Измерительная система Советский патент 1991 года по МПК G01R33/12 

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть использовано для контроля параметров листовой электротехнической стали, постоянных магнитов и других ферромагнитных изделий в процессе производства, сбора и обработки измерительной информации.

Целью изобретения является повышение надежности системы.

На чертеже изображена функциональная схема измерительной системы

Система содержит блок 1 первичных преобразователей, выходы которого соединены с входами измерительных модулей 2, шины управления и данных которых соединены с соответствующими шинами первой

группы из п- базовых модулей 3, последовательные шины которых соединены с последовательными шинами функционально-вычислительных модулей 4, последовательные шины которых соединены с соответствующими шинами второй группы из m модулей 3, внутренние шины которых могут быть объединены. Последний модуль 3 подключен к шинам видетерминального модуля 5.

Система включает также блок 6 интерфейса и блок 7 сопряжения. В состав блока 1 входят блок 8 датчиков индукции, блок 9 датчиков напряженности поля, блок 10 магнитной проницаемости, блок температуры контролируемого изделия и блок 12 намагничивания.

о ю с о

N3 N

Модуль 2 содержит блок 13 коммутации, интерфейс 14 блока коммутации, интерфейс 15 функционального модуля, программируемый АЦП 16 и блок 17 памяти.

В состав каждого базового модуля 3 входят параллельный адаптер 18, центральный процессорный элемент 19. блок 20 памяти, программируемый таймер 21, последовательный адаптер и контроллер 23 прерываний.

Модуль 4 включает блок 24 памяти и мультиплексор 25 последовательных шин,

Аналогичный мультиплексор 26 входит в состав блока 5 наряду с интерфейсом 27 функционального модуля, блоком 28 сопряжения и блоком 29 памяти. В системе может быть также использован тестовый контроллер 30, предназначенный для обнаружения неисправного базового модуля 3 путем имитации магнитометрической информации на его входных шинах и контроля данных на его выходных шинах.

В качестве датчиков индукции и напряженности в блоках 8 и 9 могут быть использованы гальваномагнитные преобразователи и феррозонды В блоке 10 могут быть использованы вихретоковые или индукционные1 преобразователи л в блоке 11 - термопары. Блок 12 может быть выполнен в виде электромагнита или соленоида, программа работы которого задается с пульта через блок 28, модуль 5. соответствующие модули 4, 3, 2 (для данного модуля 2 АЦП 16 не используется, направление сигналов на входе модуля 2 иное, чем у остальных модулей).

Блок 13 и интерфейс 14 могут быть выполнены в виде мультиплексора, осуществляющего последовательное подключение входных аналоговых сигналов модуля 2 к входу АЦП 16: адрес соответствующего канала транслируется из первого модуля 3 через интерфейс 15 и АЦП 16 в интерфейс 14, где он дешифрируется в позиционный код, управляющий ключами блока 13, входной сигнал которого через интерфейс 14 подается на вход АЦП 16.

Выполнение всех интерфейсов системы определяется структурой сопрягаемых ими блоков. Помимо селекции (мультиплексирования или демультиплексирования), интерфейс не выполняет функциональных преобразований

В качестве блоков памяти (блоки 17. 20, 24 и 29) могут быть использованы ОЗУ (КР541РУ2) и ППЗУ (К573РФ2).

Базовый модуль 3 представляет собой микропроцессорный контроллер МК80/02, построенный на базе ИМС 580 серии. Например, адаптер 18 представляет собой

микросхему КР580 ВВ55А, элемент 19 - КР580ИК80А, в качестве таймеров 21 использованы микросхемы КР580ВИ53, адаптер 22 выполнен на микросхемах

КР580ВВ51А. а котроллер 23 - КР580ВН59. Внутренняя шина модуля 3 представляет собой совокупность внутренних шин (адресной, данных, управления и памяти), являясь локальным интерфейсом контроллера. В

0 дальнейшем под шиной данных или шиной управления понимается функциональное назначение шины, а не ее выполнение, которое зависит от типа использованных микросхем. Например, шина данных может

5 включать три шины: данных, управления и адресную.

Блок 7 сопряжения, как и блок 28, включает преобразователи уровня (усилители мощности), интерфейс индикатора, клавиа0 туры принтера.

Измерительная система работает следующим образом.

Информация от блоков 8-12 преобразуется соответствующими модулями 2 в циф5 ровои вид, подвергается предварительной математической обработке в соответствующих модулях 3, преобразуется ими в последовательный код и транслируется в один из модулей 4. Здесь данные мультиплексиру0 ются на вход соответствующего модуля 3 второй группы, где подвергаются окончательной обработке и поступают на модуль 5 и через блок 6 в блок 7.

Для того, чтобы рассмотреть работу си5 стемы подробнее,остановимся на назначении отдельных элементов системы, учитывая, что перечень функций для программного блока однозначно определяет алгоритм его работы, также однозначно свя0 занный с программой, заложенной в ППЗУ или на магнитном носителе.

Назначение базового модуля 3 определяется его включением в одну из групп. При подключении к блоку 17 блок 3 осуществля5 ет выбор канала, т.е. управление блоком 13, управление режимом работы АЦП 16, трансляцию сигналов управления (например, запуска, готовности и т.п.), предварительную обработку измерительной информации

0 (фильтрацию, нормализацию, линеаризацию по результатам предварительной калибровки и т.п.) и передачу измерительной информации на последовательную шину. При подключении к блоку 29 модуль 3

5 осуществляет прием сигналов управления от блока 28 (с клавиатуры пульта) и их трансляцию в соответствующий модуль 3 второй группы, а также прием информации по выходной- последовательной шине мультиплексора 26 и передачу ее на индикатор

через блок 28 Мультиплексоры 25 и 26, как и интерфейс 14, предназначены для дешифрации адреса канала, его запоминания и преобразования в позиционный код, для чего в их состав включаются селектор адреса, регистр адреса и соответствующий дешифратор.

При подключении к блоку 24 модуль 3 выполняет управляющие функции опрос первой группы модулей 3 (в порядке возрастания номера модуля 3 опрашивается очередной модуль, выставивший сигнал готовности данных); обработку информации, например интегрирование, вычисление потерь на перемагничивание. определение погрешностей преобразования, температурных зависимостей и т п.: трансляцию информации на кассетный накопитель или принтер, в другой модуль данной группы, выделенный для связи с индикатором, или сразу на индикатор; тестирование

Таким образом, модуль 3 в данной системе является многофункциональным Модули 3 выполняются в виде отдельных конструктивных единиц, что позволяет менять их местами, заменять.

В простейшем случае система включает три модуля 3 т.е m п 1. Б этом л.1 те система является трехпроцессорной Ре монтопригодность такой системы вышо -IPM известной, поскольку оператор имеет PTV можносгь заменить любой пз мом/ .ой 3 Вывод о неисправности модуля 3 дечтр сч на основе тестирования или наблюдения за изменением данных на индикаторе (дисплее): если информация не меняется неисправен модуль 3 управления если имеют место помехи - модуль 3 модуля 5 и т д 3 го особенно удобно в полевых условиях для бортовых систем, где один запасной модуль 3 позволяет путем кольцевой замены опрр- делить неисправный модуль и восстановить функционирование системы. Пропускная способность системы даже в этом простейшем случае существенно выше, чем у известной, благодаря разделен ю вычисли- тепьных функций, пррдьарительной обработке информации модупями 3 первой группы, следовательно, в управляющий модуль 3 транслируется только существенная информация.

Предлагаемая система позволяет произвести автокалибровку измерительного тракта и автоматическую диагностику модулей, регистрацию и накопление экспериментальных данных по заданным каналам для последующего экспресс-анализа и полной обработки, математическую обработку результатов измерений по каждому каналу,

хранение результатов на магнитной ленте, пультовый ввод-вывод, индикацию данных и состояния системы в реальном времени. Кроме того, система допускает наращивание вычислительной мощности для увеличения пропускной способности. Это осуществляется увеличением числа измерительных модулей 2 и соответствующих модулей 3 первой группы. При таком

наращивании наступает момент, когда одного управляющего модуля 3 недостаточно для опроса всех измерительных модулей 2. В этом случае система допускает наращивание числа модулей второй группы, а вышеописанный алгоритм опроса ими модулей 2 обеспечивает автоматическое поддержание постоянной частоты опроса каждого канала. Этот эффект проявляется только в системе с большим числом измерительных модулей

2 и несколькими управляющими модулями 3 второй группы

Таким образом, в отличие от известной системы предлагаемая система обладает более высокими пропускной способностью

и быстродействием Так, если пропускная способность известной системы ограничена 4-5 каналами, обрабатываемыми последовательно, то в макете предлагаемой система их 84 Надежность системы, также

1,ысокэ благодаря высокой ремонтопригод- 1 ости тестированию, возможности ммены наименее надежного базового мод ,.

Формула изобретения

Измерительная , содержащая

блок первичных преобрт юватслей, выходы которого соединена с входами п измерительных модулей, а также первый фуни; о- нально-вычислительный модуль и блок

сопряжения, отличающаяся тем, что, с це/г ,ю порышения надежности, она снабжена блоком интерфейса, видеотермгнальным модулем, m функционально-вычислительными модулями и (n+m+2; базовыми модулями, при

этом шины данных первой группы из п базовых модулей соединены с шинами данных измерительных модулей шины управления которых соединены с внутренними шинами первой группы базовых модулей, последовательные шины которых соединены с первой группой объединенных последовательных шин функционально-вычислительных модулей. вторая группа последовательных шин которых соединена с

первыми последовательными шинами второй группы из т+1 базовых модулей, внутренние шины которых соединены с шинами управления соответствующих функционально-вычислительных модулей, причем шина данных блока сопряжения соединена с внешней

шиной данных блока интерфейса, внутренние шины данных которого соединены с шинами данных второй группы базовых модулей, вторые последовательные шины которых соединены с первой группой последовательных шин видеотерминального модуля, вторая группа последовательных шин которого соединена с последовательными

шинами (n+m+2}-ro базового модуля, внутренняя шина и шина данных которого соединены соответственно с шиной управления и шиной данных видеотерминального модуля, а последовательные шины блока интерфейса соединены с третьими последовательными шинами второй группы базовых модулей.

Изобретение относится к технике магнитных измерений и может быть использовано для контроля параметров листовой электротехнической стали, постоянных магнитов и других ферромагнитных изделий в процессе производства, сбора и обработки измерительной информации. Целью изобретения является повышение быстродействия системы. Информация с выхода блока 1, который содержит блок 8 датчиков индукции, блок 9 датчиков напряженности, блок 10 магнитной проницаемости, блок 11 температуры контролируемого изделия и блок 12намагничивания, поступает через измерительные модули 2 и первую группу базовых модулей 3 в функционально-вычислительные модули 4 Система содержит также видеотерминальный модуль 5, блок б интерфейса и блок 7 сопряжения. В цифровой код информация преобразуется АЦП 16, на вход которого аналоговые сигналы коммутируются блоком 13с помощью интерфейса 14. Модули системы включают также интерфейса 15 и 27, блоки памяти 17, 24 и 29, блок сопряжения 28. мультиплексоры 25, 26, тест-контроплер 30. Каждый из базовых модулей включает параллельный и последовательный адаптеры 18 и 22, процессорный элемент 19, таймер 21 .блок 20 памяти и контроллер 23 прерываний. Система допускает замену любого базового модуля запасным, кольцевую замену модулей 3, наращивание числа модулей 2, 3 и 4. 1 ил СО С

Принтер,

Индии.

KflaSuom