SU964478A2

SU964478A2 - Multichannel device for measuring temperature

Info

Publication number: SU964478A2
Application number: SU802983046A
Authority: SU
Inventors: Лидия Павловна Логинова; Валерий Федорович Евстратов; Юрий Федорович Кухарев; Алексей Яковлевич Булдин
Original assignee: Предприятие П/Я А-3759
Priority date: 1980-09-12
Filing date: 1980-09-12
Publication date: 1982-10-07

Description

(5) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ(5) MULTI-CHANNEL DEVICE FOR TEMPERATURE MEASUREMENT

„ . “.

Изобретение относитс к устройствам дл измерени температуры, ис пользуемым преимущественно при многоточечных измерени х.The invention relates to temperature measuring devices used primarily in multipoint measurements.

По основному авт. св. № 847067 известно многоканальное устройство дл измерени температуры, содержащее источник питани , датчики температуры , подключенные через коммутатор к неинвертирущему входу one- JQ рационного усилител с отрицательной обратной св зью из делител напр жени , выполненного на резисторах, а выход операционного усилител под1а1ючен к аналого-цифровому преобразо- 5 вателю (АЦП), а также дешифратор, подключенный к коммутатору, причем в отрицательную обратную св зь усилител введены п ключей со схемами управлени по числу диапазонов изме- 20 рени , а в делитель отрицательной обратной св зи - (п-1) - резисторов, при этом выходы делител соединены с первыми коммутационными входамиAccording to the main author. St. No. 847067, a multi-channel temperature measuring device is known, which contains a power source, temperature sensors connected via a switch to the non-inverting input of one-JQ radio amplifier with negative feedback from a voltage divider made on resistors, and the output of an operational amplifier is analog-to-digital a converter (ADC), as well as a decoder connected to the switch; moreover, n keys with control circuits were introduced in the negative feedback of the amplifier according to the number of measuring ranges And in the negative feedback divider - (p-1) - resistors, while the outputs of the divider are connected to the first switching inputs

ключей, управл ющие входы которых подключены к выходу дешифратора через схемы управлени а вторые коммутационные выходы ключей соединены с инверсным входом операционного усилител 1.keys, the control inputs of which are connected to the output of the decoder via control circuits, and the second switching outputs of the keys are connected to the inverse input of the operational amplifier 1.

Однако известное устройство в услови х массового сбора измерительной информации при сопр жении с внешним измерительным комплексом,, например ЦВМ, имеет низкую помехоустойчивость из-за Отсутстви гальванической разв зки измерительных. цеЬей устройства от цепей последующего измерительного тракта, а также цепей управлени с внешним адресным опросом , что создает высокий уровень помех через общие шины и контура паразитных св зей, а в случае, когда датчики соединены с корпусом издели , возможность измерений вообще исключаетс . Кроме того, при переключении датчиков возникает коммутационна импульсна помеха переход3 ного процесса в результате перераспределени энергии от отключаемого датчика к подключаемому, а в случае соединени датчиков с корпусом издели - включа энергию разности статических потенциалов точек корпуса издели , в которых установлены датчики. Целью изобретени вл етс повышение помехозащищенности и снижение энергопотреблени устройства. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство, содержащее источник питани , датчики температуры , коммутатор, имеющий вход дл внешнего адресного управлени , деши фратор, операционный усилитель с от рицательной обратной св зью на резисторах и ключах со схемами управлени , а также АЦП с входом дл вне него запуска и выходом Конец изме-; рений, введены второй источник напр жени питани , п логических схем И по числу разр дов кода номера оп рашивае Ых каналов, т логических схем И по числу разр дов измеритель ной информации, схема задержки, два узла гальванической разв зки на оп tpoHax,первый из которых содержит (п+1), а второй - (т+1) входных и выходных каскадов, причем п входов первого узла соединены с соответств выходами п логических схем И, а (nf1)-й вход соединен с из входов п логических схем И, п вы ходов первого узла гальванической разв зки соединены с адресными входами коммутатора, а (п+1)-й выход соединен с входом АЦП через схему задержки, m входов второго узла гал ванической разв зки соединены с вых дами m логических схем, а (т+1)-и вход соединен с одним из выходов АЦП и одними из входов m логических схем И, другие входы которых соединены с выходакм измерительной инфор мации АЦП, при этом второй источник питани соединен с п логическими сх мами И, а также входными каскадами первого и выходными каскадами второго узла разв зки. На чертеже представлена функциональна схема многоканального устройства дл измерени температуры. Устройство содержит датчики 1 температуры, коммутатор 2 с входом дл -внешнего адреса, дешифратор 3 операционный усилитель k с отрицаIтельной обратной св зью из делитеВ ЛЯ напр жени , выполненного на резисторах и ключах со схемами управлени , АЦП 5. с входом дл внешнего запуска и выходом Конец измерений, п логических схем И 6 по числу разр дов кода номера опрашиваемых каналов , m логических схем И 7 по числу разр дов измерительной информации, два узла 8 и 9 гальванической разв зки на оптронах, первый из которых содержит (п+1) входных и выходных каскадов, причем входы первого узла соединены с соответствующими выходами п логических схем И, а (п+1)-й вход соединен с одними входами п логических схем И, п выходов первого узла 8 гальванической разв зки соединены с коммутатором 2, а (п+1)-й выход соединен с входом АЦП 5 через схему 10 задержки, m входов второго узла 9 гальванической разв зки соединены с выходами m логических схем 7, а (пн-1)-й вход соединен с одним из выходов АЦП и одними входами m логических схем И, другие входы которых соединены с выходами измерительной информации АЦП, при этом второй источник 11 питани соединен с п логическими схемами И, а также входными каскадами первого и выходными каскадами второго узла разв зки, первый источник 12 питани . Устройство работает следующим образом . Сигнал внешнего адресного опроса стробируетс сопровождающим синхроимпульсом на п схемах И и далее че-г рез первый узел 8 гальванической разв зки поступает на адресный вход коммутатора 2, внутренний запуск которого при этом блокируетс установкой соответствующего режима работы коммутатора Автономный - внешний , сопровождакхций внешний синхроимпульс через (п+1)-и вход узла В гальванической разв зки и схему ТО задержки поступает на пусковой вход АЦП 5 при этом врем заае ржки рассчитано на переходный процесс, коммутационной помехи дл последующего ее исключени из результата измерени . По окончании цикла преобразовани на вь1ходе АЦП 5 по ап етс импульс Конец измерени , который стробирует цифровой код измерительной инфори ации на m схемах И, с. выхода которых сигнал поступает наHowever, the known device under the conditions of mass collection of measuring information when interfaced with an external measuring complex, for example, a digital computer, has low noise immunity due to the absence of galvanic isolation of the measuring. chains from the subsequent measuring circuit, as well as control circuits with external address interrogation, which creates a high level of interference through common busbars and parasitic communication circuits, and in the case that the sensors are connected to the product body, the possibility of measurements is completely excluded. In addition, when switching sensors, a switching impulse occurs in the transition process as a result of the redistribution of energy from the switchable sensor to the plug-in, and in the case of connecting the sensors to the product case, including the energy of the difference of static potentials of the product case points in which the sensors are installed. The aim of the invention is to increase the noise immunity and reduce the power consumption of the device. The goal is achieved in that a device containing a power source, temperature sensors, a switch having an input for external address control, a remote control device, an operational amplifier with negative feedback on resistors and keys with control circuits, and an ADC with input for outside of it start and exit end change-; rhenium, a second power supply voltage source, logic circuits were introduced AND by the number of bits of the code of the number of the Yx channels that were tested, by logic circuits AND by the number of bits of the measuring information, a delay circuit, two nodes of galvanic isolation on the OPHpoHax which contains (n + 1), and the second - (t + 1) input and output stages, and n inputs of the first node are connected to the corresponding outputs of logic circuits AND, and (nf1) -th input are connected to from inputs of logic circuits AND , n outputs of the first galvanic isolation node are connected to the address inputs of the switch ora, a (n + 1) -th output is connected to the input of the ADC via a delay circuit, m inputs of the second galvanic node are connected to the outputs of m logic circuits, and (t + 1) are the input connected to one of the outputs of the ADC and one of the inputs m of the logic circuits And, the other inputs of which are connected to the output of the measuring information of the ADC, while the second power source is connected to the logic And terminals, as well as the input cascades of the first and output cascades of the second separation node. The drawing shows a functional diagram of a multichannel device for measuring temperature. The device contains temperature sensors 1, a switch 2 with an input for an external address, a decoder 3 operational amplifier k with negative feedback from dividing the voltage on resistors and switches with control circuits, ADC 5. with an input for external triggering and output End of measurements, n 6 logic circuits according to the number of digits of the code of the number of polled channels, m I 7 logic circuits according to the number of measurement information digits, two nodes 8 and 9 of galvanic isolation on optocouplers, the first of which contains (n + 1) input and weekend cascades, the inputs of the first node are connected to the corresponding outputs of logic circuits AND, and (n + 1) -th input is connected to one inputs of logic circuits I, n outputs of the first node 8 of galvanic isolation are connected to switch 2, and (n + 1) -th output is connected to the input of the ADC 5 through the delay circuit 10, m inputs of the second galvanic isolation node 9 are connected to the outputs m of logic circuits 7, and (mon-1) -th input is connected to one of the outputs of the ADC and one input m logic circuits And, the other inputs of which are connected to the outputs of the measuring information of the ADC, while the second power source 11 is connected to the AND logic circuits, as well as the input stages of the first and the output stages of the second isolation node, the first power source 12. The device works as follows. The external address interrogation signal is gated with an accompanying sync pulse on n And schemes and then through the first galvanic isolation node 8 arrives at the address input of switch 2, the internal triggering of which is blocked by setting the appropriate operation mode of the switch Offline - external, followed by an external sync pulse ( n + 1) - and the input of the node In galvanic isolation and the TO delay delay circuit is fed to the starting input of the ADC 5 at this time the charging time is calculated for the transient, the switching disturbance for n following its exclusion from the result of measurement. At the end of the conversion cycle, at the end of the ADC 5, an up-and-up pulse is completed. The end of the measurement, which gates the digital code of the measurement information on the m circuits And, c. the output of which the signal goes to

второй узел гальванической разв зки и далее на внешнее устройство.the second node galvanic isolation and then to the external device.

Таким образом, использование двух источников питани дл внутрен них и внешних цепей отдельно, а так же узлов разв зки на оптронах, обес печивает полную гальваническую разв зку внутренних цепей от внешних и вместе с этим - полное подавление помех, обусловленное внешними цеп ми . За счет меньшей емкостной паразитной св зи между цеп ми разв зки обеспечиваетс и меньшее энергопотребление , так как носителем информации в оптронах вл ютс фотоны . Кроме того, стробирование сигналов узкими импульсами обеспечивает дополнительное повышение помехозащищенности и снижение энергопотреблени устройства в целом.Thus, the use of two power sources for internal and external circuits separately, as well as isolation nodes on optocouplers, ensures complete galvanic isolation of internal circuits from external circuits, and at the same time, complete interference suppression caused by external circuits. Due to the smaller capacitive parasitic coupling between the decoupling circuits, there is also less power consumption, since the information carrier in the optocouplers are photons. In addition, gating signals with narrow pulses provides an additional increase in noise immunity and reduced power consumption of the device as a whole.

Claims

1. USSR author's certificate №, cl. G 01 K 7/00, 1979 (prototype).