Многоканальное измерительное устройство Советский патент 1990 года по МПК G01R27/00 

СП

со

J

С5 00

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использован в многоканальных измерительных системах.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства при удаленном расположении источников измеряемых сигналов от блока измерения.

На фиг.1 приведена структурная схема многоканального измерительного устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу

Устройство содержит блок 1 измерения и п удаленных источников 2 измеряемых сигналов, каждый из которых состоит из датчика 3, формирователя 4 импульсов, переключателя 5, индуктивного элемента 6, блока 7 восстановления формы сигнала. Позицией 8 обозначены линии связи. Блок 1 измерения содержит аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 9, блок 10 управления, мультиплексор 11, формирователь 12 импульсов, п приемопередатчиков 13, первую 14 и вторую 15 шины питания, каждый приемопередатчик 13 состоит из переключателя 16, индуктивного элемента 17 и блока 18 восстановления формы сигнала. Каждый источник 2 измеряемых сигналов соединен с соответствующим приемопередатчиком 13 линией 8 связи, концы которой подключены к первым выводам согласующих резисторов 19 и 20, вторые выводы которых через фильтрующие конденсаторы 21 и 22 соединены с общей шиной. Первая выходная шина блока управления подключена к управляющим входам АЦП 9 и входу формирователя 12 импульсов, а вторая - к адресным входам мультиплексора 11. Выход последнего соединен с информационным входом АЦП, а его входы соединены с выходом соответствующего приемопередатчика 13. Четьфе входа приемопередатчика соединены с соотв етствующими выходами формирователя 12, пятьш подключен к первой, а шестой - к второй шинам питания. Выход датчика 3 через формирователь 4 импульсов и переключатель 5 подключен к первому и второму вьшодам индуктивного элемента 6, третий вывод которого соединен с входом блока 7 восстановления формы сигнала а к его пятому выводу подключена линия связи.

Устройства работает следующим образом.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

БЛОК управления вырабатывает прямоугольные колебания (фиг.2в), поступающие на вход формирователя 12 импульсов, который по фронту и срезу колебания формирует короткие импульсы (фиг.2г). Эти импульсы поочередно переключаются переключателем 16 каждого приемопередатчика в прямом и обратном направлении, в результате чего на первом выводе индуктивного элемента 17 формируются отрицательные и положительные импульсы соответственно по фронту и срезу колебания (фиг.2в). Эти импульсы суммируются с постоянным напряжением U от первой шины 14 питания и через четвертый и пятый выводы индуктивного элемента 17 передаются в линию связи. Импульсы с линии 8 передаются через первый вывод индуктивного элемента 6 на вход блока 7 восстановления формы сигнала, а постоянное напряжение - через обмотку индуктивного элемента 6 и его четвертый вывод - на конденсатор 22, что обеспечивает питание датчика 3 блока 7 восстановления формы сигнала. Поступаюшре на вход блока 7 восстановления формы сигнала импульсы с линии 8 формируют на его выходе прямоугольные колебания (фиг.2е), которые с точностью до полярности повторяют колебания (фиг.2в) блока 10 управления. Эти колебания поступают в датчик 3, где в зависимости от изменения сопротивления ре- зистивного датчика (фиг.2ж) они сдвигаются по фазе (фиг.2з) и поступают на вход формирователя 4 импульсов, а на выходе формируются импульсы фиг.2и. С помощью формирователя 4 импульсов, переключателя 5 и индуктивного элемента 6 эти колебания претерпевают преобразования, аналогичные описанным выше (фиг.2в), в приемопередатчике 13, Через пятый вывод индуктивного элемента 6 они поступают в линию. 8 связи.

Эти ответные импульсы совместно с опорными импульсами, передаваемые приемопередатчиком 13,, создают в линии 8 связи суммарное напряжение (фиг.2д), причем каждый ответный импульс имеет ту же полярность, что и предшествуюш 1й ему опорный импульс, поэтому повторного формирования колебания на выходе блока 7 восстановления формы сигнала он не вызывает. Ответные импульсы поступают

от каждого источника 2 измеряемых сигналов на вход соответствующего приемопередатчика 13 и с помощью узла 18 восстановления формы сигнала они преобразуются к тому же виду (фиг.2к), что и колебания на выходе датчика 3 (фиг.2з). Для исключения срабатывания блока 18 восстановления формы сигнала от опорных импульсов они дополнительно подаются на вход блока 18 восстановления формы сигнала и запрещают его срабатывание. Колебания с выхода одного из приемопередатчиков 13 через мультиплексор 11 поступают на вход АЦП 9. Последний преобразует фазовый сдвиг между опорными и ответными импульсами в пачки импульсов (фиг.2л), из которых формируется выходной код, величи на которого пропорциональна величине измеряемого сопротивления.

При большой протяженности линии 8 связи может возникнуть задержка сигналов, превышающая длительность периода передачи кодовых импульсов, (фиг.2л), что приводит к ошибке измерения. Для исключения ошибки перио следования этих импульсов должен выбираться больше величины задержки.

Формула изобретени

1. .Многоканальное измерительное устройство, содержащее п источников измеряемых сигналов, каждый из которых включает датчик, блок измерения, состояирй из блока зт1равления мультиплексором, аналого-цифрового преобразователя, шин питания, и п линий связи, каждая из которых соединяет источник измеряемых сигналов с соответствующим входом блока измерения, при этом к первой выходной шине блок управления подключены управляющие входы аналого-цифрового преобразователя, к второй - адресные входы мультиплексора, выход которого соединен с информационным входом аналого-цифрового преобразователя, а выход аналого-цифрового преобразователя является выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью noBbmie- ния надежности работы устройства-при удаленном расположении источников измеряемых сигналов от блока измерения, в каждый из п источников изме0

5

0

5

0

5

0

5

0

ряемого сигнала введены переключатель, формирователь импульсов, индуктивный элемент, резистор, конденсатор и блок восстановления формы сигнала, а в блок измерения введены формирователь импульсов и п приемопередатчиков, при этом в блоке измерения входы формирователя импульсов подключены к первой выходной шине блока управления, а выходы соединены с соответствующими входами каждого приемопередатчика, пятый и шестой входы которого подключены соответственно к первой и второй шине питания, вход- выход - к линии связи, а выход - к соответствующему входу мультиплексора, Б каждом источнике измеряемых сигналов вход формирователя импульсов соединен с выходом датчика, перт: вьй и второй выходы - с соответствующими входами переключателя, к первому и второму выходам которого подключены соответствуюшие выводы индуктивного элемента, третий вывод индуктивного элемента соединен ,с первым вхб- дом блока восстановления формы сигнала, второй вход которого подключен к первому выходу переключателя, а выход - к входу датчика, четвертый вывод индуктивного элемента через конденсатор соединен с общей шиной, а через резистор - с пятым вьшодом

.индуктивного элемента и линией связи.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что каждый приемопередатчик содержит переключатель, индуктивный элемент, резистор, конденсатор и блок восстановления формы сигнала, выход которого является выходом приемопередатчика, выходы переключателя подключены соответственно к первому и второму выводу индуктивного элемента и первому входу блока восстановления формы сигнала, подсоединенному вторым входом к третьему выводу индуктивного элемента, четвертый вывод индуктивного элемента через конденсатор соединен с общей шиной и через резистор с его пятым выводом, причем входы переключателя, четвертьш, пятый и шестой выводы индуктивного элемента, третий и четвертый входы блока восстановления формы сигнала являются соответст-

-вуюпщми входами приемопередатчика.

Фиг.г

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в многоканальных измерительных системах. Целью изобретения является повышение надежности в работе устройства при удаленном расположении источников измеряемых сигналов от блока измерения. Многоканальное измерительное устройство содержит блок 1 измерения, N удаленных источников 2 измеряемых сигналов, каждый из которых состоит из датчика 3, формирователя 4 импульсов, переключателя 5, индуктивного элемента 6 и блока 7 восстановления формы сигнала, и линии 8 связи. Блок 1 содержит аналого-цифровой преобразователь 9, блок 10 управления, мультиплексор 11, формирователь 12 импульсов, N приемопередатчиков 13, линии 14 и 15 питания. Каждый приемопередатчик 13 состоит из переключателя 16, индуктивного элемента 17 и блока 18 восстановления формы сигнала. Устройство также содержит согласющие резисторы 19 и 20, фильтрующие конденсаторы 21 и 22. 1 з.п. ф-лы. 2 ил.