Многоканальный измерительный преобразователь Советский патент 1986 года по МПК H03M1/12 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть (Использовано в многоканальных системах сбора и обработки информации с высоюихО требованиями к точности и является .усовершенствованием устройства по авт. св. № 1072259.

Цель изобретения - повышение точности многоканального измерительного преобразователя путем уменьшения погрешности обусловленной токами утечки.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого преобразователя; на 4Я1Г.2 - функциональная схема блока управлений.

Многоканальный измерительный преобразователь содержит первый и второй двухпроводные коьв утаторы 1 и 2, измерительный преобразователь 3,-за- поминающее устройство 4, вычитающий блок 5, блок 6 управления, перв 7.и второй 8 усилители, четьфе резис тора 9-12, четьфе группы коммутирующих элементов 13-24, по три элемента в , входные, шины 25 преобразователя, выходную шину 26.

Блок 6 управления содержит генератор 27.импульсов,счетчик 28 им-. пульсов, первый 29 и второй 30 дешиф раторы, инвертор 31, первый 32 вто- pcrfS 33 и третий ЗА формирователи импульсов.

Преобразователь работает следую- шрм образом..

В первом такте преобразования cигнaлia любого, например, -канала включен коммутатор 1, коммутатор 2 . отключен, комиутирзпощие элементы 13, 14, 16, 17, 21 и 24 замкнуты, а коммутирукнцие элементы 15, 18, 19, 20, 22 и 23 разомкнуты. При этом ToioH утечек, протекающие с выходов коммутатора 2 через резисторы Пи .12, создают падения напряжений Uf

12497002

см1 и JCM Т напряжения смещений усилителей 7 и 8.

Токи, протеканицие через резисто- 5 ры 9 и 10 на выходы коммутатора 1, равны

. R.y U,

Г) i-о

UCM,

10

« R

15

Н 1

где R- и R.,

(1

- сопротивления резисторов 9 и 10. Определяем токи, протекающие по цепям проводящего с -канала коммутатора 1

25

13)

- 30

h-1 h

.При R g

чают

1

В , R, полу11

35

1.,и,,,

Чя :мг

f

17

()

4, R

(М:

40

Разность потенциалов на дифферени и.

2

на этих резисторах, равные

и„

М1.н

м

и

ь-1

Uiia.- и, - UcM Кл

циальном входе измерительного преобразователя 3 равна и +Ад,. -,где

д-(и„, -.Ml|.|f;(«

45 Результат У, преобразования

входного сигнала записьгоается в запоминающее устройство 4 в виде СО (см. основное авт.св.) Во втором такте пре..образования сигнала этого

50 же канала коммутатор 1. отключен, коммутатор 2 включен, коммутирующие элементы 15, 18, 19, 20, 22 и 23 . замкнуты, а коммутирующие элементы, 13, 14, 16, 17, 21 и 24 разомкнуты,

и„

14

i. О ST - Ua - UcMi л,. -- де R./ и R

n

u.cv « J2c

Ь-1i v

(1)

- сопротивления резисторов 11 и 12;; - потенциалы на вы- . ходах коммутатора 1-,

. R.y U,

Г) i-о

UCM,

« R

15

Н 1

(1)

где R- и R.,

- сопротивления резисторов 9 и 10. Определяем токи, протекающие по цепям проводящего с -канала коммутатора 1

25

13)

1

В , R, полу11

1.,и,,,

Чя :мг

f

17

()

4, R

(М:

Разность потенциалов на дифференциальном входе измерительного преобразователя 3 равна и +Ад,. -,где

д-(и„, -.Ml|.|f;(«

Результат У, преобразования

входного сигнала записьгоается в запоминающее устройство 4 в виде СО (см. основное авт.св.) Во втором такте пре..образования сигнала этого

же канала коммутатор 1. отключен, коммутатор 2 включен, коммутирующие элементы 15, 18, 19, 20, 22 и 23 . замкнуты, а коммутирующие элементы, 13, 14, 16, 17, 21 и 24 разомкнуты,

При этом токи утечки коммутатора 1 создают падения напряжения на резисторах 9 и 10, а резисторы 11 и 12 служат йля компенсации токов утечек

коммутатора 2. В результате 1- и га f l2 Разность потенциалов на дифференциальном входе измерительного преобразователя 3 равна-Ку+д, где - & ,z - Дь . Результат второго

преобразования Yj рписывается формулой (2). На выходе вычитающего устройства 5 возникает сигнал У, пропорциональный ползфазности сигна- . лов У и Xg . При сравнительно малом времени между двумя тактами

Л,Л,, .

При некоррелированных результатах преобразования шума разность преобразования , случайных- составляющих имеет значение

В результате сигнал

У-UX

|(МЬ.Ь)( (6)

Величину погрешности /2 можно сделать пренебрежимо малой.Например, при использовании в усилителях 7 и 8 микросхем К140УД17А достаточно просто обеспечить (U., - UCM, ) Если М 100, R lO Ом, Ry. 10 Oi, R 10 (, TO Лг/г- О,/ мкВ во всем диапазоне входных сигналов (например-5 В и + 5 В), т.е. 2.10

от и

X Макс

ЧТО на несколько порядков меньше, чем в известном преобразователе.

Формула изобретения

1. Многоканальный измерительный преобразователь.по авт.св. № 1072259 о .т л и ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью повьшения точности, в него введены два усилителя, четыре токоза дающих злемента, вьшолненных на ре- зисторах, четыре группы коммутирующих л ем ен т ов , первый выход первого коммутатора соединен с информационными входами первой группы коммутирующих элементов, первый.выход которой объединен с первым выходом чет- вертой группы коммутирующих элемен- тов и соединен с вторым входом из- мерительного преобразователя, второй выход объединен с первым выходом третьей группы коммутирующих элементов и соединен с первым входом первого усилителя, выход которого соответственно через первый и второй резисторы соединен с первыми выходами первого и второго коммутаторов, второй выход первого коммутатора соединен с информационными входами второй группы коммутирующих

5 элементов, первый выход которой объединен с вторым выходом третьей группы коммутирующих элементов и соединен с третьим входам измерительного преобразователя, а второй выход

0 объединен с втррым выходом четвертой группы коммутирующих элементов и соединен с первым входом второго усилителя, выход которого соответственно через третий и четвертый

5 резисторы соединенi с вторыми входами первого и второго коммутаторов, первый выход второго коья утатора соединен с информационными входами третьей группы коммутирующих элемен0 тов, третий выход которой объединен с третьим выходом первой группы коммутирующих элементов и подключен к второму входу первого усилителя, второй выход второго коммутатора

5 соединен с информационными входами четвертой группы коммутирующих элементов, третий выход которой объединен с третьим выходом второй группы коммутируюших элементов и соединен с вторым входом второго усилителя, первый и второй входы управления первой и второй групп коммутирующих элементов объединены с первыми входами управления третьей и четвертой групп коммутирующих эле- кентов и соединены с шестым выходом блока управления, а третьи входы

управления первой и второй групп коммутирующих элементов объединены ° ,с вторым и третьим входами управления третьей и четвертой групп коммутирующих элементов и соединены с седьмым выходом блока управления,

2. Преобразователь по п.1, о т - ич ающийся .тем, что блок управления выполнен на генераторе импульсов, счетчике импульсов, первом и втором дешифраторах, инверторе, первом, втором и третьем формирователях импульсов, выходы которых являются Соответственно третьим, чет-, вертым и пятым выходами блока управления, вторым выходом которого яв- .ляется выход второго дешифратора, 5 входы которого, кроме входа младшего разряда, объединены с cooTBej;- ствуюш;ими входами первого дешифратора и соединены с соответствую1гими

0

5

а

0

..$-

выходами счетчика импульсов, а вход {младшего разряда объединен с входа ми первого, второго и третьего формирователей импульсов, входом ин- вертора, со.единен с выходом младшего разряда счетчика импульсов и является седьмым выходом блока управ2497006

ления, первым выходом которого является выход первого дешифратора, вход Младшего разряда которого соединен с выходом инвертора и является шес- , тым выходом блока управления, а выход генератора импульсов соединен с входом счетчика импульсов

Дг

JU.W

Изобретение относится к злектро- измepитeJ IЬHoй технике и может быть использовано в многоканальных системах сбора и обработки информации. Изобретение позволяет повысить точность многоканального .измерительного преобразователя, содержащего два. коммута:то ра, измерительный преобразователь, заАсвшнающее устройство, вы- чнтающее устройство и блок управления, введением в устройство двух усилителей, четырёх резисторов и четырех групп коммутирующих злемен- тов, что позволяет компенсировать погрешности, обусловленные токами утечки непроводяцнх каналов устройства. Изобретение является усовершенствованием изобретения по основному авт. св. № 1072259. I ..ф-лы 2 ил. /)

Редактор :Н .Марголина

..At.

Составитель И.Романова

. . .

Техред В. Кадар Корректор М.Демчик

Заказ 4339/59Тираж 816Подписное.

ВНИШШ Государственного комитета СССР . .; „по-делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственночполиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная., А