RU2449299C1 - Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивного датчика - Google Patents
Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивного датчика Download PDFInfo
- Publication number
- RU2449299C1 RU2449299C1 RU2011102153/28A RU2011102153A RU2449299C1 RU 2449299 C1 RU2449299 C1 RU 2449299C1 RU 2011102153/28 A RU2011102153/28 A RU 2011102153/28A RU 2011102153 A RU2011102153 A RU 2011102153A RU 2449299 C1 RU2449299 C1 RU 2449299C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microcontroller
- resistor
- resistive
- resistors
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения неэлектрических величин резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивного датчика содержит микроконтроллер 1, резистор 2 и резистор 3 (он же резистивный датчик), резисторы 4 и 5, интегрирующее звено 6. Резисторы 2 и 4 первыми выводами подключены к минусовой клемме источника напряжения, первый вывод резистора 3 подключен к выходу широтно-импульсного модулятора микроконтроллера 1, первый вывод резистора 5 подключен к плюсовой клемме источника напряжения, вторые выводы резисторов 2 и 3 подключены ко входу интегрирующего звена 6, выход которого подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера 1, ко второму входу которого подключены вторые выводы резисторов 4 и 5. Технический результат заключается в повышении точности преобразования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения неэлектрических величин резистивными датчиками.
Уровень техники
Известно устройство для измерения электрической емкости, содержащее два одновибратора, включенных по схеме кольцевого автогенератора, два интегрирующих RC-звена, подключенных к выходам соответствующих одновибраторов, блок индикации, включенный между выходами интегрирующих RC-звеньев, во времязадающие цепи одновибраторов включены конденсаторы и резисторы. На выходе устройства формируется постоянное напряжение, значение которого зависит от изменения емкости и/или сопротивления времязадающих цепей одновибраторов, которое отражается блоком индикации (см. пат. РФ №2156472, кл. G01R 27/26).
Недостатки известного решения - низкая точность, обусловленная высокой погрешностью, вносимой генераторами, параметры сигналов которых зависят от внешних факторов, например температуры.
Известно устройство для измерения неэлектрических величин конденсаторными датчиками, содержащее первый и второй генераторы, микроконтроллер и цифровой индикатор, во времязадающие цепи генераторов включены конденсаторы и резисторы, один из выводов микроконтроллера подключен к входам разрешения генерирования обоих генераторов, цифровой индикатор подключен к микроконтроллеру. На выходе устройства формируется код, который зависит от изменения емкости и/или сопротивления времязадающих цепей генераторов, (см. пат. РФ №2214610, кл. G01R 27/26).
Недостаток известного решения - низкая точность, обусловленная погрешностью, вносимой генераторами, параметры которых зависят от внешних факторов.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому техническому решению и принятой авторами за прототип является мостовая схема (мост Уитстона) для измерения сопротивления резистивных датчиков, содержащая два резистивных делителя, крайние выводы которых подключены к источнику питания, между средними выводами резистивных делителей включен измерительный прибор (см. Яковлев В. Структура измерительной системы на базе пассивных датчиков / В.Яковлев // Современные технологии автоматизации. - 2002, №1).
Недостаток известного решения - низкая точность, обусловленная нелинейностью характеристики преобразования.
Раскрытие изобретения
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению точности преобразования.
Технический результат достигается тем, что в измерительный преобразователь для резистивного датчика, содержащий первый и второй резистивные делители, источник питания, причем первые выводы первых резисторов первого и второго резистивных делителей подключены к минусовой клемме источника питания, первый вывод второго резистора первого резистивного делителя подключен к плюсовой клемме источника питания, введены микроконтроллер и интегрирующее звено, причем первый вывод второго резистора второго резистивного делителя подключен к выходу широтно-импульсного модулятора микроконтроллера, вторые выводы резисторов второго резистивного делителя подключены ко входу интегрирующего звена, выход которого подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера, второй вход аналогового компаратора подключен к вторым выводам резисторов первого резистивного делителя, клеммы источника питания подключены соответственно к выводам питания микроконтроллера.
Краткое описание чертежей
На фигуре представлена структурная схема микроконтроллерного измерительного преобразователя для резистивного датчика.
Осуществление изобретения
Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивного датчика содержит (см. фиг.) микроконтроллер 1, резистор 2 (RO), резистор 3 (RX) (он же резистивный датчик), резистор 4 (R1) и резистор 5 (R2), интегрирующее звено 6. Резисторы 2 и 4 первыми выводами подключены к минусовой клемме источника питания, первый вывод резистора 3 подключен к выходу широтно-импульсного модулятора (не показан) микроконтроллера 1, первый вывод резистора 5 подключен к плюсовой клемме источника питания, вторые выводы резисторов 2 и 3 подключены ко входу интегрирующего звена 6, выход которого подключен к первому входу аналогового компаратора (не показан) микроконтроллера 1, ко второму входу аналогового компаратора подключены вторые выводы резисторов 4 и 5.
Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивного датчика работает следующим образом.
К инвертирующему входу аналогового компаратора, встроенного в микроконтроллер 1, приложено напряжение U1, снимаемое с резистивного делителя 4, 5. На делителе 2, 3 формируется напряжение, среднее значение которого определяется: U2=U1·k3, где U1 - напряжение высокого уровня (логическая единица); k3 - коэффициент заполнения ШИМ-сигнала. Условимся считать, что U1≈UП. На образцовом резисторе 2 падает напряжение, которое определяется: UO=U2-UX, где UX=IX·RX - напряжение, падающее на резисторе 3; IX - среднее значение тока, текущего через резистор 3, определяется: IX=UX/(RX+RO)=UП·k3/(RX+RO).
Микроконтроллер непрерывно следит за напряжением UO. Если это напряжение станет меньше напряжения U1, то микроконтроллер увеличивает коэффициент заполнения и проверяет выход аналогового компаратора. Как только напряжение UO станет больше напряжения U1, микроконтроллер уменьшает коэффициент заполнения. Таким образом, осуществляется управление напряжением UO, а следовательно и током IX. Изменение kЗ пропорционально изменению напряжения UX, а так как UX пропорционально изменению сопротивления RX, то, следовательно, коэффициент заполнения есть функция RX, т.е. kЗ=IX·(RX+RO)/UП, где IX, RO и UП - величины постоянные по значению (не изменяются) и известны.
Результат преобразования - двоичный код, эквивалентный значению kЗ, может быть передан по последовательному стандартному интерфейсу в устройства индикации и управления.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными решениями имеет преимущество: повышена точность преобразования, за счет достижения линейности характеристики преобразования.
Claims (2)
1. Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивного датчика, содержащий первый и второй резистивные делители, источник питания, причем первые выводы первых резисторов первого и второго резистивных делителей подключены к минусовой клемме источника питания, первый вывод второго резистора первого резистивного делителя подключен к плюсовой клемме источника питания, отличающийся тем, что в него введены микроконтроллер и интегрирующее звено, причем первый вывод второго резистора второго резистивного делителя подключен к выходу широтно-импульсного модулятора микроконтроллера, вторые выводы резисторов второго резистивного делителя подключены ко входу интегрирующего звена, выход которого подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера, второй вход аналогового компаратора подключен к вторым выводам резисторов первого резистивного делителя, клеммы источника питания подключены соответственно к выводам питания микроконтроллера.
2. Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивного датчика по п.1, отличающийся тем, что в качестве второго резистора второго резистивного делителя включен резистивный датчик.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011102153/28A RU2449299C1 (ru) | 2011-01-20 | 2011-01-20 | Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивного датчика |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011102153/28A RU2449299C1 (ru) | 2011-01-20 | 2011-01-20 | Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивного датчика |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2449299C1 true RU2449299C1 (ru) | 2012-04-27 |
Family
ID=46297608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011102153/28A RU2449299C1 (ru) | 2011-01-20 | 2011-01-20 | Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивного датчика |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2449299C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502076C1 (ru) * | 2012-08-07 | 2013-12-20 | Александр Витальевич Вострухин | Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код с генератором, управляемым напряжением |
RU2506599C1 (ru) * | 2012-08-07 | 2014-02-10 | Александр Витальевич Вострухин | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста |
RU2515309C1 (ru) * | 2012-11-14 | 2014-05-10 | Александр Витальевич Вострухин | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста уитстона методом широтно-импульсной модуляции |
RU2563315C1 (ru) * | 2014-03-06 | 2015-09-20 | Александр Витальевич Вострухин | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с управляемым питанием резистивных измерительных цепей методом широтно-импульсной модуляции |
RU2799970C1 (ru) * | 2022-10-04 | 2023-07-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство измерения метеофакторов и вычисления эффективной температуры для цифровых систем управления микроклиматом |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2253841C1 (ru) * | 2003-10-21 | 2005-06-10 | Косотуров Александр Викторович | Нормирующий преобразователь |
EP2031518A2 (en) * | 2000-10-26 | 2009-03-04 | Cypress Semiconductor Corporation | Circuit |
RU2007133856A (ru) * | 2007-01-09 | 2009-03-20 | Морской гидрофизический институт Национальной академии наук Украины (МГИ НАН Украины) (UA) | Измеритель температуры или эквивалент образцового резистора и способ, реализуемый в нем |
RU2391677C1 (ru) * | 2009-04-03 | 2010-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная компания "Интеллект-Сервис" | Микроконтроллерный измерительный преобразователь емкости и сопротивления в двоичный код |
-
2011
- 2011-01-20 RU RU2011102153/28A patent/RU2449299C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2031518A2 (en) * | 2000-10-26 | 2009-03-04 | Cypress Semiconductor Corporation | Circuit |
RU2253841C1 (ru) * | 2003-10-21 | 2005-06-10 | Косотуров Александр Викторович | Нормирующий преобразователь |
RU2007133856A (ru) * | 2007-01-09 | 2009-03-20 | Морской гидрофизический институт Национальной академии наук Украины (МГИ НАН Украины) (UA) | Измеритель температуры или эквивалент образцового резистора и способ, реализуемый в нем |
RU2391677C1 (ru) * | 2009-04-03 | 2010-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью научно-производственная компания "Интеллект-Сервис" | Микроконтроллерный измерительный преобразователь емкости и сопротивления в двоичный код |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2502076C1 (ru) * | 2012-08-07 | 2013-12-20 | Александр Витальевич Вострухин | Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код с генератором, управляемым напряжением |
RU2506599C1 (ru) * | 2012-08-07 | 2014-02-10 | Александр Витальевич Вострухин | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста |
RU2515309C1 (ru) * | 2012-11-14 | 2014-05-10 | Александр Витальевич Вострухин | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста уитстона методом широтно-импульсной модуляции |
RU2563315C1 (ru) * | 2014-03-06 | 2015-09-20 | Александр Витальевич Вострухин | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с управляемым питанием резистивных измерительных цепей методом широтно-импульсной модуляции |
RU2799970C1 (ru) * | 2022-10-04 | 2023-07-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | Микроконтроллерное устройство измерения метеофакторов и вычисления эффективной температуры для цифровых систем управления микроклиматом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2391677C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь емкости и сопротивления в двоичный код | |
CN110572157B (zh) | 一种i/f变换电路板的温度补偿方法 | |
RU2449299C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивного датчика | |
US20150109155A1 (en) | Semiconductor device and electronic control device | |
CN110289656B (zh) | 电池管理电路及电池模块 | |
RU2395816C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство для исследования диэлектрических свойств биологических объектов и изоляционных материалов | |
CN109188074B (zh) | 互检电路及方法、电流检测***、电能计量***及芯片 | |
CN103323037B (zh) | 数字读出模块、数字感测装置 | |
RU2392629C1 (ru) | Устройство микроконтроллерное для измерения емкости и сопротивления | |
RU2603937C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивных и емкостных датчиков с передачей результата преобразования по радиоканалу | |
RU2444020C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код | |
RU2502076C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код с генератором, управляемым напряжением | |
RU2453854C1 (ru) | Энергосберегающий микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивных датчиков | |
RU2506599C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста | |
RU2012156732A (ru) | Термоинвариантный измеритель линейного ускорения | |
RU2563315C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с управляемым питанием резистивных измерительных цепей методом широтно-импульсной модуляции | |
RU2515309C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста уитстона методом широтно-импульсной модуляции | |
RU2504793C1 (ru) | Способ определения теплового импеданса цифровых кмоп интегральных микросхем | |
CN103412194A (zh) | 一种电容值测算电路 | |
RU2583148C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь для фотоплетизмографического датчика пульса | |
RU2309415C1 (ru) | Устройство для измерения емкости конденсаторного датчика | |
RU2298872C1 (ru) | Аналого-цифровой преобразователь с управляемой чувствительностью на базе микроконтроллера | |
RU2552749C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика | |
RU2520409C2 (ru) | Преобразователь периодического сигнала в частоту и период | |
RU2670724C9 (ru) | Микроконтроллерное устройство для измерения емкости |