Многоканальный преобразователь сопротивления тензорезисторов в код Советский патент 1985 года по МПК G01R27/02 

.1

нации, третьи выходы которого являются выходами преобразователя, объединенные выходы вторых и третьи ключей каждого из л каналов подключены соответственно к первому и третьему входам многовходового су о1атора-интегратора, второй и четвертый входы которого соединены соответственно с выходами шестого и седьмого ключей, а выход соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с корпусом.

2. Преобразователь по п.1, о тличающийся тем, что блок управления и обработки информации содержит генератор импульсов, выход которого соединен с входом ключа и через делитель частоты с одним из входов элемента совпадения, другой вход которого соединен с выходом второго триггера, а выход соединен с входом распределителя импульсов, П выходов которого соединены с входами элемента сборки и тактирующими выходами блока управления и обработки информации, выход элемента сборки соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с входом бло0297

ка управления и обработки информации, а входы Сброс первого и второго триггеров и счетчика импульсов соединены с выходом блока Сброс, с входом первого ждущего мультивибратора и с первым выходом блока управления и обработки информации, выход первого триггера соединен со счетным входом второго триггера, с входом второго ждущего мультивибратора и с вторьм выходом блока управления и обработки информации, выход первого-ждущего мультивибратора через переключатель соединен с входом блока запуска, выход которого соединен с входом Запуск второго триггера , выход второго ждущего мультивибратора соединен с входом блока Сброс, выход первого триггера соединен с управляющими входами ключа и блока считьшания информации, первый вход которого соединен с выходом счетчика импульсов, вход которого и второй вход блока считывания информации соединены с соответствующими выходами ключа, а выходы блока считывания информации являются третьими выходами блока управления и обработки информации.

1. МНОГОКАНАЛЬНЬШ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ В код, содержащий источник постоянного тока, блок сравнения, блок управления и обработки информации, четыре ключа, И каналов, каждый из которьк содержит полумост из тензорезисторов, три ключа, причем выход первого и вход второго ключей подключены к первой вершине питания полумоста из тензорезисторов, входы первых ключей каждого из каналов объединены, а также объединены выходы вторых ключей каждого из каналов и выходы третьих ключей, управляющие входы . ключей каждого из каналов объединены и подключены соответственно к тактирующим выходам блока управления и обработки информации, ,отличаю.щийся тем, что, с целью повьшения точности преобразования разнополярных, абсолютных приращений сопротивлений тензорезисторов, в него введены многовходовой сумматор-интегратор, два элемента совпадения, триггер, полумост из образцовых резисторов, каяодый из п каналов дополнен четвертым ключом, управляющий вход которого соединен с управляющими входами трех других ключей, выход соединен с второй вершиной питания полумоста из тензорезирторов и с входом третьего ключа, а входы четвертых ключей каждого из каналов объединены и подключены к второму выходу источника постоянного тока. К; первому выходу которого подключены объединенные входы первых ключей каждого из каналов, третьи вершины полумостов из тензорезисторов каждого из каналов и полумоста из образцовых резисторов объединены и подключены к общей шине (корпусу), первая верпп на пив тания ползгмоста из образцовых резисторов соединена с выходом пятого и входом шестого ключей, вторая вершина питания - с входом седьмого и выходом восьмого ключей, входы пятого и восьмого ключей соединены соответственно с первым и вторым выходами источника постоянного тока, управляющие входы пятого и. восьмого ключей объединены и подключены к второму выходу блока управления и обработки информации, который также соединен с объединенными вторыми входами эле- . ментов совпадения, управляющие входы, шестого и седьмого ключей соединены соответственно с выходами первого и второго элементов совпадения, первые входы которых соединены соответственно с вьпсоДами триггера, первый вход которого соединен с выходом . блока сравнения и с входом блока управления и обработки информации, а второй вход - с первым выходом блока управления и обработки инфор

1 .

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в информационно-измерительных системах и измерительньпс приборах.

Цель изобретения - повьшение точности преобразования разнополярных абсолютных приращений сопротивлений тензорезИсторов.

На фиг.1 показана, блок-схема преобразователя; на фиг.2 - структурная схема блока управления и обработки информации; на фиг.З временная диаграмма работы преобразователя .

Многоканальный преобразователь сопротивления тензорезисторов (фиг.1) содержит п каналов, первый из которых содержит ключи 1-1,..., 4-1, ползгмост 5-1 из тензорезисторов с величинами (Ri, ) второй канал содержит ключи 1-2,...,4-2, полумост 5-2 из тензорезисторов с величинами (R,2 канал содержит ключи 1-П, ...,4-п, полумост 5- П из тензорезисторов с величинами ( п источник 6 постоянного тока, полумост 7 из образцовых резисторов с величинами (Ro.Rl,) ключи 8-11, многовходовой сумматор-интегратор 12, блок 13 сравнения, триггер 14, элементы 15 и 16 совпадения, блок 17 управления и обработки .информации,

причем управляющие входы ключей 1-1,...,4-1 соединены с первым тактирующим выходом блока 17, управляющие входы ключей 1-2,..., 4-2 - с вторьм тактирующим выходом

блока 17, управляющие входы ключей 1-П, ...,4-hc п -ым тактирующим

3

выходом блока 17, входы ключей 8, 1-1, 1-2,..., 1-Ц объединены и подключены к первому выходу источника 6, к второму выходу которого подключены объединенные входы ключей 9, 4-1, 4-2,...,4- h,управляющие входы ключей 8 и 9 соединены с вторым выходом блока 17 и с объединенными вторыми входами элементов 15и 16, управляюпше входы ключей 10 и 11 соединены соответственно с выходами элементов 16 и 15, выход сумматора-интегратора 12 через блок 13 соединен с входом блока 17 и с первым бходом триггера 14, второй вход которого соединен с первым выходом блока 17 управления и обработки информации, а выходы соединены соответственно с первыми входами элементов 15 и 16, объединенные выходы ключей 2-1, 2-2,..., 2- h и 3-1,3-2, .. ., 3- II подключены соответственно к первому и третьему входам сумматора-интегратора 12, второй и четвертый вход которого соединены соответственно с выходами ключей 10 и 11.

Блок 17 управления и обработки информации (фиг.2) содержит генератор 18 импульсов, делитель 19 частоты, ключ 20, счетчик 21, блок 22 считывания информации, элемент 23 совпадения, распределитель 24 импульсов, элемент 25-сборки, триггеры 26 и 27, блок 28 запуска, звдущие мультивибраторы 29 и 30, блок 31 Сброс, переключатель 32 ABt.

Многоканальный преобразователь работает следующим образом.

Блок 17 управления и обработки информации вьщает последовательность тактирующихимпульсов длительностью TOI , TO.,..., Ton (фиг. 3.3 и 3.5), предназначенных для поочередного подключения полумостов 5-1,..., 5- п тензорезистрров к источнику 6 постоянног тока и одновременно к входам сумматора-интегратора 12. Импульсы длительностью TX, , Тх2,...,Т;, указаны на фиг. 3.9, импульс сброса на фиг.3.12.

Запуск устройства может осуществляться вручную или автоматически. Тогда переключатель 32 АВТ будет находиться в замкнутом состоянии. Перед началом измерения по

902974

сигналу сброса, формируемому на выходе блока 31, триггер 14, триггеры 26 и 27 устанавливаются в нулевые состояния. 5 Далее, через интервал tcfi (фиг.3.12), формируемый яздущим мультивибратором 29, при замкнутом положении переключателя 32 АВТ с выхода блока 28 запуска на раздель

10 ный вход триггера 27 поступает импульс запуска (фиг.3.1) который перебрасьюает его в состояние 1 (фиг.3.2).

На один из входов элемента 23

15 совпадения поступает сигнал с выхода генератора 18 импульсов после делителя 19. На другой вход элемента 23 поступает сигнал с выхода триггера 27. При перебросе триггера 27 в состояние 1 (фиг.3.2), начиная с момента о.на вход распределителя 24 с выхода элемента 23 начинают поступать импульсы. Распределитель 24 вьщает последовательно во времени импульсы длительностью TO, ,Тог., ...,То„ (фиг.3.3 и 3.5), которые и поступают на тактирующие выходы блока 17, сигналы с которых поступают последовательно во вре3Q мени на управляющие входы ключей 1-1,...,1-П и 4-1,...,4-ц соответствующих каналов.

В течение калиброванных интервал лов времени TOI ,Тог,...,То„ .осуществляется заряд многовходового

35 сумматора-интегратора 12 разностным сигналом, пропорциональным абсолютному приращению сопротивлений тензо-резисторов в каждом из каналов. тояние триггера 27 зависит от полярности выходного напряжения сумматора-интегратора 12 и соответственно знака абсолютного приращения сопротивления тензорезисторов в каждом из каналов.

45

Рассмотрим процесс измерения в первом канале. Начиная с момента i, (фиг. 3.7) сигналы на выходах триггера 27 устанавливаются в зависи-д мости от состояния блока 13 сравнения . Пусть в первом канале имеется положительный знак приращения uR т.е. под действием усилий сопротивление одного из активных тен,, зорезисторов R, изменяется на величину k R,.

Пусть в исходном состоянии сопротивления тензорезисторов равны. T.e.R, - R;- «2 82 -.. з о. Тогда с приходом первого тактирующего им пульса Iff (фиг, 3.3) на управляющие входы ключей 1-1 и 4-1 в перво канапе обеспечивается подача на . первый и третий входы многовходово го сумматора-интегратора 12 соответственно сигналов o i-ol qo О ,R,O. в течение интервала TQ, происходит заряд сумматора-интегратора Иа фиг. 3.7 этому процессу соответ ствует кривая АВ. Выходное напряжение сумматораинтегратора 12 будет 4iM3° ° 9j v 1 где , - время заряда, равное т т т 01 ог оп - постоянная сумматораинтегратора 12. Пусть при положительном знаке приращения &R, на выходе блока 13 сравнения устанавливается такой си нал, который вызьшает опрокидывани .триггегг 14 в состояние 1, с выходов которого снимаются сигналы (фиг. 3.13 и 3.14). К моменту tg прекращается заряд сумматора-интегратора 12 (фиг. 3.7 Формирование импульса разряда Ту, происходит следующим образом. На вход элемента 25 сборки поступают тактирующие импульсы. Так, в перво канале после завершения первого та тирующего импульса по его заднему фронту (фиг. 3.8) происходит опрокидьшание триггера 26 в состояние 1 (фиг. 3.15). В результате с второго выхода блока 17 начинает поступать сигнал 1 на управляющи входы ключей 8 и 9 (фиг. 3.9) полу моста 7 из образцовых резисторов с величинами ( R Rj,). При этом обеспечивается подключение полумос та 7 к источнику 6. Одновременно сигнал с второго выхода блока 17 (фиг. 3.9) поступает на объединенные входы элементов .15 и 16 совпад ний, на другие входы которых посту пают сигналы с выходов триггера 14 (фиг. 3.13 и 3.14). В зависимости от полярности абс лютного приращения & R( обеспечивается подключение через ключи 10 и 11 напряжений 1о R Rj к второму и четвертому входам сумматора-интегратора 12. Так, при поожительном приращении ft R, в момент 2 выхода элемента 15 совпадения появляется сигнал 1 -(фиг. 3,14), который вызывает открывание ключа 11 и подачу на четвертый вход сумматора-интегратора 12 сигнала-DO RO , В течение интервала осуществляется разряд сумматора-интегратора 12 (фиг. 3.7, кривая ВС).Дпя этого процесса справедливо следующее вьфажение: V --i-fioR«Ji o. f О J Подставляя значение VM из вьфажения (1) в выражение (2), учитывая, что интервал.i э Равен Т, . для первого канала получим т fi. Измерение интервала времени Т осуществляется, счетным методом путем заполнения интервала Ту импульсами калиброванной частоты с выхода генератора 18 через ключ 20 в счетчик 21: .II, Т, - R -Т, где N f - чИсло импульсов в счетчике 21, пропорциональное АR, Т, - период генератора 18. В течение момента i сц (фиг. З.П), формируемого ждущим мультивибратором 30, осуществляется считывание кодовой информации в первом канале на вход ЭВМ через блок 22. По заднему фронту импульса сч блок 31 Сброс осуществляет установку всех триггеров в начальное состояние в течение интервала { & (фиг. 3.12), формируемогождущим мультивибратором 29. После окончания сброса осуществляется формирование блоком 28 импульса запуска (фиг. 3.1). Дальнейший процесс измерения абсолютных приращений сопротивлений тензорезисторов в остальных каналах происходит аналогичным образом. 7 , Однако при отрицательном знаке абсолютного приращения ь R xg (например, во втором канале) в момент Хд (фиг. 3.7) с вЬпсода элемента 16 совпадения снимается уже сигнал 1, который вызывает открывание ключа 10 и подачу на второй вход многовходового сумматора-интегратора 12 напряжения 4Зо RO . 97 В течение интервала t, tg (фиг. 3.7) осуществляется разряд сумматора-интегратора 12. Выходной сигнал преобразователя, несущий информацию о величине абсолютного приращения & Rjt , снимается с блока 17, а знак абсолютного приращения сопротивления тензорезисторов определяется по сигналу с выхода триггера 4.

быяов маЗв

28

„Л|

-.

1,Z..- п

Фиг.г