TW482894B - Multi-channel pressure sensor controller - Google Patents

Description

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 482894 A7 ------— B7_ B --------- — 五、發明說明（1 ) [發明背景] [發明領域] 本發明係有關於多通道壓力感測控制器，用於集令處 理來自複數個壓力感測器之各測量值且用於顯示和傳送處 理結果。 [相關技藝之說明] 依據用於處理測量值以提供來自複數個壓力感測器之 測量值的數位指示之傳統方法，係提供與各壓力感測器一 對一對應之壓力感測控制器，以處理來自壓力感測器之測 量值；在壓力感測控制器中設定臨界值；壓力感測控制器 比較測量值和臨界值；將測量值數位化且顯示於顯示器 上；及依據比較結果提供指示。 然而，用於處理測量值之上述方法具有一問題，即當 必須處理來自複數個壓力感測器之測量值時，因為其與壓 力感測器是一對一對應，所以須提供很大的空間給這些壓 力感測控制器，故相對地提高壓力感測控制器之成本。 [發明摘要] 本發明之目的為提供一種通常用於複數個壓力感測器 之多通道壓力感測控制器。 依據本發明，由複數個壓力感測器輸出之已測得壓力 訊號和指定給壓力感測器之通道編號是由單一多通道壓力 感測控制器處理；顯示依據選擇訊號之各通道編號和由對 應於通道編號之壓力感測器所提供之測量值；將對應於通 道編號之壓力感測器的測量值和與對應於通道編號之預存 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規恪（210 X 297公釐） 310745 I---I 1 ^ illllll^i------ ·線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 482894 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A7 B7 五、發明說明（2 ) 臨界值相比較；及藉由具對應於通道編號之警示燈顯示以 比較結果為依據之指示。 本發明之上述及其他目的、特性和優點將因說明範例 之同時亦能參考顯示有本發明最佳實施例之相關圖示而更 加顯而易見。 [圖示之簡要說明] 第1圖係顯示依據本發明實施例之多通道壓力感測控 制器之結構方塊圖； 第2圖係顯示用於描述依據顯示於第1圖中之本發明 實施例之多通道壓力感測控制器之操作流程圖； 第3圖係顯示用於描述依據顯示於第1圖中之本發明 實施例之多通道壓力感測控制器之操作流程圖。 [主要元件符號說明] 1 多通道壓力感測控制器 2a 至 2h 壓力感測器 3 類比多工器 4 類比·數位轉換器 5 算述和控制單元 6 RAM 7 顯示單元 8 警示單元 9 設定單元 91 漸增指示按鈕開關 92 漸減指示按鈕開關 93 重置指示按鈕開關 94 設定指示按鈕開關 95 中斷指不按紐開關 [最佳實施例之說明] 現將以本發明之實施例為基礎說明依據本發明之多通 道壓力感測控制器。 第1圖係顯示依據本發明實施例之多通道壓力感測控 ----------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 2 310745 482894 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 —----E______ 五、發明說明（3 ) 制器之結構方塊圖。 依據本發明實施例之多通道壓力感測控制器丨為具有 與壓力感測器相對應之八個通道，及由單一多通道壓力感 測控制器1執行與來自此人個感測器之測量值相對應之顯 示程序、臨界值設定程序、警示程序等。 本實施例之多通道壓力感測控制器1包含有用於接收 壓力感測器2a至2h之輪出的類比多工器3、用於接收類 比多工器3之輸出的A-D轉換器4，用於接收類比· 數位）轉換器4之輸出的算術和控制單元5 '用於接收算 術和控制單元5之輸出的顯示單元7和警示單元8，及用 於將臨界值等設定輸出傳送至算術和控制單元5之設定單 元9。 。 提供給類比多工器3的是對應於由八個壓力感測器所 測得之壓力的測量值，例，指定給壓力感測器2a之通道 編號是〇，指定給壓力感測器2b之通道編號是j，，指 定給壓力感測器2h之通道編號是7。當從算術和控制單 元5收到訊號時，類比多工器3從壓力感測器。至“選 擇一個測量值。將所選擇之測量值提供給A-D轉換器4 並轉換成由數位資料構成之測量值。將由A-D轉換器4 轉換之測量值傳送至算術和控制單元5以便接受比較操 作、顯示程序、警示程序和傳送程序。 算術和控制單元5包含有CPU和RAM 6。算術和控 制單元5將分別提供給壓力感測器2a至2h之臨界值餘存 在RAM 6中、將用於選擇輸入之選擇訊號傳送至類比多 ' --------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 3 310745 482894 A7 _ B7 五、發明說明（） 工器3以及處理經由A-D轉換器4而從壓力感測器2a至 2h輸入之測量值，以便依據來自設定單元9之指示將具 有特定通道編號之感測器或所有壓力感測器之測量值儲存 在RAM 6中。 再者，當指示掃瞄時，算術和控制單元5將儲存在Ram ό中之測量值解碼且將通道編號解碼，然後將結果送至顯 示單元7,其包含有用於顯示測量值之複數個七段螢光顯 示管’和用於顯示通道編號之七段螢光顯示管，所以可將 壓力感測器2a至2h每一個的通道編號和來自對應於已測 量通道編號之壓力感測器的測量值顯示在七段螢光顯示管 上，因此可週期性地執行所有壓力感測器之顯示。 因此’通道編號與來自對應於通道編號之壓力感測器 的測量值是以特定時間週期依序顯示在七段螢光顯示管 上。 當未指示掃猫時’算術和控制單元5將要顯示之特定 通道編號和來自對應於通道編號之壓力感測器的測量值提 供給七段螢光顯示管。 因此，在此例子中，每次指定通道編號時，則顯示此 特定通道編號和來自對應於特定通道編號之壓力感測器的 測量值。 在算術和控制單元5的控制下，將來自壓力感測器之 測量值和壓力感測器之臨界值相比較；將比較結果傳送給 具有對應於各壓力感測器之多個警示燈之警示單元8;然 後依據來自各壓力感測器之測量值和臨界值之比較結果開 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-·ϋ —ϋ ϋ I n Βϋ λβμ ! Bns n C 訂-- ------線在 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 310745 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 482894 A7 _______ B7 五、發明說明（5) /關警示單元8之其中一個警示燈。 警示單元8之警示燈持績地顯示前一個狀態直到從壓 力感測器來之下一個測量值與具相同通道編號之臨界值的 比較結果傳來為止。 類似於通道編號和測量值之顯示，通道編號（3位元） 和測量值（8位元）是經由具有開集極輸出結構（opeil collector output configuration)之各電晶體而傳送至另一 個系統（未顯示），例如可程式控制器（PLC)。類似於警示 顯示’各通道之測量值和臨界值的比較結果同時亦以一位 元開/關警示值（8通道8位元）經由具有開集極輸出結構之 各電晶體而傳送至另一個系統，例如PLC。之後，將通 道編號（3位元）稱為，，已測量通道編號輸出”；將測量值（8 位元）稱為”已測量資料輸出”；以及將開/關警示值（8通道 8位元）稱為’，開/關輸出”。 多通道壓力感測控制器1配備有設定單元9，其具有 用於指示增加如臨界值（下文令將其稱為設定值）和通道編 號等設定值之漸增指示按鈕開關91、用於指示減少設定 值和通道編號之漸減指示按知開關92、用於指示清除顯 示和清除設定值之重置指示按鈕開關93、用於指示改變 設定值和模式之設定指示按鈕開關94、及用於指示外部 中斷之中斷指示按鈕開關95。設定單元9之各開關的輸 出是傳送至算術和控制單元5。 在本實施例中，利用設定指示按鈕開關94指示之模 式包含有用於為所有通道設定相同臨界值之單一臨界值設 I----裝·----- - 訂--— II--I ·線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用帽國家標準（CNS)A4規格⑵G χ撕公爱） 5 310745 482894 A7 B7

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五、發明說明（7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 疋不同的臨界值，所以可為每個通道設定獨立的臨界值。 除此之外，算術和控制單元5配備有一個輸入埠，由 此可輪入從外部設定裝置10輪出之資料，所以可用與利 用在多通道M力感龍制器1巾所提供之設定單元9的輸 出進仃設定相同方法從遠離多通道壓力感測控制器1之位 置進仃設定。這種結構使得從外部設定裝置所提供給 算術和控制單元5的設定資訊與藉由設定單元9所提供者 相同。 因此可使利用外部設定裝置1 〇所進行之設定類似 於藉由來自設於多通道壓力感測控制器1之設定單元9的 輸出所進行之設定，例，單一臨界值之設定、個別臨界值 之設定、重置設定等等。 雖然將上述之說明係有關設有中斷指示按鈕開關95 之範例’但亦可將中斷指示按鈕開關95移除以便提供另 一種結構’其中在將新的設定資訊寫入ΚΑΜ6後經過特 定時間，例如5秒鐘，即將最新寫入ram 6中之各指示 按紐開關之狀態與各指示按鈕開關之前一個狀態相比較； 假如未發生任何變動則返回；假如判斷有變動發生，則在 改變與根據所改變記憶體内容之所操作指示按鈕開關之狀 態有關之設定後返回。 以下依據顯示在第2和3圖中之流程圖描述具有上述 結構之多通道壓力感測控制器1之操作。 第2圖係顯示主流程圖，而第3圖係顯示時間中斷程 序之流程圖。 --------；------裝--------^訂---------線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 7 310745 482894 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（8 ) 當多通道壓力感測控制器1開始操作，執行主流程以 便進行起始化（步驟S1)。然後檢查是否已發出掃瞄指示（步 驟S2)。當在步驟S2中判斷沒有掃瞒指示時，在步驟S2 之後，自設定單元9之指令指定通道編號。然後將儲存於 RAM0之與通道編號有關連之測量值；顯示在顯示單元7 之七段螢光顯示管（步驟S3)。 在步驟S3之後，將來自對應於所設定通道編號之各 壓力感測器之測量值與一臨界值相比較，該臨界值係事先 分別針對各壓力感測器而提供且儲存在RAM 6中。比較 結果是顯示在對應於通道編號之警示單元8的警示燈上 (步驟S4)，然後重複執行從S2開始之步驟。當測量值超 過臨界值時藉由將警示單元8的警示燈點亮而發出警告， 且當測量值等於或小於臨界值時則將警示燈熄滅。 當在步驟S2中判斷有掃瞄指示時，，將掃瞄中之通道 編號和來自對應於這些通道編號.之壓力感測器的測量值依 序地顯示在顯示單元7之七段勞光顯示管（步驟S5)。步 驟S5之後執行步驟S4，然後重複執行從S2開始之步驟。 持續維持步驟S4中所提供之顯示直到下一次執行步 碌S4之結果顯示來自相同通道之壓力感測器的測量值發 生變動。 現將描述定時中斷。第3圖係顯示定時中斷程序之流 程圖。上述步驟S5將因對第3圖所顯示之定時中斷之說 明而變得更加清楚。 當多通道壓力感測控制器1開始操作時，即開始時間 --------^—------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準(CNSM4規格'(210 X 297公f ) 8 310745 482894 « 經 濟 智 慧 財 產 局 員 X 消 費 合 社 印 製 A7 五、發明說明（/ ) 之計時，且以預定的時間間隔執杆笛 J㈣轨仃第3圖所顯示之定時中 斷程序^ 當進入定時中斷程序時，依據由算術和控制單元5輸 出之選擇訊號將從壓力感測器2&至2h來之已測得壓力訊 號依序經由類比多工器3輸入A_D轉換器4以便轉換成 數位資料。將已轉換成數位資料之壓力感測訊號之量測值 儲存在與通道編號有關聯之RAM 6中（步驟S11)。 在步驟S11之後，將儲存在RAM 6中之來自壓力感 測器的測量值與分別提供給各壓力感測器且儲存sRAM6 中之臨界值相比較，並將以比較結果為基礎之位元資料經 由電晶體傳送至另一個系統，此處之電晶體具有作為開/ 關輸出之開集極輸出’用於開啟/關閉對應於输出各測量 值之Μ力感測器之通道編號的輸出匯流排（步驟S12)。 在步驟S12之後，檢查此時是否有要求掃瞄之指示（步 驟 S13) 〇 假如在步雜S13中判斷有要求掃瞒之指示時，檢查 是否通道編號已等於8(步驟S14)。 假如在步驟S14中判斷通道編號已等於8，則在步驟 S14之後將通道編號設定為〇(步驟S15)，然後執行步称 S14。執行步驟S14和15是為了在指定來自壓力感測器21l 之測量值後可指定來自壓力感測器2a之測量值。 假如在步驟S14中判斷通道編號不是8，則從RAM 6 中讀取步驟S14中所確認之通道編號和來自對應於此通 道編號之壓力感測器的測量值；將來自壓力感測器的測量 本纸張尺度適用中國國家標準（CNTS)A4規格（210 x 297公釐） 310745 裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 叫2894 經濟部智慧財產局員X消費合作社印製 10 A7 五、發明說明（ 值（8位元）當做已測量資料輸出傳送至位於開集極輸出之 另一系統；同時亦將與壓力感測器相對應之通道編號（3 位元）當做已測量通道編號輸出傳送至位於開集極輸出的 另一系統’此開集極輸出與廢力感測器之測量值之開集極 輸出同步（步驟S16);使程序等待特定的時間（步驟S17); 且在通道編號增加之後返回（步驟S18)。 因此，每次執行步驟S16,即將來自具有由步驟S14 和S16之執行結果所指定之通道編號之壓力感測器的測 量值和相同的通道編號在步驟S17中在特定時間内傳送 至另一系統。 將在步驟S16輸出之通道編號和來自對應於相同通 道編號之壓力感測器的測量值解碼且輸出至顯示單元7， 然後顯示單元7將通道編號和來自對應於相同通道編號之 壓力感測器的測量值顯示在七段螢光顯示管。其顯示週期 為在步驟S17中設定之預定時間週期。此亦可應用在步 釋S5所執行之程序。 , 假如在步驟S13判斷沒有要求掃瞄之指令，緊接著 步驟S13的是讀取將輸入類比多工器3之選擇訊號；將 來自對應於依據選擇訊號所選擇之通道編號之壓力感測器 的測量值和相同的所選擇通道編號傳送至顯示單元7|將 來自壓力感測器的測量值和通道編號是顯示在顯示單元7 之七段螢光顯示管（步驟S19);然後返回。 依據步驟S16和S19之顯示亦可依據測量值和與其相關 之臨界值之間的比較結果而顯示在警示單元8上。顯示單 ‘纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 310745 ! · l·--------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 482894 經濟部智«:財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（U ) 元7上之顯示可藉由將已測量資料輸出（8位元）和已測量 通道編號輸出（3位元）傳遞至位於開集極輸出之另一系統 而完成。 上述之範例係有關當下令掃瞄時此實施例之多通道壓 力感測控制器1以特定時間週期依序顯示通道編號和來自 相對應通道編號之麼力感測器的測量值之例子。當下令掃 瞒時’可由對應於事先指定之通道編號的壓力感測器開始 掃瞎以便其顯示的測量值是從來自對應於特定通道編號之 壓力感測器的測量值開始。 因此，當下令掃瞄時，來自對應於特定之預定通道編 號之壓力感測器的測量值總是最先顯示，而其後所顯示之 測量值則是來自對應於下一個通道編號之壓力感測器。其 優點為當下令掃瞄時其測量值最先顯示之壓力感測器是可 的。 當為本實施例之多通道壓力感測控制器1設定臨界值 時’需設定用於指示不良之臨界值和在達成臨界值前連續 失效之次數；需檢查各通道編號以便檢測由此產生之測量 值在達臨界值前連績失效之次數；及將次數等於預定次數 之任何通道編號當做不良通道顯示在顯示單元7上。此可 協助其對任何不良感測器或任何不良測量通道之偵測。 另一方面’為本實施例之多通道壓力感測控制器i所 設定之臨界值包含有用於指示不良之臨界值和連績達到或 超過臨界值之次數；檢查各通道編號以便檢測由此產生之 測量值連績達到或超過臨界值之次數；及將次數等於預定 ---------- · I I I I 1 訂 ---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 11 310745 482894 A7 ----- B7 五、發明說明（12) 次數之任何通道編號當做不良通道顯示在顯示單元7上。 此可協助其對任何不良感測器或任何不良測量通道之偵 如上所述，依據本發明，單一多通道壓力感測控制器 處理來自複數個壓力感測器之輸出，例如測量值和通道編 號；將每個通道編號和來自與通道編號相對應之壓力感測 器的已測得壓力訊號顯示在顯示單元上；比較事先為通道 編號而儲存的臨界值和藉由對來自與通道編號相對應之壓 力感測器所測得之壓力訊號進行A-D轉換所獲得之數位 訊號；以比較輸出為依據之指示是藉由相對應通道編號之 警示燈而顯示。其優點為不需要使用與壓力感測器一對一 對應之壓力感測控制器。 .--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公t ) 12 310745

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 13 A8 B8 C8 D8 \、申請專利範圍 1 · 一種多通道壓力感測控制器，包括： 類比多工器（3)，用於將來自複數個壓力感測器 (2&，21)，2(：，2(1，26,2£，2§，211)之已測得壓力訊號輸入至指定 有通道編號之各通道； 類比-數位轉換器（4)，用於將來自由該類比多工器 (3)所選擇之該壓力感測器之一之已測得壓力訊號轉換 成數位值；以及 算術和控制單元（5)，用於輸出選擇訊號至該類比 多工器（3)，將由該類比-數位轉換器（4)轉換之數位值 和指定給輸出具有該數位值之已測得壓力訊號之該壓 力感測器之一的通道編號顯示在顯示單元（7)上，比較 事先為通道編號而儲存之臨界值與藉由對來自對應於 該通道編號之該壓力感測器的已測得壓力訊號進行類 比-數位轉換所獲得之數位值，以及依據比較結果在具 有相對應通道編號之警示燈上提供顯示。 2·依據申請專利範圍第〗項之多通道壓力感測控制器， 其中為所有的通道編號設定相同的臨界值且事先儲存 各通道之臨界值。 3·依據申請專利範圍第丨項之多通道壓力感測控制器， 其中為各通道編號設定各別的臨界值且事先儲存各通 道之臨界值。 4·依據申請專利範圍第丨項之多通道壓力感測控制器， 其中該算術和控制單元（5)以特定的時間間隔將對於所 有該壓力感測器之選擇訊號依序地傳送至該類比多工 W氏張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格·(2·1·0 X 297公爱丁 310775 --— 丨 — — — — — —---裝 i — II---訂-----I---線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

   482894 六、申請專利範圍 ϋ(3)〇 .蜃 5·依據申請專利範崮第丨項之多通道壓力感測控制器， 其中該算術和控制單元（5)以特定的時間間隔將對於所 有該麼力感測器之選擇訊號依序地傳送至該類比多工 器（3)’且與選擇訊號之切換同步地切換通道編號和藉 由對已測得壓力訊號進行類比·數位轉換所獲得之數位 值之指示。 6·依據申睛專利範圍第1項之多通道壓力感測控制器， 其中該算術和控制單元（5)以特定的時間間隔將對於所 有該壓力感測器之選擇訊號依序地傳送至該類比多工 器（3)，且維持該警示燈之指示直到傳送下一個用於相 同通道編號之選擇訊號為止。 7.依據申請專利範圍第1項之多通道壓力感測控制器， 其中該算術和控制單元（5)將利用類比·數位轉換器（4) 轉換得到之數位資料和以指定給輸出與該數位資料相 關之已測得壓力訊號之壓力感測器之通道編號為根據 之數位資料傳送至另一系統，且將以事先為通道編號 儲存之臨界值和藉由對來自對應於通道編號之壓力感 測器之已測得壓力訊號進行類比數位轉換所獲得之數 位值之間的比較結果為根據之資料傳送至另一系統。 Bi BS ^.1 ϋν —,Λβ n n etf l i —Mm ,μύ------- 丨訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A‘l規格（210 X 297公釐） 14 310775