SU1569620A1 - Apparatus for measuring pressure - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  систем автоматического торможени  движени  транспортного средства. Цель изобретени  - повышение точности измерени  давлени  и обеспечение возможности сопр жени  с ЭВМ. Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 пр моугольных импульсов, усилитель 2, датчик 3 давлени  с подключенным к нему параллельно диодом 4, интегратор 5, масштабный усилитель 6, блок 7 выборки-хранени , АЦП 8. Коррекци  выходного сигнала на изменение напр жени  питани  осуществл етс  при помощи цепи, включающей второй интегратор 9, вход которого подключен к выходу усилител  2, а выход - через компаратор 10, блок 11 управлени  и АЦП 8 к источнику 12 опорного напр жени  и блоку 13 сопр жени  с ЭВМ. 2 ил.The invention relates to a measuring technique and can be used for systems of automatic braking of vehicle movement. The purpose of the invention is to improve the accuracy of pressure measurement and to provide the ability to interface with a computer. The device contains series-connected rectangular pulse generator 1, amplifier 2, pressure sensor 3 with diode 4 connected in parallel, integrator 5, large-scale amplifier 6, sampling-storage unit 7, ADC 8. The output signal is corrected for voltage variation of the supply voltage using a circuit including a second integrator 9, the input of which is connected to the output of amplifier 2, and the output through comparator 10, control unit 11 and ADC 8 to reference voltage source 12 and computer interface unit 13. 2 Il.

Description

Фиг.11

Изобретение относитс  к области приборостроени  и может быть использовано дл  измерени  давлени  в системах торможени  транспортных средств.The invention relates to the field of instrumentation and can be used to measure pressure in vehicle braking systems.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  давлени  и обеспечение возможности сопр жени  с ЭВМ.The aim of the invention is to improve the accuracy of pressure measurement and to provide the possibility of interface with a computer.

На фиг.1 представлена функциональна  схема устройства дл  измерени  давлени ; на фиг.2 - схема блока управлени .Fig. 1 shows a functional diagram of a device for measuring pressure; 2 is a control block diagram.

Устройство содержит последователь- но соединенные генератор 1 пр моугольных импульсов, усилитель 2, датчик 3 давлени  с подключенным к нему параллельно диодом 4, интегратор 5, масштабный усилитель 6, устройство 7 выборки-хранени , аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 8. Кроме того, устройство содержит второй интегратор 9, вход которого подключен к выходу усилител  2, а выход через компа- ратор 10 и блок 11 управлени  - к АЦП 8, источнику 12 опорного напр жени  и схеме 13 сопр жени  с системной магистралью.The device contains series-connected rectangular pulse generator 1, amplifier 2, pressure sensor 3 with diode 4 connected in parallel, integrator 5, large-scale amplifier 6, sampling-storage device 7, analog-to-digital converter (ADC) 8. In addition The device contains the second integrator 9, the input of which is connected to the output of amplifier 2, and the output through comparator 10 and control unit 11 to the ADC 8, reference voltage source 12 and interface circuit 13 of the system trunk.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Сигнал с выхода генератора 1 после соответствующего усилени  поступает на обмотку датчика 3 давлени , В дальнейшем будем называть его напр жением питани  датчика давлени . Это напр жение пр моугольной формы с амплитудой, завис щей от величины напр жени  питани  всего устройства. Дл  ликвидации характерных выбросов, искажающих форму сигнала в результате переходных процессов, параллельно обмотке датчика включен диод 4. Причем его включение должно быть направлено встречно относительно напр же- ни  питани  устройства. Изменение давлени  в тормозной магистрали приводит к перераспределению напр жени  питани  в полуобмотках датчика 3 давлени . Это напр жение, снимаемое со средней точки обмотки датчика, будем называть в дальнейшем информационным . Амплитуда информационного напр жени  пр мо пропорциональна изменению давлени  на выходе датчика Оба сигнала, информационный и питани , датчика 3 давлени  подаютс  на входы интеграторов 5 и 9, Тем самым напр жение пр моугольной формы преобThe signal from the output of the generator 1 after a corresponding amplification goes to the winding of the pressure sensor 3, In the following, we will call it the supply voltage of the pressure sensor. This is a square-shaped voltage with an amplitude depending on the supply voltage of the entire device. To eliminate characteristic emissions that distort the waveform as a result of transients, diode 4 is connected parallel to the sensor winding. Moreover, its switching on should be directed oppositely to the supply voltage of the device. The change in pressure in the brake line leads to a redistribution of the supply voltage in the half-windings of the pressure sensor 3. This voltage, taken from the middle point of the sensor winding, will be called hereinafter information. The amplitude of the information voltage is directly proportional to the change in pressure at the output of the sensor. Both signals, information and power, pressure sensor 3 are fed to the inputs of the integrators 5 and 9. Thus, the square-shaped voltage is converted

5 0 5 5 0 5

5five

00

5five

разуетс  в сигналы с пологими фронтами , близкие по форме к треугольной.It is formed into signals with gentle fronts close in shape to triangular.

Информационный сигнал с выхода интегратора 5 поступает на вход масштабного усилител  6. В его функцию входит преобразование амплитуды сигнала с выхода датчика 3, измен ющегос  в диапазоне 13,16-20,84 В, в сигнал, измен ющийс  по амплитуде в пределах 0-10,24 В на входе АЦП 8, С выхода другого интегратора 9 напр жение питани  датчика 3 давлени  подаетс  на вход компаратора 10, на другой вход которого поступает напр жение от источника 12 опорного напр жени , необходимого дл  работы АЦП 8, Компаратор 10 срабатывает вс кий раз, когда преобразованное напр жение питани  будет превышать опорное напр жение на его другом входе, 14мпуль- сы пр моугольной формы на7выходе компаратора  вл ютс  основой дл  формировани  сигналов управлени  запус- , ком АЦП 8, управлением работы устройства 7 выборки-хранени  и получени  сигнала на выходе схемы, разрешающей чтение информации.The information signal from the output of the integrator 5 is fed to the input of the large-scale amplifier 6. Its function is to convert the amplitude of the signal from the output of sensor 3, varying in the range of 13.16-20.84 V, into a signal varying in amplitude from 0-10 , 24 V at the input of the ADC 8, From the output of another integrator 9, the supply voltage of the pressure sensor 3 is fed to the input of the comparator 10, to another input of which voltage is supplied from the source 12 of the reference voltage necessary for the operation of the ADC 8, the comparator 10 is activated time transformed ex The power supply exceeds the reference voltage at its other input, 14 square-wave pulses at the 7 output of the comparator are the basis for generating control signals by triggering the A / D converter 8, controlling the operation of the sampling-storage device 7 and obtaining a signal at the output of the readable circuit information.

Предположим, что разрешающим на входе блока управлени   вл етс  по вление сигнала логической единицы. Отсчет начала работы блока управлени  начинаетс  по переднему фронту входного сигнала. С по влением переднего фронта устройство 1 выборки-хранени  переходит из режима выборки в режим хранени . Через врем  t.n после по влени  переднего фронта входного сигнала оказываетс  сформированным сигнал запуска АЦП 8, с по влением которого последнее переходит в режим преобразовани . После его окончани  на выходе АЦП 8 формируетс  сигнал окончани  преобразовани , по которому устройство 7 выборки-хранени  переходит в режим выборки.Suppose that the permitting at the input of the control unit is the appearance of a signal of a logical unit. The countdown of the start of operation of the control unit begins on the leading edge of the input signal. With the appearance of the leading edge, the sampling-storage device 1 shifts from the sampling mode to the storage mode. At time t.n after the occurrence of the leading edge of the input signal, the ADC 8 trigger signal 8 is formed, with the appearance of which the latter goes into the conversion mode. After its termination, at the output of the A / D converter 8, a conversion termination signal is generated, according to which the sampling-storage device 7 switches to the sampling mode.

Разрешающий сигнал на выходе блока 11 управлени  формируетс  сигналами запуска АЦП 8 с одной стороны и окончани  преобразовани  с другой. Он может быть как логической единицей, так и логическим нулем, в зависимости от необходимости.,Его основна  задача - предотвратить возможность чтени  ифнормации с выхода АЦП 8 в тот момент, когда идет преобразование и код на выходе окончательно не сформирован.The enabling signal at the output of the control unit 11 is generated by the trigger signals of the ADC 8 on one side and the end of the conversion on the other. It can be either a logical unit or a logical zero, depending on the need. Its main task is to prevent readability of information from the output of the A / D converter 8 while the conversion is in progress and the output code is not completely formed.

Рассмотрим, как действует система компенсации девиации напр жени  питани  датчика давлени . Предположим, что напр жение питани  устройства увеличилось. Тогда увеличатс  и напр жение питани  датчика 3 давлени  и соответственно амплитуда информационного сигнала. Порог срабатывани  компаратора 10 и его стабильность опре- дел ютс  уровнем и стабильностью источника 12 опорного напр жени . Как правило, стабильность его очень высока (гораздо выше стабильности источника питани  всего устройства). Тогда компаратор срабатывает на врем  At раньше и, следовательно, на то же врем  раньше срабатывает блок 11 управлени . Девиаци  напр жени  питани  датчика 3 давлени  и информационного сигнала пропорциональна it при стабильном источнике опорного напр жени .Consider how the voltage deviation compensation system of the pressure sensor operates. Suppose that the power supply voltage of the device has increased. Then the supply voltage of the pressure sensor 3 and, accordingly, the amplitude of the information signal will increase. The threshold of operation of the comparator 10 and its stability are determined by the level and stability of the source 12 of the reference voltage. As a rule, its stability is very high (much higher than the stability of the power source of the entire device). Then the comparator is triggered at the time At earlier and, therefore, at the same time the control block 11 is activated earlier. The voltage deviation of the power supply of the pressure sensor 3 and the information signal is proportional to it with a stable reference voltage source.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  давлени , содержащее индуктивный дифференциальный датчик давлени , к обмотке которого через усилитель подключен генератор пр моугольных импульсов, от -A device for measuring pressure, containing an inductive differential pressure sensor, to the winding of which, through an amplifier, a square-wave generator is connected, from - 00 личающеес  тем, что, с целью повышени  точности, оно снабжено диодом, включенным параллельно обмотке датчика, выполненной с отводом от середины, первым и вторым интеграторами, масштабным усилителем, устройством выборки и хранени , аналого-цифровым преобразователем, компаратором , блоком управлени , источником опорного напр жени  и схемой сопр жени  с ЭВМ, при этом отвод от середины обмотки датчика через первый интегратор, масштабный усилительIn order to increase accuracy, it is equipped with a diode connected in parallel to the sensor winding, made with a tap from the middle, the first and second integrators, a large-scale amplifier, a sampling and storage device, an analog-digital converter, a comparator, a control unit, a reference source voltage and interface to the computer, with the retraction from the middle of the sensor winding through the first integrator, large-scale amplifier 5 подключен к устройству выборки и хранени , вькод усилител  черев второй интегратор и компаратор подключен к первому входу блока управлени , второй вход которого соединен со схе0 мой сопр жени  с ЭВМ, третий - с аналого-цифровым преобразователем, первый выход - с устройством выборки и хранени , второй выход - с аналого-цифровым преобразователем, а третий - со схемой сопр жени  с ЭВМ, причем источник опорного напр жени  подключен к компаратору и к аналого-цифровому преобразователю, цифровой выход которого соединен со5 is connected to the sampling and storage device, the amplifier code through the second integrator and the comparator is connected to the first input of the control unit, the second input of which is connected to the computer interface circuit, the third to the analog-digital converter, the first output to the sampling and storage device , the second output is with an analog-to-digital converter, and the third is with a computer interface circuit, the source of the reference voltage being connected to the comparator and to the analog-to-digital converter, the digital output of which is connected to схемой сопр жени  с ЭВМ.computer interface circuit. 5five /гда/ where -15-15 запретban