SU1439568A2 - Устройство дл ввода информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике и измерительной технике и предназначено дл  коммутации и преобразовани  в цифровую форму сигналов от параметрических датчиков (тензометри- ческих и др.). Изобретение может быть использовано как внешнее устройство дл  измерительных информационных систем и управл ющих вычислительных комплексов или как автономное устройство дл  измерени  деформаций. Целью изобретени   вл етс  повышение точности устройства и возможности представлени  вводимой информации в нагл дной форме. Устройство содержит преобразователь напр жени  во временной интервал, два счетчика, дешифратор , мультиплексор , усилитель, триггер, аналоговый ключ, два генератора тактовых импульсов, датчик исходного кода, делитель напр жени , элементы И. Указанна  цель достигаетс  за счет исключеш-1  волны дрейфа напр жени  питани  информационных датчиков на результаты измерений и формировани  датчиком исходного кода с учетом зависимости выходного сигнала от параметров измерительного датчика. 2 ил. о € (Л

Description

4

СО

со ел

О5

с

го

Изобретение относитс  к автоматике и измерительной информационной технике, предназначено дл  коммутации и преобразовани  в цифровую форму сигналов от тензометрических дат- 1ЧИКОВ или от другого типа параметри- :ческих датчиков, может быть использовано как внешнее устройство дл  измерительных информационных систем и управл юпщх вычислительных комплексов или как автономное устройство дл измерени  деформаций и  вл етс  усо- вершенствованием устройства по авт, 1св. № 1339541.

I Целью изобретени   вл етс  повьше ние точности устройства и нагл дное- ти представлени  информации. I На фиг, 1 приведена функциональна Iсхема устройства; на фиг. 2 - типо- ва  схема включени  ,тензометрическо- го датчика.

Устройство содержит шесть элемен- :тов И 1-6, две схемы 7 и 8 задержки, регистр 9, инвертор 10, аналоговый |ключ 11, блок элементов ИЛИ 12, два генератора 13 и 14 тактовых импуль- Сов, счетчик 15, дешифратор 16, мультиплексор 17, усилитель 18, преобразователь 19 напр жени  во вре- {менной интервал, триггер 20, задат- |чик 21 исходного кода, блок элементов И 22, вычитающий счетчик 23, фор

|Мирователи импульсов по переднему |24 и заднему 25 фронтам, суммирую 1щий счетчик 26, делитель 27 напр же- :ни ,тензометрические датчики 28 и источник 29 их питани .

Устройство работает следующим об™ разом.

По сигналам с генератора 13 такг- товых импульсов счетчик 15 каналов задает последовательно увеличивающийс  код на дешифратор 16, на выходах которого последовательно по вл ютс  сигналы, управл ющие переключением каналов мультиплексора 17 или включением аналогового ключа 11 дл  подключени  эталонных сигналов с датчиков 28, питаемых от блока 29, или сигнала с делител  27 напр жени  на вход измерительного тракта.

Первый канал дешифратора 16 отводитс  дл  измерени  рабочего коэффициента делени  частоты, с второго генератора 14 тактовых импульсов. На вход измерительного тракта подаетс  сигнал с делител  27 напр жени , дел щего напр жение питани  датчиков

28 в d раз,через аналоговый ключ 11, а на вычитающий счетчик 23 через блоки элементов ИЛИ 12 и И 22 подаетс  исходный код М с переключател  за- датчика 21 исходного кода, соответствующий вьфажению

d-s

М 15

0

где

М d

S 5

0

код датчика исходного, кода; коэффициент делени  делител  напр жени ; тензочувствительность тен- зодатчиков (или коэффициент измер емого физического параметра с параметром датчика дл  другого типа параметрических датчиков). По сигналу с генератора. 13 запускаетс  также процедура алфавитно- цифрового преобразовани : сброс Суммирующего счетчика 26, разрешение зар да накопительного устройства в преобразователе 19 напр жени  во временной интервал через врем , определ емое схемой 7 задержки дл  окончани  переходных процессов в ключе 11, мультиплексоре 17 и усилителе tS, установка в единичное состо ние триггера 20 по сигналу с формировател 

25 импульса по заднему фронту сигнала с генератора 13 тактовых импуль„ сов, определ ющему окончание зар да накопительного устройства и начало преобразовани  входного напр жени  во временной интервал, определ ющий врем  поступлени  сигналов каQ либрованной частоты F с генератора 14 тактовых импульсов на счетный вход вычитающего счетчика 23 через элемент И 1.

Сброс триггера 20 производитс  от преобразовател  19 напр жени  во временной интервал, выполненного, например , по схеме зар да конденсатора с последующим разр дом его эталонным током и определением момента перехода через нуль зар да этого конденсатора .

При работе на первом канале де- пшфратор 16 отпирает элемент И 4 и на вход загрузки вычитающего счетчика 23 поступает код М с зада,тчика 21. На выходе вычитающего счетчика 23, имеющего инверсные выходы, стоит многоразр дный элемент И 6, с выхода которого при каждом по влении логических

5

0

5

единиц на выходах вычитающего счетчика 23 по вл етс  сигнал, по которому формируетс  короткий импульс на формирователе 24 импульсов, вновь загружающий через элемент И 4 и блоки элементов И 22 к ИЛИ 12 исходный код с задатчика 21 в счетчик 23. Таким образом, на выходе формировател  24 импульсов частота следовани  импульсов f определ етс  выражением

F

м

а выходной код N на выходе суммирующего счетчика 26 определ етс  выражением

N f-T,

Т

- временной интервал, пропорциональный входному напр жению и и определ емый выражением

Т K U,

- коэффициент преобразовани 

аналоговой части измеритель- 30 ного тракта, определ емый коэффициентом усилени  усилител  18 и коэффициентом преобразовани  преобразовател  19 напр жени  во временной интервал.

сигнала с делител  27 напр жеультат измерений N- запишетс 

35

F V i,v,

М d

(4)

Этот результат записываетс  в регистр 9 сигналом записи в регистр с выхода элемента И 2, отпираемого через врем , определ емое схемой 8 задержки - врем  процедуры аналого- цифрового преобразовани .

При измерении сигналов на рабочих каналах второй 2 и четвертый 4 элементы И заперты, а п тый 5 и третий 3 элементы И открыты сигналом с выхода интвертора 10, и сигналы с формировател  24 импульсов поступают на синхронизирующий выход устройства через элемент И 3 и на чтение через элемент И 5 кода Na. с регистра 9 и загрузку его в вычитающий счетчик 23 через блок элементоа ИЛИ 12. Частота F в соответствии с выражением (t) станет теперь делитьс  с коэффициентом N и на входе суммирующего счетчика 26 будет частота

10

-рЯБ

J

(5)

(1)

Выходной код в соответствии с выражени ми (2) и (3) будет определ тьс  выражением

N f

РОБ

к-и,

(6)

20

25

где и - измер емый сигнал с тензо- метрического датчика.

Обычно тензометрические датчики имеют мостовую схему включени , представленную на фиг. 2.

Выходной сигнал U такого тензодат- чика дл  обычно имеющих место на практике деформаций, не превьшающих 10%, определ етс  вьражением (2)

-4Г (7)

где R г

V сопротивление одного плеча моста (дл  простоты рассматриваетс  равноплечий мост с одним активным плечом); изменение сопротивлени  активного плеча датчика при наличии деформации материала, на который наклеен активный тензорезистор , напр жение питани  датчика.

Величина деформации св зана с изменением сопротивлени  выражением

45

RS

(8)

Преобразовав (8) в соответствии с (4)-(7), получим

50

4N S M-d

(9)

Из выражени  (9) видно, что величина деформации , вычисленна  по 55 результирующему коду N, не зависит дл  предлагаемого устройства ни от коэффициента преобразовани  К, ни от исходной частоты F второго генератора тактовых импульсов.

Единственным условием здесь  вл етс  стабильность параметров К и F на врем  одного цикла измерений по всем каналам, включа  канал измерени  сигнала с делител  напр жени , :что легко практически осуществить. |Медленный дрейф параметров К и F данное устройство автоматически учитывает . Кроме того, выбрав величину М в соответствии с выражением

М -

S d

(10)

получим возможность представл ть результат измерени  деформации в стандартных относительных единицах кефорьгации

I Подбира  соответствун пим образом i величину М дл  других типов парамет- рических датчиков, это устройство : может быть использовано и дл  рабоI

I Л,

Г7

1Ш

2/

П

ты с параметрическими датчиками любого вида.

Наличие в устройстве задатчика исходного кода позвол ет исключить подгонку коэффициента делени  в делителе напр жени  под величину, кратную 10 (как это обычно делаетс  в подобных устройствах), и тем самым повысить стабильность этого коэффициента делени  сигнала за счет исключени  нестабильных, элементов регулировки .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  ввода информации по авт. св. № 1339541, отличающеес  тем, что, с целью повыше- им  точности устройства, в него введен делитель напр жени , включенный между шиной питани  тензометрических датчиков и входом эталонного напр жени  аналогового ключа.

   iL

   гв

   .i..

   П

   gj

   Фи.1

   Фиг.2