SU1672239A1 - Многоканальное устройство дл измерени температуры - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к термометрии и позвол ет повысить быстродействие и помехоустойчивость многоканальных устройств дл  измерени  температуры. С выхода генератора 24 тактовых импульсов сигналы поступают на тактовый вход двоичного счетчика 20, который формирует на своих выходах адреса посто нного запоминающего устройства (ПЗУ) 21. С помощью ПЗУ 21 осуществл етс  циклическое управление работой устройства: обнул ютс  счетчики 16, 17, 19, 20, открываютс  соответствующие каналы мультиплексора 4 и демультиплексоров 10 и 11. Затем запускаетс  аналого-цифровой преобразователь 12 и результат преобразовани  записываетс  в оперативное запоминающее устройство 14. После завершени  цикла измерени  результат выводитс  на индикацию. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  температуры.

Цель изобретени  - повышение быстродействи  и помехоустойчивости.

На чертеже приведена структурна  схема многоканального устройства дл  измерени  температуры. Устройство содержит резистивные термодатчики 1.1 - 1.п с токовыми и потенциальными выводами 2.1. 2.2 - 2.1п, 2.2п, эталонный резистор 3, мультиплексор 4, масштабирующий усилитель 5, источник 6 напр жени , первый 7 и второй 8 преобразователи напр жение-ток, инвертор 9, первый 10 и второй 11 думультиплек- соры, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 12, блок 13 коррекции результатов измерени , оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 14, блок 15 индикации, первый двоичный счетчик 16, двоично-дес тичный счетчик 17, посто нное запоминающее устройство () 18, третий двоичный счетчик 19, второй двоичный счетчик 20, ПЗУ 21. элемент ИЛИ 22, элемент И 23, генератор 24 тактовых импульсов, накапливающий сумматор 25.

Устройство работает следующим образом .

С генератора 24 тактовых импульсов сигнал поступает на тактовый вход С двоичного счетчика 20, который  вл етс  счетчиком последовательности команд, записанных в ПЗУ 21. Эти команды привод т к следующим действи м.

Обнул ютс  счетчики 16,17.19,20. При этом на выходе счетчика 19 устанавливаетс 

lOs

vj ГО ГО СО

ю

адрес кода первой выборки весовой функции , а на выходе ПЗУ 18, в котором записана дискретна  весова  функци , по вл етс  код этой выборки. Нижний уровень на выходе переполнени  счетчика 1/ закрывает элемент И 23. На выходе счетчика 16 устанавливаетс  адрес нулевого канала, к которому подсоединен, например, первый датчик 1.1, и по этому адресу открываютс  соответствующие каналы мультиплексора 4 и демультиплексоров 10 и 11, а также определенна   чейка ОЗУ 14. Выход АЦП 12 переведен в высокоомное состо ние. По сигналу с выхода 10 ПЗУ 21 накапливающий сумматор 25 сбрасываетс  в ноль (вход R). Измерительное напр жение от первого датчика через мультиплексор 4 и усилитель 5 подаетс  на вход В АЦП 12. По сигналу с выхода 3 ПЗУ 21 запускаетс  АЦП 12 (вход Пуск). ОЗУ 14 переводитс  в высокоомное состо ние (выход 11 ПЗУ 21). Код измер емого напр жени  первого датчика поступает на вторую группу накапливающего сумматора 25. По сигналу с выхода 8 ПЗУ 21 в двоично-дес тичный счетчик 17 (вход WR) записываетс  код первой выборки весовой функции с выхода ПЗУ 18, при этом открываетс  элемент И 23 и импульсы с генератора 24 тактовых импульсов поступают на вход вычитани  (-С) счетчика 17 и через элемент ИЛИ 22 - на тактовый вход (С) накапливающего сумматора 25. В момент, когда количество импульсов, пришедших на счетчик 17 и одновременно на накапливающий сумматор 25, будет соответствовать числу, записанному в этот счетчик, то элемент И 23 закрываетс . Таким образом, в накапливающем сумматорг 25 происходит накопление кода напр жени  с выхода АЦП 12, причем число накоплений соответствует коду первой выборки весовой функции, т.е., на выходе накапливающего сумматора 25 формируетс  результат, пропорциональный произведению кода напр жени  на код выборки весовой функции. Произведение этих двух чисел с выхода накапливающего сумматора 25 сигналом с выхода ПЗУ 21 записываетс  в  чейку ОЗУ 14, адрес которой соответствует номеру канала. По сигналу с выхода ПЗУ 21 состо ние счетчика 16 увеличиваетс . Таким образом, первые выборки сигнала каждого канала умножаютс  на первую выборку весовой функции и записываютс  в соответствующие  чейки ОЗУ 14. Далее счетчик 16 снова переходит на нулевой адрес и начинаетс  обработка вторых выборок каналов, Дл  этого по сигналу с выхода 12 ПЗУ 21 состо ние счетчика 19 увеличиваетс  на единицу, в результате чего на выходе ПЗУ 18 по вл етс - код второй

выборки весовой функции. После этого измерени  повтор ютс , но уже соответственно дл  второй выборки весовой функции. В результате этого на выходе и одновременно на первой группе входов в накапливающего сумматора 25 присутствует произведение кода второй выборки сигнала определенного канала на код второй выборки весовой функции. По сигналу с выхода 2

0 ПЗУ 21 выход АЦП 12 переводитс  в высокоомное состо ние и с ОЗУ 14 считываетс  обработанный результат первой выборки данного канала, который подаетс  на вторую группу входов накапливающего сумма5 тора 25. Таким образом, на накапливающем сумматоре 25 суммируетс  перва  и втора  выборки каждого канала.

Из вышеизложенного следует, что первые обработанные выборки каждого канала

0 записываютс  непосредственно в ОЗУ, а кажда  последующа  обработанна  выборка должна суммироватьс  с предыдущей и снова записыватьс  в ОЗУ 14.

Далее все операции повтор ютс , т.е.

5 кажда  выборка каждого канала умножаетс  на определенную выборку весовой функции . В конце цикла опроса и обработки сигналов всех датчиков в  чейках ОЗУ 14 будут записаны усредненные результаты

0 измерени  по каждому каналу. При обработке последних выборок по сигналу с выхода 6 ПЗУ 21 окончательные результаты записываютс  в блок 15 индикации (вход WR). В устройстве предусмотрена коррекци 

5 дрейфа напр жени  смещени  усилител  5 и коррекци  коэффициента преобразовани  тракта измерени  напр жени . По окончании опроса и обработки всех п каналов системы по сигналу счетчика 16 включаетс 

0 дополнительный вход мультиплексора 4. При этом к входу усилител  5 подключаетс  эталонный резистор 3, служащий дл  коррекции коэффициента преобразовани . По сигналу с выхода 3 ПЗУ 21 запускаетс  АЦП

5 12 и одновременно код эталона переписываетс  в блок 13 коррекции результатов измерени  (вход Уп), при этом все остальные блоки арифметический обработки сигнала отключены. В блоке 13 коррекции результа0 тов измерени  этот код сравниваетс  с уставкой и в соответствии с разбалансом выдает сигнал управлени  на источник 6 напр жени . Далее подключаетс  второй дополнительный вход(п + 2) мультиплексора

5 4, который замыкает вход усилител  5 на корпус. В моме.нт подключени  входа (п + 2) замыкаетс  ключ и на конденсаторе усилител  5 устанавливаетс  напр жение смещени . При последующей работе усилител  ключ размыкаетс  и хран щеес  на конденсаторе напр жение компенсирует напр жение смещени . Управление ключом осуществл етс  сигналом с выхода 4 ПЗУ 21.

В устройстве также предусмотрена коррекци  погрешности измерени  температуры (напр жени ), обусловленной вли нием измерени  температуры сопротивлени  линии св зи.

Дл  обеспечени  заданной помехоустойчивости в предлагаемом устройстве используетс  весовое усреднение, сущность которого состоит в том, что результат преобразовани  в i-том канале можно предТ/2

ставить Х| Ка Xi(t)g(t)dt B аналоговой форме либо

Nxi 2) Х|Г ) 1

Ngj - в цифровой форме,

где Xi(t) - сигнал в I-том канале;

g(t) - весова  функци ;

Nxij - результат j-того преобразовани  сигнала в i-том канале;

Ngj - J-тое значение весовой функции.

Применение весового усреднени  при заданном подавлении помех обеспечивает уменьшение длительности преобразовани  сигнала.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Многоканальное устройство дл  измерени  температуры, содержащее последовательно соединенные источник напр жени , первый преобразователь напр жение-ток и первый демультиплексор, к выходам которого подключены первые токовые выводы резистивных термодатчиков, первые потенциальные выводы которых соединены с входами мультиплексора, первый дополнительный вход которого обьединен с дополнительным выходом первого демуль- типлексора и через эталонный резистор подключен к общей шине, вторые потенциальные выводы резистивных термодатчиков подключены к входам второго демультип- лексора, к выходу которого подключен через последовательно соединенные инвертор и второй преобразователь напр жение-ток источник напр жени , подключенный своим выходом к опорному входу аналого-цифрового преобразовател , выходы которого соединены с входами блока коррекции результатов измерени , выходом подключенного к управл ющему входу источника напр жени , вторые токовые выводы резистивных термодатчиков соедине- ны с общей шиной и с вторым дополнительным входом мультиплексора,

   подключенного через масштабирующий усилитель к входу аналого-цифрового преобразовател , вход выборки которого и запускающий вход соединены соответственно 5 с вторым и третьим выходами посто нного запоминающего устройства, первый, четвертый , п тый, шестой и седьмой выходы которого соединены соответственно с управл ющим входом блока коррекции ре10 зультатов измерени , с управл ющим входом масштабирующего усилител , с тактовым входом первого двоичного счетчика, с входом записи блока индикации, с входа- ми сброса в ноль первого и второго двоич15 ных счетчиков, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу второго двоичного счетчика, выходами подключенного к адресным входам посто нного запоминающего устройства, выходы

   0 первого двоичного счетчика подключены к управл ющим входам первого и второго де- мультиплексоров, мультиплексора и блока индикации, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  и поме5 хоустойчивости, в него введены последовательно соединенные третий двоичный счетчик, второе посто нное запоминающее устройство и двоично-дес тичный счетчик, элемент И, элемент ИЛИ, последовательно

   0 соединенные накапливающий сумматор и оперативное запоминающее устройство, информационными входами подключенное к входам информации блока индикации и к первой группе входов накапливающего сум5 матора, втора  группа входов которого подключена к выходам аналого-цифрового преобразовател  и к выходам оперативного запоминающего устройства, адресными входами подключенного к входам первого

   0 двоичного счетчика, выход генератора тактовых импульсов через элемент И соединен с тактовым входом двоично-дес тичного счетчика, выход переполнени  которого соединен с вторым входом элемента И, выход

   5 которого через элемент ИЛИ подключен к тактовому входу накапливающего сумматора , седьмой, восьмой, дев тый, дес тый, одиннадцатый, двенадцатый и тринадцатый выходы первого посто нного запоминаю0 щего устройства соединены соответственно с входами сброса в ноль третьего двоичного счетчика и двоично-дес тичного счетчика, входом предварительной записи двоично- дес тичного счетчика, вторым входом эле5 мента ИЛИ, входом установки в ноль накапливающего сумматора, входом выборки оперативного запоминающего устройства , тактовым входом третьего двоичного счетчика и входом запись-считывание оперативного запоминающего устройства.

   ft

   21

   21a