Устройство для автоматического определения влажности Советский патент 1991 года по МПК G01N27/22 G06F15/46 G06F15/74 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения, обработки-и регистрации данных, поступающих от первичных измерительных преобразователей .

Цель изобретения - повышение достоверности измерений за счет введения калибровки и расширения диапаэо- на измерений.

На фиг, 1 представлена функционалная схема устройства; на фиг. 2 ч 3 - алгоритм его работы.

Устройство (фиг. 1) содержит блок определения влажности и управления, выполненный в виде микроЭВМ 1, схему 2 пуска, мультиплексор 3, узел 4 начала измерения, блок задания режима работы, состоящий из блока 5 клавиатуры и схемы 6 обслуживания Матрицы клавиатуры, таймер 7, блок цифровой индикации, состоящий из буферного регистра 8 индикации и блока 9 индикации, буферный регистр 10 печати, усилители -11 мощности, устройство 12 печати, формирователь 13 синхроимпульсов, формирователь 14 переполнения счетчика, входы 15 для подключения частотных выходов первич ных измерительных преобразователей, мультиплексор 16 и входы 17 для подключения выходов окончания засыпки первичных измерительных преобразователей.

Однокристалльная микроЭВМ 1 выполняет следующие функции: анализ состояния матрицы клавиатуры через схему 6 обслуживания матрицы клавиа- туры; измерение частоты, поступающей с выхода мультиплексора 3, управление .статической и динамической индикацией блока 9 индикации через буферный регистр 8 индикации; управление {устройством 12 печати через буферный регистр 10 печати и усилители 11 мощности; обмен информацией между узлам и блоками устройства; логико-арифметическую обработку результатов изме- рения и вычисления влажности анализируемого продукта по формуле полинома

W а3 + + a(FZ + а„Р ,

W - влажность анализируемого

продукта;

F - усредненное значение разности частоты заполненной и незаполненной измерительной

5 0 5 о

-.

5

камеры первичного измерительного преобразователя;

ао ai

al а ъ коэффициенты полинома, которые определяются культурой (пшеница, рожь, овес и т.п.); значения коэффициентов полинома рассчитывают предварительно при проведении граду- ировочных работ для различных культур-, в устройстве предусмотрена возможность ввода этих коэффициентов с помощью клавиатуры, а также ввод других корректировочных данных при измерении влажности новых культур. Программное обеспечение алгоритмов (фиг. 2 и 3) работы устройства расположено в памяти микроЭВМ 1

Устройство работает следующим образом.

После включения устройства схемы и функциональные узлы устанавливаются в исходное состояние, осуществляется начальный пуск микроЭВМ 1 нона выходи1 на подпрограмму измерения частоты. При этом частота от выбранного датчика через мультиплексор 3 поступает на программно управляемый вход 8-разрядного счетчика импульсов микроЭВМ 1. Измерение частоты осуществляется в течение 1 с. Отсчет времени осуществляется микроЭВМ 1 по меткам времени, поступающим с выхода таймера 7. При измерении частоты программно управляемый вход счетчика импульсов микро- ЭВМ 1 открыт. За время измерения частоты счетчик импульсов микроЭВМ 1 многократно переполняется и на его выходе появляются импульсы переполнения, которые через формирователь 14 переполнения поступают на соответствующий цифровой вход микроЭВМ 1. При этом микроЭВМ 1 постоянно осуществляет опрос состояния этого цифрового входа и с приходом каждого импульса переполнения выполняет подсчет количества переполнений. По истечении 1 с программно управляемый вход счетчика импульсов микроЭВМ 1 закрывается и блокируется поступление импульсов измеряемой частоты. МикроЭВМ 1 переходит к подпрограмме обработки результатов измерения и вычисления измеряемой частоты. После обработки результатов измерения микроЭВМ переходит к подпро рамме выдачи информации на блок 9 индикации. При этом информация с цифровых выходов микро- ЭВМ 1 поступает на буферный регистр 8 индикации, а затем на блок 9 индикации. По истечении 3 с микроЭВМ 1 снимает данные с буферного регистра

8индикации и переходит к повторному измерению частоты. Цикл измерения частоты и выдачи результатов на блок

9индикации автоматически повторяетс с периодом 4 с.

В этом режиме осуществляются контроль и калибровка начальной частоты первичных измерительных преобразователей .

В режиме измерения влажности анализируемого продукта в память микро- ЭВМ 1 с помощью блока 5 клавиатуры заносятся данные: дата, код организации, код культуры и при необходимости коэффициенты полинома, знамение введенной аддитивной поправки, значение введенного параметра вычислительной коррекции коэффициента передачи первичного измерительного преобразователя. Для наиболее часто встречающихся зерновых культур (пшеницы, ржи, гречихи и т.д.) коэффициенты полиномов, значения введенных аддитивных поправок, значения параметров коррекции коэффициентов передачи первичных измерительных преобразователей занесены в постоянную память микроЭВМ 1.

С помощью блока 5 клавиатуры устанавливается режим измерения частоты незаполненного первичного измерительного преобразователя, а затем осуществляется заполнение измерительной камеры первичного измерительного преобразователя анализируемым продуктом. Как только измерительная камера первичного измерительного пре- образователя будет заполнена, узел 4 начала измерения вырабатывает сигнал начала измерения, который поступает на вход системы прерывания микроЭВМ 1 и спустя 3 с (время установившегося -состояния анализируемого продукта в измерительной камере первичного измерительного преобразователя) микро ЭВМ 1 производит измерение частоты заполненного первичного измерительного преобразователя. Заполнение первичного измерительного преобразователя необходимо производить пять раз для усреднения значений результатов измерений. После последнего измере

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ния устройство автоматически переходит к подпрограмме обработки и выдачи результата измерения влажности анализируемого продукта на блок 9 индикации. Затем при необходимости оформления документа на анлизируемый продукт оператор осуществляет запуск устройства 12 печати, которое выдает документ следующего содержания: дата, код организации, код культуры, коэффициента полинома, число измерений, результат измерения влажности в процентах, а также при необходимости значение введенной аддитивной поправки и значение введенного параметра выбранной вычислительной коррекции коэффициента передачи первичного измерительного преобразователя.

В устройстве предусмотрена ручная установка начала измерения и получение результата измерения влажности анализируемого продукта при одной, двух, трех и четырех засыпках анализируемого продукта, которая реализуется с помощью блока 5 клавиатуры.

Контроль работоспособности устройства в целом осуществляется при измерении трех высокостабильных частот (верхней, средней и нижней частот измеряемого диапазона), поступающих от таймера 7 общего назначения на соответствующие частотные входы мультиплексора 3. Контрольная частота выдается мультиплексором 3 по управляющим сигналам, поступающим на управляемые входы мультиплексора 3 с блока 5 клавиатуры.

Формула изобретения

Устройство для автоматического определения влажности, содержащее блок определения влажности и управления, таймер, блок задания режима работы и блок цифровой индикации, информационный вход которого подключен к выходу индикации блока определения влажности и управления, выход тактирования которого соединен с входом таймера, выход которого соединен с входом прерывания блока определения влажности и управления, вход опроса и выход блока задания режима работы соединены.с одноименным выходом и входом режима блока определения влажности и управления, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности измерений за счет введения калибровки и расширения диа

AJL

/BbffopI dajvuira I

1.

Включение коппчта°гора

16, I

Общее (®щ)

количество

иппцльсов

Изобретение относится к измери тельной технике и предназначено для измерения, обработки и регистрации данных, поступающих от частотных датчиков. Целью изобретения является повышение достоверности измерений за счет введения калибровки и расширения диапазона измерений. Для этого блок определения влажности и управления, выполненным в виде микроЭВМ 1, дополнен мультиплексором 3, через который на микроЭВМ 1 могут подаваться калибровочные частоты от таймера 7, и формирователем 14 перенолнения счетчика, который позволяет не ограничивать диапазон измеряемого сигнала разрядностью счетчика микроЭВМ. 3 ил. сл о ьэ о со to 42

I I

Ю

запуск тзйне рз общего наъначенир

ч.

11

мск

Зз/гус-к

счеуцикч)

инпцяьсов

&

о

Счет

цереполне ичи

/Bbtfop I эталонной I частоты I

О

олокиро&ка

счетчика инпциьсой

nz

Обмотка tn мереци& и Ъы- числение,

о

Определение клзвиии/

7Го5готоЛа я- вводу данрья

I

Фиг. Z

Редактор А.Огар

ФигЗ

Составитель В.Куленкамп

Техред М.Дидык Корректор Т.Малец

1620924