RU1837397C - Способ функционального аналого-цифрового преобразовани и устройство дл его осуществлени - Google Patents
Способ функционального аналого-цифрового преобразовани и устройство дл его осуществлениInfo
- Publication number
- RU1837397C RU1837397C SU914923249A SU4923249A RU1837397C RU 1837397 C RU1837397 C RU 1837397C SU 914923249 A SU914923249 A SU 914923249A SU 4923249 A SU4923249 A SU 4923249A RU 1837397 C RU1837397 C RU 1837397C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reference voltage
- input
- signal
- adder
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Indication And Recording Devices For Special Purposes And Tariff Metering Devices (AREA)
Description
Изобретение относитс к измерительна технике и конструкции устройств дл функционального преобразовани аналоговых сигналов (сигналов термопар и термо- сэпротивлений).
Цель изобретени состоит в повышении тэчности и расширении области применени за счет преобразовани сигналов с большой нелинейностью.
На фиг. 1 представлена блок-схема функционального преобразовател ; на фиг. 2 - характеристика преобразовател .
Функциональный преобразователь содержит нормализатор 1, устройство 2 изменени опорного напр жени , источник 3 опорного напр жени , переменный резистор 4, первый сумматор 5, второй сумматор 6, аналого-цифровой преобразователь 7/ цифровой индикатор 8. Вход устройства соединен со входом нормализатора 1, выход которого соединен с входом первого сумматора 5 и входом аналого-цифрового преобразовател 7. Источник 3 опорного напр жени соединен со вторым входом второго сумматора 6 и через переменный
со со VI со ю VI
резистор 4 соединен со вторым входом первого сумматора 5, выход которого соединен с первым входом второго сумматора 6. Выход второго сумматора 6 соединен с входом опорного напр жени аналого-цифрового преобразовател 7, выход которого соединен с цифровым индикатором 8.
Устройство работает следующим образом . Сигнал от датчика (например, от термо- пары) поступает в нормализатор 1, нормализуетс до определенного уровн и поступает на второй вход аналого-цифрового преобразовател 7. На выходе аналого- цифрового преобразовател 7 и на индикаторе 8 по витс число
N 1000-У -(1),
Don
где UBX - напр жение на входе аналого-цифрового преобразовател 7;
- напр жение на входе опорного напр жени аналого-цифрового преобразовател 7
Сигнал с нормализатора 1, пройд через схему 2 изменени опорного напр жени , на выходе устройства 2 реализует уравнение
ивь,х Don + K(UBX - UBxmax),(2)
где U0n - опорное напр жение источника опорного напр жени 3;
ивхтах - величина, равна максимальному значению напр жени на входе устройства 2 изменени опорного напр жени , соответствующему максимальному значению измер емого параметра (температуры);
К - коэффициент усилени первого сумматора 5.
Причем первый сумматор 5 реализует зависимость K(UBx - UBxmax).
Напр жение 1)вхтзх получаетс путем изменени значени переменного сопротивлени 4, и тогда при входном сигнале устройства, соответствующем максимальному значению измер емой величины (температуры ) на выходе первого сумматора 5 напр жение должно быть равно нулю. Второй сумматор б реализует зависимость
Uon + K(Uex-UBxm8X)U on.
т.е. U on - опорное напр жение на входе напр жени аналого-цифрового преобразовател 7, завис щее от входного сигнала устройства.
На фиг. 2 показан механизм образовани напр жени U on.
На выходе аналого-цифрового преобразовател по вл етс сигнал, соответствующий
Don
1000
Uon + К ( Uex - Uex3 )
(3)
где К
1000 - r-Uon
1Мх
I ,|max Uex UBX
Способ аналого-цифрового функционального преобразовани осуществл етс
следующим образом.
На вход нормализатора 1 подают сигнал от источника сигнала (например, термопары ). В нормализаторе 1 входной сигнал нормируетс (усиливаетс и смещаетс ) до
определенного уровн 1)вхтах, определ емого диапазоном измерени измер емого параметра. С выхода нормализатора 1 сигнал подаетс на аналоговый вход аналого- цифрового преоборазовател 7.
Одновременно сигнал UBX с выхода нормализатора 1 подаетс на вход устройства 2 изменени опорного напр жени , на первый вход первого сумматора 5 На второй вход первого сумматора 5 подаетс сигнал,
равный по величине (-UBxmax), формирующийс с помощью источника 3 опорного напр жени и определ емый величиной переменного резистора.
При коэффициенте усилени первого сумматора 1, равном К. на выходе его получаетс сигнал, определ емый формулой K(UBx - ивхтах). Этот сигнал подаетс на первый вход второго сумматора 6, на второй
вход которого подаетс сигнал Uon с источника 3 опорного напр жени . При коэффициенте усилени второго сумматора 6, равном 1, на выходе второго сумматора имеем сигнал
U on Uon + K(U8x - UBXmax).
Этот сигнал подаетс на вход опорного напр жени аналого-цифрового преобразовател 7, в котором осуществл етс преобразование в код дл управлени блоком индикации 8 в соответствии с формулой ивх
Nx 1000
U c
0
1000
и
вх
Uon + к (ивх - )
где NX - код, соответствующий величине измер емого параметра.
Очевидно, что величина Nx имеет нелинейную зависимость от входного сигнала
5 UBXВыбором соответствующего значени К
достигаетс линейность зависимости Nx от величины измер емого параметра.
Возьмем в соответствии с ГОСТ 3044-84 Преобразователи термоэлектрические. Номинэльные статические характеристики првобоазовани характеристику ТХК, XKIL), диапазон измерени температуры от ОфЮО°С,
Напр жение на выходе датчика (Уд) измер етс от 0 до 6,86 мВ.
В нормализаторе 1 сигнал датчика нор- ма||изуетс до уровн 0-1000 мВ, при этом ффициент усилени нормализатора (Кус) жен быть равным 145,77. При Don e 1000
ко до мВ ма И О му р эт
5.°.
и Uex, 1000 мВ (см. формулу 3) при симальном входном сигнале имеем Nx ,0. Дл расчета коэффициента К по фор- е (4) определ ем значение UBX при изме- мой температуре 50°С (очевидно, что дл и температуры Nx должно быть равно 0). При ид 50°с 3,306 мВ и Кус 145,77,,
4/ЛО4ГЮ. П
по не
-78
5
чал дат изм 19,
10 U8x Кус сиг ме
15
им|еем Vex.50 481.92 мВ. По формуле 4:
100,0
481.92 50.0
-1000
481,92 -1000
0,069781.
Результаты функционального преобра- приведены в табл. 1.
Максимальна погрешность не превы- 1ш|етО,1°С.
По предлагаемому техническому решению разработан и испытан макет, в котором блок 1 нормализатор выполнен на микро- сх }ме КР 140 УД12 08, блоки-сумматоры 5 и 61 а микросхеме КР140УД12 08 -блок знало- го цифрового преобразовател 7 на микро- сх эме КР 5 72 ПВ 2, блок индикации 8 - на MI кросхемах АЛ С 333.
Выпуск прибора, выполненного по за вл емой схеме намечен на 1992 г. Существующий способ и устройство позвол ет осуществл ть преобразование сигналов от источников, обладающих незначительной ( ),2%) нелинейностью (например, платино- вь е термосопротивлени ). При увеличении нелинейности погрешность преобразова- HV будет расти ввиду того, что аппроксима- цп нелинейной характеристики осуществл етс с помощью всего двух ли- ж иных участков с точкой перегиба в т. О.
Предлагаемые способ и устройство ПОЗЕ ол ют без потери точности преобразовы- ть сигналы от источников со значительно бфльшей нелинейностью (например, термо- ры).
В прототипе при измерении температу- pii с помощью термосопротивлени ТСП 1(10П в диапазоне температур -50...+50°С
П1
грешность составл ет 0,4% 2.
6 предлагаемом устройстве дл ТСП 1ЙЮП в диапазоне температур -50...+50°С
,,
погрешность преобразовани составл ет не более 0,02% (см. расчет).
ТСП 100П Тиэм - -50...+50°С Идвтч - -78,98-119,71 Ом.
Если в нормализаторе 1 подавить начальное сопротивление 100 Ом и эапитать датчик током 1 мА. то можно говорить об изменении входного сигнала от -20,02 до 19,71 мВ.
Дл диапазона индикации -50...50,0 U8xmax должно быть равно 500 мВ. Отсюда Кус 25.368 и ивхт|п г-507,86 (значение сигнала на выходе нормализатора 1 при измер емой температуре -50,0°С)
100.0 5оо6 100° - 507,86 -500
-0.0155974.
Результаты функционального преобразовани приведены в табл. 2.
Максимальна погрешность преобразовани не превышает 0,02°С.
Claims (2)
- Формула изобретени 1. Способ функционального аналого- цифрового преобразовани , включающий нормирование входного сигнала, формирование опорного напр жени , аналого-цифровое преобразование пронормированного сигна- ла в код с последующей индикацией результата преобразовани , отличающийс тем, что, с целью повышени точности и расширени области применени за счет преобразовани сигналов с большой нелинейностью, формирование опорного напр жени осуществл ют сигналом непрерывно по формулеUon + K(UBx-UBxMaKC), где U on - сформированное опорное напр - жение;Uon - напр жение источника опорного напр жени ;К- масштабный коэффициент; UBX - напр жение прономированного сигнала;UsxMaKC максимальное значение напр жени пронормированного сигнала.
- 2. Устройство функционального аналого-цифрового преобразовани , содержащее последовательно соединенные нормализатор , вход которого вл етс входной шиной, аналого-цифровой преобразователь и циф- ровой индикатор, а также включенный между выходом нормализатора и входом опорного напр жени аналого-цифрового преобразовател блок изменени опорного напр жени , отличающеес тем, что, с целью повышени ,точности и расширени области применени за счет преобразований сигналов с большой нелинейностью, блок изменени опорного напр жени выполнен на переменном резисторе, источнике опорного йапр жени и двух сумматорах, причем первый вход первого сумматора вл етс входом блока измерени опорного напр жени , второй вход через переменный резистор соединен с выходом источника опорного напр жени , которой соединен с первым входом второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом первого сумматора, а выход второго сумматора вл етс выходом блока изменени опорного напр жени .Таблица1Таблица2ОЭфЈ/&1Vto ffff+ttox-V™)0.1837397(r)maxrfТ
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914923249A RU1837397C (ru) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | Способ функционального аналого-цифрового преобразовани и устройство дл его осуществлени |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914923249A RU1837397C (ru) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | Способ функционального аналого-цифрового преобразовани и устройство дл его осуществлени |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1837397C true RU1837397C (ru) | 1993-08-30 |
Family
ID=21567388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914923249A RU1837397C (ru) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | Способ функционального аналого-цифрового преобразовани и устройство дл его осуществлени |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1837397C (ru) |
-
1991
- 1991-04-01 RU SU914923249A patent/RU1837397C/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102099662B (zh) | 用于线性化非线性传感器的装置 | |
US3933046A (en) | Logarithmic resistance-to-frequency converter | |
EP0108325B1 (en) | Device to measure temperature | |
RU1837397C (ru) | Способ функционального аналого-цифрового преобразовани и устройство дл его осуществлени | |
GB2191292A (en) | Measuring equipment | |
Engin et al. | Compensation of thermocouple nonlinearities with embedded system | |
JPS6147371B2 (ru) | ||
RU1818548C (ru) | Способ преобразовани температуры в напр жение и устройство дл его осуществлени | |
SU1155872A1 (ru) | Устройство дл измерени разности температур | |
SU796668A1 (ru) | Цифровой термометр | |
SU690331A1 (ru) | Устройство дл измерени количества тепла | |
SU1117461A1 (ru) | Цифровой термометр | |
JPS61209331A (ja) | 測温抵抗体入力装置 | |
SU1012040A1 (ru) | Устройство дл измерени температуры | |
SU1061055A1 (ru) | Способ измерени физических величин | |
SU851119A1 (ru) | Устройство дл измерени температуры | |
JPS6333631A (ja) | 温度トランスデユ−サ | |
SU979895A1 (ru) | Устройство дл измерени температурных полей | |
SU1120179A1 (ru) | Устройство дл измерени температуры | |
SU679834A1 (ru) | Устройство дл измерени давлени | |
SU581389A1 (ru) | Устройство дл дистанционного измерени температуры | |
SU834407A1 (ru) | Устройство дл измерени температуры | |
SU830146A2 (ru) | Цифровой термометр | |
SU1000787A1 (ru) | Устройство дл измерени температуры | |
SU1193472A1 (ru) | Измеритель температуры |