RU2552749C1 - Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика - Google Patents
Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552749C1 RU2552749C1 RU2014104628/28A RU2014104628A RU2552749C1 RU 2552749 C1 RU2552749 C1 RU 2552749C1 RU 2014104628/28 A RU2014104628/28 A RU 2014104628/28A RU 2014104628 A RU2014104628 A RU 2014104628A RU 2552749 C1 RU2552749 C1 RU 2552749C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microcontroller
- resistor
- resistors
- resistive sensor
- function
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (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 с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика содержит: (см. чертеж) резистор 1 (R1), резистор 2 (R2), резистор 3 (R3) резистор 4 (R4), т.е. резистивный датчик, резистор 5 (R5) и микроконтроллер 6. Резисторы 1 и 2 первыми выводами подключены к первому входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, резисторы 3 и 4 первыми выводами подключены ко второму входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, второй вывод резистора 4 и первый вывод резистора 5 подключены к третьему входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, вторые выводы резисторов 1 и 3 подключены к первому цифровому выходу микроконтроллера 6, вторые выводы резисторов 2 и 5 подключены ко второму цифровому выходу микроконтроллера 6. Выход аналогового мультиплексора микроконтроллера 6 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП), встроенного в микроконтроллер 6. Технический результат заключается в повышении точности. 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 неэлектрических величин конденсаторными датчиками, содержащее первый и второй генераторы, микроконтроллер и цифровой индикатор, во времязадающие цепи генераторов включены конденсаторы и резисторы, один из цифровых выходов микроконтроллера подключен к входам разрешения генерирования обоих генераторов, цифровой индикатор подключен к микроконтроллеру через последовательный интерфейс (см. пат. РФ №2214610, кл. G01R 27/26).
Недостаток известного решения - низкая точность, обусловленная погрешностью, вносимой генераторами, параметры которых зависят от внешних факторов.
Известно устройство - 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 при разбалансе моста.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению и принятым авторами за прототип является энергосберегающий микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивных датчиков, содержащий четыре резистора, включенных по схеме моста Уитстона, и микроконтроллер, причем первая диагональ моста подключена между первым и вторым цифровыми выходами микроконтроллера, вторая диагональ моста подключена к первому и второму входам аналогового мультиплексора, встроенного в микроконтроллер, в качестве одного из резисторов моста включен резистивный датчик.
Недостаток известного решения - низкая точность, обусловленная нелинейностью характеристики преобразования при разбалансе моста.
Раскрытие изобретения
Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению точности микроконтроллерного измерительного преобразователя с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика.
Технический результат достигается тем, что в микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика, содержащий микроконтроллер, резистивный датчик, первый, второй и третий резисторы, первые выводы первого и второго резисторов подключены к первому входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, первые выводы резистивного датчика и третьего резистора подключены ко второму входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, вторые выводы первого и третьего резисторов подключены к первому цифровому выходу микроконтроллера, второй вывод второго резистора подключен ко второму цифровому выходу микроконтроллера, введен четвертый резистор, причем первый вывод четвертого резистора подключен ко второму выводу резистивного датчика и к третьему входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, второй вывод четвертого резистора подключен ко второму цифровому выходу микроконтроллера.
Краткое описание чертежей
На чертеже представлена структурная схема микроконтроллерного измерительного преобразователя с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика.
Осуществление изобретения
Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика содержит: (см. чертеж) резистор 1 (R1), резистор 2 (R2), резистор 3 (R3), резистор 4 (R4), т.е. резистивный датчик, резистор 5 (R5) и микроконтроллер 6. Резисторы 1 и 2 первыми выводами подключены к первому входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, резисторы 3 и 4 первыми выводами подключены ко второму входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, второй вывод резистора 4 и первый вывод резистора 5 подключены к третьему входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, вторые выводы резисторов 1 и 3 подключены к первому цифровому выходу микроконтроллера 6, вторые выводы резисторов 2 и 5 подключены ко второму цифровому выходу микроконтроллера 6. Выход аналогового мультиплексора микроконтроллера 6 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) (на фигуре не показан), встроенного в микроконтроллер 6.
Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика работает следующим образом.
Микроконтроллер 6 выводит на первый цифровой выход высокий уровень напряжения (логическую 1), а на второй цифровой выход низкий уровень напряжения (логический 0), при этом к цепям последовательно включенных резисторов 1, 2 (R1, R2) и 3, 4, 5 (R3, R4, R5) будет приложено измерительное напряжение, которое определяется выражением:
где UП - напряжение питания микроконтроллера 6;
- напряжение, падающее на выходном сопротивлении транзисторного ключа цифрового выхода микроконтроллера 6. Так как измерительный ток течет через оба транзисторных ключа первого и второго цифровых выходов микроконтроллера 6, то потери напряжения на сопротивлениях транзисторных ключей удваиваются, что отражено в выражении (1) умножением
на 2.
Затем микроконтроллер 6 с помощью аналогового мультиплексора подключает общую точку первых выводов резисторов 1 и 2 ко входу АЦП и измеряет напряжение U1, падающее на резисторе 2 относительно общего провода. Так как R1=R2 и
обоих транзисторных ключей равны, то U1=UП/2. По результатам данной операции микроконтроллер 6 диагностирует параметры измерительного канала, например функционирование АЦП. Если U1≠UП/2, то микроконтроллер 6 не выполняет дальнейшие действия или вносит поправку в результат измерения с учетом отклонения U1 от UП/2.
Затем микроконтроллер 6 подключает второй вход аналогового мультиплексора, т.е. общую точку первых выводов резисторов 3 и 4 ко входу АЦП, и измеряет напряжение U2, падающее на последовательно включенных резисторах 4 и 5 относительно общего провода.
Затем микроконтроллер 6 подключает третий вход аналогового мультиплексора, т.е. общую точку резисторов 4 и 5 ко входу АЦП, и измеряет напряжение U3, падающее на резисторе 5 относительно общего провода. Так как сопротивление R5 резистора 5 известно, то микроконтроллер 6 определяет измерительный ток Iизм, протекающий по цепи последовательно включенных резисторов 3, 4 и 5 из выражения Iизм=U3/R5. Затем микроконтроллер 6 определяет сопротивление резистора 4, т.е. сопротивление датчика из выражения
Микроконтроллер 6 вычисляет значение измеряемого параметра, например температуру по известному выражению с использование измеренного значения сопротивления R4 резистивного датчика 4, и сохраняет это значение в памяти, например, для вывода на цифровой индикатор (на фигуре цифровой индикатор не показан).
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными решениями имеет преимущество - преобразовательная характеристика линейна, что в свою очередь приводит к повышению точности микроконтроллерного измерительного преобразователя.
Claims (1)
- Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика, содержащий микроконтроллер, резистивный датчик, первый, второй и третий резисторы, первые выводы первого и второго резисторов подключены к первому входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, первые выводы резистивного датчика и третьего резистора подключены ко второму входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, вторые выводы первого и третьего резисторов подключены к первому цифровому выходу микроконтроллера, второй вывод второго резистора подключен ко второму цифровому выходу микроконтроллера, отличающийся тем, что в него введен четвертый резистор, причем первый вывод четвертого резистора подключен ко второму выводу резистивного датчика и к третьему входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, второй вывод четвертого резистора подключен ко второму цифровому выходу микроконтроллера.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014104628/28A RU2552749C1 (ru) | 2014-02-10 | 2014-02-10 | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014104628/28A RU2552749C1 (ru) | 2014-02-10 | 2014-02-10 | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2552749C1 true RU2552749C1 (ru) | 2015-06-10 |
Family
ID=53295074
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014104628/28A RU2552749C1 (ru) | 2014-02-10 | 2014-02-10 | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2552749C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7647843B2 (en) * | 2006-09-19 | 2010-01-19 | Los Robles Advertising, Inc. | Universal sensor controller for a thermal anemometer |
RU2453854C1 (ru) * | 2011-03-14 | 2012-06-20 | Александр Витальевич Вострухин | Энергосберегающий микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивных датчиков |
US20130187645A1 (en) * | 2010-07-30 | 2013-07-25 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Magnetoresistor integrated sensor for measuring voltage or current, and diagnostic system |
RU2502076C1 (ru) * | 2012-08-07 | 2013-12-20 | Александр Витальевич Вострухин | Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код с генератором, управляемым напряжением |
-
2014
- 2014-02-10 RU RU2014104628/28A patent/RU2552749C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7647843B2 (en) * | 2006-09-19 | 2010-01-19 | Los Robles Advertising, Inc. | Universal sensor controller for a thermal anemometer |
US20130187645A1 (en) * | 2010-07-30 | 2013-07-25 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Magnetoresistor integrated sensor for measuring voltage or current, and diagnostic system |
RU2453854C1 (ru) * | 2011-03-14 | 2012-06-20 | Александр Витальевич Вострухин | Энергосберегающий микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивных датчиков |
RU2502076C1 (ru) * | 2012-08-07 | 2013-12-20 | Александр Витальевич Вострухин | Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код с генератором, управляемым напряжением |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2391677C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь емкости и сопротивления в двоичный код | |
RU2395816C1 (ru) | Микроконтроллерное устройство для исследования диэлектрических свойств биологических объектов и изоляционных материалов | |
RU2449299C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивного датчика | |
RU2392629C1 (ru) | Устройство микроконтроллерное для измерения емкости и сопротивления | |
RU2552749C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика | |
RU2502076C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код с генератором, управляемым напряжением | |
RU2453854C1 (ru) | Энергосберегающий микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивных датчиков | |
RU2603937C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивных и емкостных датчиков с передачей результата преобразования по радиоканалу | |
CN105277292A (zh) | 一种温度测量装置 | |
RU2444020C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код | |
RU2504793C1 (ru) | Способ определения теплового импеданса цифровых кмоп интегральных микросхем | |
CN101482910A (zh) | 一种积分时间常数标定方法 | |
RU2372592C2 (ru) | Измеритель температуры, являющийся эквивалентом образцового резистора, и способ, реализуемый в нем | |
RU2583148C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь для фотоплетизмографического датчика пульса | |
RU2506599C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста | |
RU2565813C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления, емкости и напряжения в двоичный код | |
RU2461804C1 (ru) | Преобразователь температуры | |
RU2563315C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с управляемым питанием резистивных измерительных цепей методом широтно-импульсной модуляции | |
RU2214610C2 (ru) | Устройство для измерения неэлектрических величин конденсаторными датчиками | |
RU2591877C2 (ru) | Мостовой измеритель параметров двухполюсников | |
RU2546713C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь емкости и сопротивления в двоичный код | |
RU2309415C1 (ru) | Устройство для измерения емкости конденсаторного датчика | |
RU2515309C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста уитстона методом широтно-импульсной модуляции | |
CN104569582B (zh) | 一种用于实现频率量测的方法及fpga电路 | |
RU2491558C1 (ru) | Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления с управляемой чувствительностью |