voltage and, accordingly terms of its agreement with the input parameters of the computer;

-значительно упрощает для пользователя процедуру измерения и стандартизирует ее, благодаря использованию унифицированного технического средства, завершающего эту процедуру - компьютера распространенной спецификации MPS;- significantly simplifies the measurement procedure for the user and standardizes it through the use of a unified technical tool that completes this procedure - a computer of the widespread MPS specification;

-расширяет функциональные возможности путем использования в качестве информационно- значимых параметров как частоты, так и уровня формируемого напряжения, упрощает и унифицирует процедуру измерений, благодаря новой связи со входом аудиоадаптера компьютера;- expands functionality by using both frequency and the level of generated voltage as information-relevant parameters, simplifies and unifies the measurement procedure, thanks to a new connection with the input of the computer’s audio adapter;

-расшириряет функциональные возможности путем выполнения преобразователя уровня в виде того или иного средства электрической развязки.- expands functionality by performing a level converter in the form of one or another means of electrical isolation.

Дополнительно упрощает, унифицирует и автоматизирует процедуру измерений, и повышает их надежность из-за наличия идентификатора чувствительного элемента и формирователя, а также наличия блока управления формирователем.Additionally, it simplifies, unifies and automates the measurement procedure, and increases their reliability due to the presence of the identifier of the sensitive element and the driver, as well as the presence of the driver control unit.

11 Источники информации:11 Sources of information:

1.Заявка Японии. 5-25409, G01D 9/001. Japan application. 5-25409, G01D 9/00

2.Заявка PCT(WO). 94/12940, G06F 15/202. PCT application (WO). 94/12940, G06F 15/20

3.Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC./ Под ред. УЛомпкинса и Дж. Уэбстера.- М.; Мир, 1992 г. стр.312.3. Pairing sensors and input devices with computers IBM PC./ Ed. Ulompkins and J. Webster.- M .; World, 1992 p. 312.

4.Заявка Франции. 2697080, ШЮ 3/02 (прототип)4. France application. 2697080, ШУ 3/02 (prototype)

Claims (5)

1. Устройство для измерения физической величины, включающее компьютер, чувствительный элемент, соединенный с ним формирователь переменного электрического напряжения, содержащий частотозадающие элементы, отличающееся тем, что формирователь дополнительно содержит преобразователь уровня напряжения, выход которого является выходом формирователя, конфигурация компьютера соответствует спецификации Multimedia Personal Computer, выход формирователя соединен с входом аудиоадаптера такого компьютера, элементы формирователя имеют параметры, обеспечивающие согласование информационно-значимых составляющих частотного спектра его выходного напряжения с параметрами входа аудиоадаптера компьютера во всем диапазоне измерения физической величины.1. A device for measuring a physical quantity, including a computer, a sensing element, an alternating voltage generator connected to it, comprising frequency-sensing elements, characterized in that the generator further comprises a voltage level converter, the output of which is the output of the generator, the computer configuration complies with the Multimedia Personal Computer specification , the output of the driver is connected to the input of the audio adapter of such a computer, the elements of the driver have parameters, providing matching the informationally significant components of the frequency spectrum of its output voltage with the input parameters of the computer audio adapter in the entire measurement range of the physical quantity. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь уровня напряжения выполнен в виде оптоэлектронных, согласованных между собой передатчика и приемника. 2. The device according to claim 1, characterized in that the voltage level Converter is made in the form of optoelectronic, coordinated between a transmitter and a receiver. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь уровня напряжения выполнен в виде трансформатора. 3. The device according to claim 1, characterized in that the voltage level Converter is made in the form of a transformer. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит идентификатор чувствительного элемента и формирователя, соединенный с цифровым входом компьютера. 4. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises an identifier of the sensing element and the driver connected to the digital input of the computer. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит блок управления формирователем, при этом вход блока соединен с цифровым выходом компьютера или его аудиоадаптера, а выход блока соединен с управляющим входом формирователя. 5. The device according to claim 1, characterized in that it further comprises a driver control unit, wherein the input of the unit is connected to the digital output of the computer or its audio adapter, and the output of the unit is connected to the control input of the driver.
RU96116489/20U 1996-08-06 1996-08-06 DEVICE FOR MEASURING PHYSICAL QUANTITY RU5248U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96116489/20U RU5248U1 (en) 1996-08-06 1996-08-06 DEVICE FOR MEASURING PHYSICAL QUANTITY

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96116489/20U RU5248U1 (en) 1996-08-06 1996-08-06 DEVICE FOR MEASURING PHYSICAL QUANTITY

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU5248U1 true RU5248U1 (en) 1997-10-16

Family

ID=48267384

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96116489/20U RU5248U1 (en) 1996-08-06 1996-08-06 DEVICE FOR MEASURING PHYSICAL QUANTITY

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU5248U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3453546A (en) Telemeter adaptable for implanting in an animal
CA1114635A (en) Temperature measurement apparatus
JP2665915B2 (en) Transmitter with vernier measuring device
EP0411058B1 (en) Capacitive pressure sensor
RU5248U1 (en) DEVICE FOR MEASURING PHYSICAL QUANTITY
JPS6344176A (en) System and method of obtaining digital output from multiple converter
GB1590794A (en) Viscosimeter and/or densitometer
EP0238746A2 (en) Gas pressure transducer
US4241317A (en) Frequency generator suitable for use as position-frequency transducer
RU2110770C1 (en) Method of measurement of physical quantity and device for its realization
US20060186897A1 (en) Method and device for detecting two parameters of a fluid
JPS5872180A (en) Thermal contact fixing device
US6415239B1 (en) Method and device for measuring physical values using a computer
RU2162239C1 (en) Aerological radiosonde
RU53462U1 (en) MEASURING TRANSMITTER OF AEROLOGICAL RADIO PROBE
SU987496A1 (en) Meter of one component content in multi-component mixture
SU1737280A1 (en) Temperature measuring device
SU696362A1 (en) Device for measuring dielectric parameters of materials
GB1584294A (en) Method and apparatus for measuring using an electrical component having an exponential characteristic curve
JPH0138719Y2 (en)
SU958876A1 (en) Device for measuring non-electrical values
SU783712A1 (en) Material dielectric property meter
SU378928A1 (en) METHOD OF SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF PARAMETERS
JPH03154876A (en) Instrument for measuring solution resistivity
SU754230A1 (en) Device for contact-free measuring of temperature