Многоканальное измерительное устройство Советский патент 1983 года по МПК G08C19/16 

Изобретение относится к измеритель ной технике и может быть использовано для измерения температуры с помощью резистивных датчиков. Известно устройство для измерения температуры, содержащее датчик сопротивления, эталонное сопротивление источник тока, электронные ключи и вычАтающее устройство, причем источник тока одним своим концом подсоеди нен -yepea нормально замкнутый ключ к общей точке датчика и эталонного сопротивления через нормально разомкнутый ключ к датчику и ьычитанвдему устройству, а вторым концом источник тока подсоединен через нормально зам кнутый ключ к общей точке эталонного сопротивления и вычитающего устройства и через нормально разомкнутый ключ к общей fl. Недостатками устройства являются низкая помехозащищенность и сложная схема управления транзисторными ключами из-за отсутствия общей точки между источником тока и цепью измерения, в результате чего на переходных сопротивлениях транзисторов относительно общей точки измерительной цепи создаются напряжения разной полярности, что в свою очередь требует формирования двухполярного сигнала управления для обеспечения нормально го режима работы транзисторов в ключевом режиме. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является мно гоканальнре измерительное устройство содержащее источник питания, первый вывод которого соединен с общей шино и с первым входом блока измерения, блок управления, блок стробирования, в каждом измерительном канале датчик и ком1«1утатор на транзисторах, первый вывод датчика подключен к стоку первого транзистора коммутатора, исток которого соединен с вторым выводом источника питания, выход блока стробирования подключен к первому входу первого элемента и через первый инвертор к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с затвором первого транзистора коммутатора, первый эывод источника управляющих сигналов подключен к первому выводу источника питания, второй вывод источника управляющих сигналов соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, выход второго элемента И подключен к затвору второго транзистора коммутатора, исток которого соединен с вторым выводом датчика и с первым выводом источника питания, сток второго транзистора подключен к второму выводу источника питания С2. Недостатками известного устройства являются ограниченные функциональные возможности, поскольку оно позволяет проводить измерения только по четы-рехпроводной схеме включения датчика . и не обеспечивает возможности приме-; нения трехпроводной схемы включения .датчика. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что в многоканальное измерительное устройство, содержащее источник питания, первый вывод которого соединен с общей шиной и с первым входом блока измерения, блок стробирования, в каждом измерительном канале датчик и коммутатор на транзисторах, первый вывод датчику подключен к стоку первого транзистора коммутатора, исток которого соединен с вторым выводом источника питания, выход блока стробирования подключен к первому входу первого элемента И и через первый инвертор к первому входу второго элемента И, выход Которого соединен с затвором первого транзистора коммутатора, первый вывод источника управляющих сигналов подключен к первому выводу источника питания, второй вывод источника управляющих сигналов соединен с вторыми входами первого и второго элементов И, выход второго элемента И подключен к затвору второго транзистора коммутатора, исток которого соединен с вторым выводом датчика и с первым выводом источника питания, сток второго транзистора коммутатора подключен к второму выводу источника питания, в каждый измерительный канал введены элемент ИЛИ, второй инвертор, третий, четвертый и пятый элементы И, а в коммутатор третий и четвертый транзисторы, выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента И и через второй инвертор подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом источника управляющих сигналов, выходы третьего и четвертого элементов И подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого соединен с затвором третьего транзистора коммутатора, сток третьего транзистора коммутатора соединен с первым выводом датчика, а исток подключен к истоку четвертого транзистора коммутатора и к входу блока измерения, сток четвертого транзистора коммутатора соединен с вторым выводом датчика, а затвор - с выходом пятого элемента И, первый вход которого подключен к выходу первого элемента И, второй вход пятого элемента И соединен с управляющим входом измерительного канала. На фиг.1 показана схема устройства, на фиг.2 - временная диаграмма.

Многоканальное измерительное устройство содержит датчик 1, источник 2 питания, коммутатор 3, источник 4 управляющих сигналов блок 5 измерения, общую шину б, первый и второй элементы И 7 и 1 , первый инвертор Ь, блок 9 стробирования, третий, четвертый и пятый элементы И 10 , 10 и 10 , элемент ИЛИ 11, второй инвертор 12, управляюиий вход 13 измерительного канала, первый, второй, третий и четвертый транзисторы 14, 15, 16 и 17 коммутатора. Другие каналы содержат те же элементы: 1, 3, 4, г 8, 10, lOg., lOj, 11, 12, 13, 14, 15

16и 17. Устройство работает следующим образом.

При 3-проводном включении первый вывод датчика 1, к которому подключены транзисторы 14 и 16 коммутатора имеет один соединительный провод, а при 4-проводн6м - два. Второй вывод датчика в обоих случаях имеет 2-проводное соединение, причем транзисторы 15 и 17 коммутатора подключены к одному проводу.

Процесс измерения состоит из двух тактов. При 3-проводном включении на входе 13 устанавливается сигнал логической 1, в результате чего в 1-м такте к источнику 2 питания и блоку 5 измерения транзисторами 15 и

17соответственно подключаются соединительные провода, а во II-м такте с помощью транзисторов 14 и 16 подключается датчик 1, при этом сигнал на входе блока 5 измерения имеет следующее значение:

UjLV V2i «;

где и Ujt - сигналы на входе

блока 5 измерения соответственно в 1-ми 5 м тактах измерения;

К - сопротивление провода первого вывода датчика 1; Г«., 1 - сопротивления первого и второго проводов второго вывода датчика; сопротивление датчика.

Результатом измерения является азность напряжений

ли,(R,-n,-r,j,,).

Для 4-проводного включения датчика 1 на входе 13 устанавливается логический О, в результате чего транзистор 17 блокируется, а транзистор 16 управляется сигналом, поступающим непосредственно с источника 4 управлякнцих сигналов через инвертор 12 и элементы И 10 и ИЛИ 11. При этом принцип работы устройства полностью соответствует известному.

Введение в каждый канал устройства транзисторов в цепь измерения трех элементов И, инвертора и элемента ИЛИ расширяет функциональные возможности устройства, так как наряду с высокоточными измерениями, требующими 4проводную схему включения датчика, устройство обеспечивает массовые измерения по 3-проводной схеме с меньшим весом, что расширяет область его применения.

I Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет асупествить nporpaf MHo управление процессом переключения с одного вида схемного включения датчика на другой, что дополнительно повышает эффективность использования данного устройства.

П

П

/

П

n

V

7-/97лф ЛГ Jj X/W««5e«r

n

n

/

n

ф1/г.2