SU1569621A1 - Устройство дл измерени давлени - Google Patents

Abstract

Устройство дл  измерени  давлени  относитс  к измерительной технике, может быть использовано в системах измерени  давлени  в тормозной магистрали транспортного средства и позвол ет повысить точность измерени . Устройство содержит автотрансформаторный датчик 3 давлени , выход которого через интегратор 25, масштабный усилитель 24, аналоговый коммутатор 16 и схему 23 выборки-хранени  св зан с входом АЦП 22 и через схему 29 сопр жени  - с ЭВМ. Питание датчика осуществл етс  от генератора 1 пр моугольных импульсов, подключенного через счетчик 5 и усилитель 2. Дл  коррекции результатов измерени  давлени  на изменение питани  датчика в устройство введены второй измерительный тракт, содержащий интегратор 18, компаратор 19 и источник 20 опорного напр жени , а также система логических элементов 7 - 15, 26 - 28, 30 и 31, позвол юща  вводить поправку на изменение питани  в основной измерительный тракт. 2 ил.

Description

один из входов которого через элемент 45 с  сигналами, сформированными на выхо28 задержки подключен к блоку сопр жени  с магистралью 29 св зи с ЭВМ. При этом его выход соединен с входом АВД 22, а его вход подключен к входу триггера 30 и выходу элемента 31 задержки .

Устройство работает следующим образом .

Генератор 1 вырабатывает сигнал с частотой, в 16 раз превышающей часто- е ту, определенную техническими услови ми эксплуатации датчика давлени  F. В результате делени  счетчиком 5 на его выходах наблюдаетс  сетка частот

дах двух схем И 14 и 15. Источником дл  формировани  сигналов управлени  служит сетка частот на выходе счетчика 5. Она же  вл етс  источником дл  50 Формировани  команд управлени  работой блока 23 выборки-хранени , вход которой подключен к выходу аналогового .коммутатора, а выход к входу АЦП 22.

Изменение давлени  приводит к изменению амплитуды сигнала на средней точке обмотки датчика давлени . При этом значение напр жени  может изме

дах двух схем И 14 и 15. Источником дл  формировани  сигналов управлени  служит сетка частот на выходе счетчика 5. Она же  вл етс  источником дл  Формировани  команд управлени  работой блока 23 выборки-хранени , вход которой подключен к выходу аналогового .коммутатора, а выход к входу АЦП 22.

Изменение давлени  приводит к изменению амплитуды сигнала на средней точке обмотки датчика давлени . При этом значение напр жени  может измен тьс  от некоторой минимальной до некоторой максимальной величины, нап- ример от 13,16 до 22,84 В.

После интегрировани  интегратором 25 на входе масштабного усилител  24 по вл етс  сигнал, близкий по форме к треугольному. В задачу масштабного усилител  входит преобразование амплитуды информационного сигнала в 10 сигнал, измен ющий свою амплитуду от О до 10,24 В (в зависимости от давлени ) на входе АЦП 22.

Весь процесс измерени  разбит на три основных этапа:15

первый - измерение первого тестового сигнала, соответствующего нижней точке диапазона измер емого давлени  ;

второй - измерение второго тесто- 20 вого сигнала, соответствующего верхней точке диапазона измер емого давлени ;

третий - измерение текущего давлени .25

Первый этап измерени  приходитс  на первую четверть импульса источника питани  датчика давлени . Как видно из эпюр напр жени , представленных на фиг. 2, в этот момент на уп- 30 равн ющих входах коммутатора 16 по вл ютс  сигналы 1 (Y,) и О (Y) .Така  омбинаци  на управл ющих входах указывает , что на выход коммутатора поступил сигнал с первого входа. Сигналы 35

управлени  коммутатором формируютс  инвертором 8 и элементами И 10, 11, 14 и 15. В момент времени, соответствующий поступлению второй половины первой четверти, на управл ющем вхо- 40 де блока выборки-хранени  по вл етс  сигнал логической единицы, по которому последний переходит из режима выборки в режим хранени . В формировании управл ющего сигнала участвуют 45 элементы 12 и 13 схемы И, инверторы

7 - 9 и элемент ИЛИ 27. В момент времени , соответствующий смене режимов блока выборки-хранени , сигнал логической единицы поступает на вход эле- 50 мента 28 задержки, на выходе которого последний по вл етс  с задержкой, определ емой апертурным временем блока 23 выборки-хранени . Далее через схему ИЛИ 21 и элемент 31 задержки 55

этот сигнал переводит АЦП 22 в режим преобразовани . Сигнал запуска АЦП одновременно включает триггер 30, который формирует сигнал Запрет чтет

ни ,поступающий на вход блока сопр жени  с ЭВМ 29, С по влением этого сигнала невозможно чтение информации на выходной шине.После окончани  преобразовани  АЦП 22 на его выходе по вл етс  сигнал Конец преобразовани , который возвращает триггер 30 в исходное состо ние и тем самым разрешает чтение информации, поступившей на вход 29 с выхода АЦП 22. Врем  с момента окончани  преобразовани  до по влени  следующего сигнала логической единицы на управл ющем входе блока выборки-хранени  можно использовать дл  чтени  информации на выходе блока сопр жени  с ЭВМ 29. После сме- нь; адресного сигнала на входах YJ и Y2 аналогового коммутатора на его входе по вл етс  второй тестовый сигнал , измер емый аналогично.

За врем  третьей четверти происходит очередна  смена адреса на входах Y2 и Y( и на выходе аналогового коммутатора 16 по вл етс  информационный сигнал. Включение блока выборки-хранени  осуществл етс  по сигналу с выхода элемента 27 и поступает в момент времени, соответствующий наступлению четвертой четверти импульса Запуск в режим преобразовани  АЦП 22 осуществл етс  по сигналу с выхода конпа™ ратора 19. На его входах анализируютс  сигналы с выходов интегратора 18 и источника опорного напр жени , Врем  интеграции выбрано таким, что форма сигнала источника питани  датчика давлени  полностью повтор ет форму информационного сигнала на выходе интегра™ тора 25. В этот момент времени, когда напр жение с выхода интегратора 18 будет равно или больше амплитуды опорного напр жени  на втором входе компаратора 19jHa его выходе по вл етс  сигнал логической единицы, служащий исходным дл  формировани  с помощью блоков 21 и 31 сигнала запуска АЦП. Далее процессы повтор ютс .

Амплитудное значение выходного сигнала на полуобмотке датчика при достаточно большом сопротивлении нагрузки определ етс  из выражени 

WL Е гчо

VrWL

-- К (Р-Р0), (1)

где Е - амплитудное значение напр - tno

жени  источника питани 

датчика давлени ;

715

L - индуктивность полуобмотки

датчика в среднем положении  кор  сердечника; W - кругова  частота источника

питани ;

г - активное сопротивление обмотки датчика; Р --давление;

РЙ - давление, соответствующее среднему положению  кор  датчика;

К - коэффициент, завис щий от конструктивных параметров датчика„

Рассмотрим, каким образом происходит компенсаци  вли ни  нестабильности напр жени  источника питани  датчика давлени  на измерение. Компаратор 19 срабатывает вс кий раз, когда напр жение на его первом входе превысит значение порога Н. При этом компаратор срабатывает в интервал времени If , когда мгновенное значение амплитуды от источника питани  датчика давлени  U., Umosintf примет значение EM0sinq Н. Напр жение на полуобмотке датчика достигает значени 

«

U

sin cf и может быть выражено ез напр жение порога компаратора

Н

(1) выражение (2) примет

и, и,

mo E С учетом

(2)

вид

WL Н

f

г гг г г +со L

к(р -РО)

(3)

Из последнего выражени  видно, что при неизменном пороге срабатывани  компаратора напр жение на полуобмотке датчика зависит от конструктивных особенностей датчика и изменени  давлени  .

. С изменением амплитуды питани  .датчика давлени  измен етс  масштабна  переменна  (| ,при этом мгновенное значение амплитуды с полуобмотки

45 вертым и п тым входами коммутатора, выходы п той и шестой схем И подключены к входам первой схемы ИЛИ, выход которой через второй усилитель соединен с управл ющим входом схемы выбордатчика остаетс  неизменным (фиг.2). „50 ки и хранени , при этом источник опорИспользу  высококачественную элемент- эи матҐ„„в™„ ™0„„„он „ ную базу, можно добитьс  нестабильности порога срабатывани  компаратора,

ного напр жени  соединен с компаратором , второй схемой ИЛИ и с первым управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател , второй управл ющий вход которого подключен через вторую задержку, вторую схему ИЛИ,компаратор и второй интегратор к выходу первого усилител , при этом выход п той схемы

не превышающей нескольких милливольт.

Claims (1)

1. Формула изобретени  55

   Устройство дл  измерени  давлени , содержащее индуктивный дифференциаль8

   0

   5

   ный датчик давлени , к обмотке которого подключен первый усилитель, а также содержащее генератор пр моугольных импульсов, отличающее- с   тем, что, с целью повышени  точности , оно снабжено диодом, подключенным параллельно обмотке датчика, выполненной с отводом от средней точки, счетчиком, первым и вторым интеграторами , масштабным усилителем, компаратором , первой, второй, третьей, четвертой , п той и шестой схемами И, первым , вторым, третьим инверторами, аналотовым коммутатором, схемой выборки и хранени , вторым усилителем, источником опорного напр жени , первой и второй задержками, триггером, аналого-цифровым преобразователем, схемой сопр жени  с ЭВМ, первым и вторь м элементами ИЛИ и резистивным делителем, при этом отвод от средней точки обмотки датчика через первый интегратор, масштабный усилитель подключен к третьему входу аналогового коммутатора, к первому и к второму входам которого подключены первый и второй выходы ре- зистивного делител , подключенного входом к выходу первого усилител ,

   0 генератор пр моугольных импульсов подключен к входу счетчика, первый выход которого подключен через первый инвертор к первому входу четвертой схемы И, второй выход - к первому входу первой схемы И и через второй инвертор - к первому входу второй схемы И, третий выход - к третьему входу п той схемы И, четвертый выход - к входу первого усилител  и к вторым входам третьей, четвертой, п той и шестой схем И, причем выходы первой и второй схем И подключены соответственно к первым входам третьей и четвертой схем И, выходы которых соединены соответственно с чет5 вертым и п тым входами коммутатора, выходы п той и шестой схем И подключены к входам первой схемы ИЛИ, выход которой через второй усилитель соединен с управл ющим входом схемы выбор5

   0

   0 ки и хранени , при этом источник опор матҐ„„в™„ ™0„„„он „

   ного напр жени  соединен с компаратором , второй схемой ИЛИ и с первым управл ющим входом аналого-цифрового преобразовател , второй управл ющий вход которого подключен через вторую задержку, вторую схему ИЛИ,компаратор и второй интегратор к выходу первого усилител , при этом выход п той схемы

   И соединен с входом первой задержки,второму входу триггера поцллючен зы

   первый выход которой подключен к вхо-ход второй задержки, а его выход - к

   ду второй схемы ИЛИ, а второй - к пер-второму управл ющему входу схемы сопвому управл ющему входу схемы сопр же-р жени  с ЭВМ, при этом выход аналогони  с ЭВМ и к третьему управл мщемувого коммутатора через схему выборки

   входу аналого-цифрового преобразова-и хранени , аналого-цифровой преобтел , управл ющий выход которого под-разователь соединен с цифровым вхо- ключей к первому входу триггера, к

   дом схемы сопр жени  с ЭВМ.

   разователь соединен с цифров

   дом схемы сопр жени  с ЭВМ.

   ген 1р

   гр ЗР ю

   77 /4 15 11 13 27

   Фиг. г