SU1200141A1 - Multi-channel temperature meter - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  использовани  в многоканальных приборах и устройствах, осуществл ющих сбор данных от датчиков посто нногр тока с низким уровнем выходного сигнала, и позвол ет повысить точность измерени  и надежность устройства путем уменьшени  вли ни  на результат измерени  изменений переходного сопротивлени  коммутатора. Дл  этого в многоканальное устройство дл  измерени  температуры введен формирователь токовых импульсов, который состоит из источника напр жени  11, токоограничивающего резистора 12, ключа 13 и формировател  14 временных интервалов. Последний вырабатывает пр моугольный импульс заданной длительности, поступающий на управл ющий вход ключа 13, ключ замыкаетс  и к выходу коммутатора 3, подключенному к входу аналого-цифрового преобразовател  8, подключаетс  через токозадающий резистор 12 источник 11. При этом через замкнутые контакты 4 коммутатора протекает ток 1, преп тствующий образованию поверхностных пленок. 2 ил.The invention is intended for use in multichannel devices and devices that collect data from constant-current sensors with a low output level, and improves the measurement accuracy and reliability of the device by reducing the effect on the measurement result of changes in the switch resistance. For this purpose, a current pulse shaper is inserted into the multichannel device for measuring temperature, which consists of a voltage source 11, a current limiting resistor 12, a switch 13, and a shaper 14 time slots. The latter generates a rectangular pulse of a predetermined duration, which arrives at the control input of the key 13, the switch closes and to the output of the switch 3 connected to the input of the analog-digital converter 8, is connected through the current-supplying resistor 12 source 11. A current flows through the closed contacts 4 of the switch 1, which prevents the formation of surface films. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к области измерительной технике и Предназначено дл  использовани  в многоканальных приборах и устройствах, осуществл ющих сбор данных отдатчиков посто нного тока с низким уровнем выходных сигналов.The invention relates to the field of measurement technology and is intended for use in multichannel devices and devices that collect data from DC transmitters with a low level of output signals.

.Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  и надежности устройбтва путем уменьшени  вли ни  на результат измерени  изменений переходного сопротивлени  коммутатора.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy and reliability of the device by reducing the effect on the measurement result of changes in the transition resistance of the switch.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства: на фиг.2 - временна  диаграмма работы устройства.FIG. 1 shows a block diagram of the device: figure 2 - time diagram of the operation of the device.

Устройство содержит термопреобразователи , например термоэлектрический преобразователь 1 или термопреобразователь сопротивлени  2. (на чертеже показаноThe device contains thermal converters, for example, thermoelectric converter 1 or resistance thermal converter 2. (the drawing shows

только два термопреобразовател , в принципе их число не ограничено) подключение only two thermal converters, in principle, their number is not limited) connection

ГО ко входам контактного коммутатора 3 с ключами 4.1 и 4.2 непосредственно или через GO to the inputs of the contact switch 3 with the keys 4.1 and 4.2 directly or through

о о измерительные блоки 5 и 6, ключ 7, аналогоцифровой преобразователь 8, формироваiS тель токовых импульсов 9 и бл.ок обработки и регистрации данных 10.o measuring blocks 5 and 6, key 7, analog-to-digital converter 8, forming current pulse pulses 9, and data processing and recording 10 block.

Формирователь токовых импульсов может СОСТОЯТЬ, из источника напр жени  11. токоограничивающего резистора 12. ключа 13 и формировател  временных интервалов 14. например, одновибратора.The current pulse shaper can CONTAIN from the voltage source 11. current-limiting resistor 12. key 13 and time-wave former 14. for example, a one-shot.

Измерительный блок 5 необходимо дл  компенсации измерений температуры свобоДного конца-термоэлектрического преобразовател  и может быть выполнен в виде мостовой схемы, в одно из плеч которойMeasuring unit 5 is necessary to compensate for measurements of the temperature of a free-end thermoelectric converter and can be made in the form of a bridge circuit, in one of whose arms

включен термопреобразователь температуры свободного спа , в одну из диагоналей включен источник питани , а друга  диагональ включена последовательно с термоэлектрическим преобразователем,a thermal transducer temperature transducer is included, a power supply is included in one of the diagonals, and the other diagonal is connected in series with a thermoelectric transducer,

Измерительный блок 6 необходим дл  формировани  сигнала посто нного тока пропорционального сопротивлению и соответственно температуре термопреобразовател  сопротивлени .Measuring unit 6 is necessary for generating a DC signal proportional to the resistance and, accordingly, to the temperature of the thermal converter.

Он также может быть выполнен в виде мостовой схемы, в одно из плеч которой включен по трехпроводной схеме термопреобразователь сопротивлени , в одну из диагоналей включен источник питани , а с другой диагонали снимаетс  выходной сигнал .It can also be made in the form of a bridge circuit, one of the arms of which is connected via a three-wire thermal resistance converter, one of the diagonals includes a power source, and an output signal is taken from the other diagonal.

Устройство работает следующим образом , /The device works as follows, /

С выходов измерительных блоков сигналы , пропорциональные измер емой температуре , подаютс  на входы коммутатора 3, В момент времени ti (фиг.2.1) с выхода 15 блока 10 на коммутатор 3 поступает сигнал, по которому замыкаетс  перва  пара кон-тактов 4,1 (фиг.2.2). По истечении времени, необходимого дл  прекращени  дребезга контактов и окончани  переходных процессов , в момент t2 (фиг.2,3)с выхода 16 блока 10 на АЦП 8 поступает сигнал, по которому АЦП начинает обработку сигнала, приложенного к его входу.From the outputs of the measuring units, signals proportional to the measured temperature are fed to the inputs of the switch 3. At time ti (Fig. 2.1) from output 15 of the unit 10, the switch 3 receives a signal that closes the first pair of contacts 4.1 (Fig .2.2). After the time required for the contact bounce to expire and the transient processes to expire, at time t2 (FIG. 2.3), output 16 from unit 10 to ADC 8 receives a signal at which the ADC starts processing the signal applied to its input.

По истечении времени, необходимого дл  обработки входного сигнала, с управл ющего выхода 17, АЦП 8 в момент 1з{фиг,2.4) поступает сигнал на формирователь временного интервала 14 и ключ 7, Начина  с этого момента, величина входного сигнала не вли ет на работу АЦП и на конечный результат преобразовани . Работа АЦП, продолжаетс  в соответствии с конкретной схемой его реализации и заканчиваетс  выдачей результата преобразовани  с выхода данных 18 на вход блока 10. Начина  с момента t3 формирователь временного интервала 14 вырабатывает пр моугольный импульс заданной длительности ta - t4 (фиг.2.5) поступающий на управл ющий вход ключа 13. Ключ замыкаетс  и к выходу коммутатора 3, подключенному к входу АЦП 5, подключаетс  через резистор 12 источник 11. При этом через замкнутые контакты 4 коммутатора протекает ток 1,преп тствующий образованию поверхностных пленок,After the time required for processing the input signal, from the control output 17, the ADC 8 at time 1h (FIG. 2.4), a signal is sent to the driver of the time interval 14 and the key 7. Starting from this moment, the magnitude of the input signal does not affect the operation ADC and on the final result of the conversion. The operation of the A / D converter continues in accordance with the specific scheme of its implementation and ends with the output of the conversion result from the data output 18 to the input of the block 10. Starting from the moment t3, the shaper of the time interval 14 generates a rectangular pulse of a given duration ta - t4 (Fig.2.5) key 13 is turned on. The key is closed and the output of switch 3 connected to the input of ADC 5 is connected via resistor 12 to source 11. At the same time, current 1 is flowing through the closed contacts 4 of the switch, preventing surface formation films, we

Величины тока определ етс  выражением;The magnitude of the current is determined by the expression;

. E-fi. E-fi

R + Гвн1R + Gvn1

где Е - напр жение источника 6;where E is the source voltage 6;

ti напр жение на выходе измерительной схемы 2;ti is the voltage at the output of the measuring circuit 2;

R - сопротивление резистора 12;R is the resistance of the resistor 12;

Гвн1 - сопротивление цепи, подключенной к входу коммутатора.Gvn1 - resistance of the circuit connected to the input of the switch.

Выбира  Е ti и R Гвн1, получимChoose E ti and R Gvn1, we get

.т0.t0

Величины Е и 1 выбираютс  такими, чтобы обеспечить оптимальный режимThe values of E and 1 are chosen so as to provide the optimum mode.

(0.05 Е ЗОВ;5.) работы контактов, преп тствующий обраЗованию пленок. По окончании импульса гз 5 t/i в момент времени 15 (фиг.2.6) с выхода 15 блока управлени  10 поступает сигнал на размыкание первой пары контактов 4 коммутатора 3. В интервале ts - te все контакты разомкнуты. Наличие такого интервала (0.05 E Call; 5.) Contact work, which prevents the formation of films. At the end of the impulse gz 5 t / i at time 15 (Fig. 2.6), output 15 of the control unit 10 receives a signal to open the first pair of contacts 4 of switch 3. In the interval ts - te, all contacts are open. The presence of such an interval

0 предотвращает возможность замыкани  между собой двух соседних преобразователей 1. В момент te (фиг.2.1) из блока 10 поступает команда на замыкание следующей пары контактов 5 и соответственно при5 соединение следующего первичного преобразовател  1 и повтор етс  вышеописанный процесс.0 prevents two adjacent converters 1 from being interlocked. At time te (Fig. 2.1) from block 10, a command is received to close the next pair of contacts 5 and, accordingly, when the connection of the next primary converter 1 is connected and the above process is repeated.

В практической схеме реализации устройства блок обработки и регистрации дан0 н.ых 10 может быть на базе микропроцессора К580К80 и сопутствующих элементов из микропроцессорного набора серии К580 гю известным схемам всоотаетствии с инструкцией их применени .In the practical scheme of implementation of the device, the processing and recording unit of this 10th unit can be based on the K580K80 microprocessor and related elements from the K580 series microprocessor set of known circuits in accordance with the instructions for their use.

5five

В качестве коммугатора может использоватьс  коммутатор на безъ корных (герконовых ) реле, аналого-цифровой преобразователь может быть любого типа.A commutator on the crustless (reed) relays can be used as a switch; the analog-to-digital converter can be of any type.

Claims (1)

Формула изоб.ретени Formula 00 Многоканальное устройство дл  измерени  температуры, содержащее термопреобразователи , подключенные к входам контактного коммутатора, аналого-цифровой преобразователь, информационный вы5 ход которого соединен с блоком обработки и регистрации данных, выходы которого соединены с управл ющими входами коммутатора и аналого-цифрового преобразовател , о т л и ч а ю щ ё е с   тем, что, с целью A multichannel temperature measuring device containing thermal converters connected to the inputs of a contact switch; an analog-to-digital converter whose information output is connected to a data processing and recording unit whose outputs are connected to the control inputs of a switch and an analog-digital converter; what is the reason that 0 повышени  ToiinocTH измерени  и надежности устройства путем уменьшени  вли ни  на результат измерений переходного сопротивлени  коммутатора, в него введены ключ и формирователь 0 increases the ToiinocTH measurement and reliability of the device by reducing the effect on the measurement result of the switching resistance of the switch, a key and driver are entered into it 5 токовых импульсов, управл ющий вход которого соединен с управл ющим входом ключа и выходом окончани  преобразовани  аналого - цифрового преоб5 current pulses, the control input of which is connected to the control input of the key and the output of the analog-to-digital conversion end