Многоканальная система измерений с контролем Советский патент 1988 года по МПК G05B23/02 

СО 00

со ел

.:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для автоматического непрерывного контроля цепей измерительных датчиков.

Цель изобретения - повышение надеж- ности системы при контроле и точности измерений.

На чертеже изображена принципиальная схема многоканальной системы измерений с контролем.

Система содержит измерительные дат- чики 1, соединительные линии 2, индивидуальный коммутатор 3, групповой коммутатор 4, групповой измерительный преобразователь 5, основной источник 6 питания, ключевой элемент 7, полевой транзистор 8, переменный резистор 9, нагрузочный резистор 10, шунтирующий резистор 11, дополнительный источник 12 питания, компаратор 13 напряжений, стабилизированный источник 14 напряжения смещения, делитель 15 напряжения, усилитель-повторитель 16 напряжения, резистор 17, стабилитрон 18, резисторы 19 и 20 и контрольный выход 21 системы.

Для обеспечения минимального влияния на работу ключевого элемента 7 усилитель- повторитель 16 должен иметь общий вход с полевым транзистором, обеспечивающим больщое входное сопротивление, коэффициент усиления элемента 16 равен 1.

Стабилизированный источник 14 напряжения смещения может быть выполнен на резисторе 17 и стабилитроне 1В. Делитель 15 напряжения содержит два последовательно соединенных резистора 19 и 20. Сигналы датчиков I однополярны (верхний вывод положительный).

Устройство работает следующим обра- зом.

Измерительные датчики 1 через соединительные линии 2 при замыкании контактов индивидуального 3 и группового 4 коммутаторов подключаются к групповому из- мерительному преобразователю 5 через усилитель-повторитель 16.

Одновременно с процессом измерения осуществляется автоматический непрерывный контроль целостности датчика, соединительной линии и срабатывания коммутато- ров.

Если цепь датчика замкнута вплоть до усилителя-повторителя 16, на его входе присутствует потенциал общей щины, который подводится к затвору полевого транзистора 8. Последний закрывается, так как на затворе появляется напряжение, смещающее в обратном направлении переход затвор- канал. Чтобы это напряжение было меньще напряжения отсечки транзистора, его исток подключается к общей щине через переменный резистор 9, получающий питание через делитель 15 от стабилизированного источника 14 напряжения смещения.

На инвертирующий вход компаратора 13 поступает часть напряжения основного источника 6 питания, сформированная делителем 15, а на неинвертирующий (прямой) вход - больщее отрицательное значение напряжения со стока закрытого полевого транзистора 8. На выходе компаратора присутствует отрицательное напряжение, свидетельствующее о том, что цепь датчика замкнута.

В случае нарушения целостности измерительной цепи датчика 1 затвор транзистора 8 через входное сопротивление усилителя-повторителя 16 подключается к истоку, смещение в обратном направлении перехода затвор-исток снимается и транзистор открывается. При этом на неинвертирующий (прямой) вход компаратора 13 подается небольшое напряжение (близкое к и ore транзистора, выставляемое на переменном резисторе 9). Напряжение на выходе компаратора 13 становится равным нулю, что свидетельствует о нарушении цепи датчика на данном шаге измерений.

Применение ключевого элемента иа полевом транзисторе обеспечивает некритич- иость устройства контроля к характеристи- ка.м датчиков (их внутреннему сопротивлению), что повыщает надежность, а отсутствие в измерительной цепи дополнительных реактивных элементов, используемых в аналогичных известных устройствах, повыщает точность и быстродействие измерений.

Формула изобретения

Многоканальная система измерений с контролем, содержащая измерительные датчики, подключенные посредством соединительных линий к соответствующим входам индивидуального коммутатора, выход которого соединен с входом группового коммутатора, групповой измерительный преобразователь, первый ввод входа которого соединен с общей щиной и с первым выходом группового коммутатора, и основной источник питания, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности системы при контроле и точности измерений, в него введены дополнительный источник питания, компаратор напряжений, стабилизированный источник напряжения смещения, делитель напряжения, ключевой элемент иа полевом транзисторе, содержащий также переменный резистор, нагрузочный резистор и щун- тирующий резистор, и усилитель-повторитель напряжения, включенный между вторым выходом группового коммутатора и вторым вводом входа группового измеритель- иого преобразователя, входы питания усилителя-повторителя соединены с соответствующими выводами дополнительного источника питания, отрицательный вывод которого соединен с источником палевого тран зистора, положительный вывод основного источника питания связан с общей шиной, затвор полевого транзистора соединен с вторым выходом группового коммутатора, сток полевого транзистора через нагрузочный резистор подключен к отрицательному выводу основного источника питания, который соединен с входом стабилизированного источника напряжения смещения, подключенного выходом к входу делителя напряжения, выход которого подключен к инвертирующему входу коммутатора напряжений и первому неподвижному выводу переменного резистора, соединенного вторым неподвижным выводом с общей щиной, а подвижным

выводом - с истоком полевого транзистора, сток полевого транзистора соединен с прямым входом компаратора напряжений и через щунтирующий резистор с шиной, питающие входы компаратора напряженнй соединены с соответствующими выводами осиовного источника питания, а выход компаратора напряжений является контрольным выходом системы.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено для автоматического непрерывного контроля цепей измерительных датчиков. Цель изобретения - повышение надежности системы при контроле и точности измерений. Система измерений содержит измерительные датчики 1, соединительные линии 2, индивидуальный коммутатор 3, групповой коммутатор 4, групповой измерительный преобразователь 5, основной источник 6 питания, ключевой элемент 7, полевой транзистор 8, переменный резистор 9, нагрузочный резистор 10, шунтирующий резистор 11, дополнительный источник 12 питания, компаратор 13 напряжений, стабилизированный источннк 14 напряжения смещения, делитель 15 напряжения, усилитель-повторитель 16 напряжения, резистор 17, стабилитрон 18, резисторы 19, 20, контрольный выход 21. Замкнутое состояние цепи конкретного датчика I при проведении измерения контролируется с помощью ключевого элемента 7 на полевом транзисторе 8, имеющего большое входное сопротивление, не оказывающее влияния на измерительную цепь. При закрытом состоянии ключевого элемента 7 на выходе компаратора 13 присутствует сигнал, свидетельствующий о замкнутом (т.е. нормальном) состоянии измерительной цепи. При ее разрыве ключевой элемент открывается, а компаратор изменяет состояние (на выходе 21 появляется нулевое напряжение), сигнализируя о нарушении измерительной цепи. 1 ил. с S9