Многоканальная телеизмерительная система Советский патент 1978 года по МПК G08C19/02 

Цепью настоящего изобретения является уменьшение количества эталонных резисторов и соответственно увеличение быстродействия за счет снижения количества эталонных отсчетов, а также получение отсчетов, в которлх автоматически без специальных вычислительных операций исключается влияние жилы кабеля, интегрирующего конденсатора и изменения частоты генератора. Поставпенная цель достигается тем, что в системе на передакацей стороне прямой и инверсный выходы триггера подключены к первым входам соответственно первого и второго ключей, выход первого из которых соединен с блоком резистивных датчиков, выход второго через этапонный резистор с нулевой клеммой источника питания, входы первого и второго ключей подключены к другому концу жипьг кабеля линии связи, на приемной стороне введены вторые счетчик и интег- рирукжций кондеясатор, нулвь-органы, ана-. логовый повторитель, программирующий блок, эпемент ИЛИ и ключи, первые вхрды первого и второго ключей подключены к положительнсй клемме источника питания, первые входы третьего и четвертого ключей - к отрицательной клемме источника питания, выход высокочастотного генератора подключен к первым входам элементов И, выходы которых подключены к управляющим входам соответственно перв го и второго счетчиков, первый выход программирующего блока подключен ко вт рому входу второго ключа, первому входу элемента ИЛИ и к информационным входа первого счетчика, второй выход - ко второму входу первого и к первому входу пя того ключей, третий выход программирую щего блока соединен со вторыми входами четвертого ключа и элемента ИЛИ, четвертый выход - со вторым входом третьего и первым входом шестого ключей, выходы первого и третьего ключей подключены к первым входам нуль-органов, аналогового повторителя, к одноименным обкладкам первого и второго интегрирующих конденсаторов, выходы ну ль-органов и первого счетчика соединены с соответствующими входами программирующего блока, пятый и шестой выходы которого под ключены ко вторым входам элементов И, одна обкладка второго интегрирующего кон денсатора соединена со вторыми входами первого нуль-органа, пятого и шестого ключей, выход последнего через эталонный резистор подключен к нулевой клеме источника питания, выходь второго, четвертого и пятого ключей объединены подключены к одной обкладке первого интегрирующего конденсатора и ко вторым входам второго нуль-органа и аналогового повторителя, выход которого соединен с отрицательной клеммой источника питания, выход элемента ИЛИ через линию связи подключен на передающей стороне ко входу триггера. Система (фиг. 1) содержит на передающей стороне блок резистивных датчиков Д, первый 2 и второй 3 ключи, триггер 4 и эталонный резистор 5, жилу кабеля б, линии связи, на приемной стороне-пятый 7 и шестой 8 ключи, этапонный резистор 9, первый 1О, третий И, второй 12, четвертый 13 ключи, второй 14 и первый 15 нуль-органы, аналоговый повторитель 16, программирующий блок 17, высокочастотный генератор 18, первый 19 и второй 2О счетчики, элементы И 21, 22, элемент ИЛИ 23, первый 24 и второй 25 интегрирующие конденсаторы, положительную 26 и отрицательную 27 клеммы источника питания и линию связи 28. Временная диаграмма работы приведена на фиг. 2. Система работает следукхцим образом. До момента прихода команды в программирующий блок 17, который формирует управлякяцие сигналы в определенной последовательности, все ключи закрыты, конденсаторы разряжены и счетчики находятся в нулевом состоянии4 Первый такт работы системы заключается в подготовке жилы кабеля 6, т. е. заряда собственной емкости кабеля до напряжения преобразования положительной полярности Uj . Для этого программирующий блок 17 вьфабатьтает первый управлякяций сигнал, который поступает на первый выход блока 17 и открывает ключ 12, ключ 2 через эпемент ИЛИ 23, жилу кабеля 6 и триггер 4 и подключает первый опращиваемый резисторный датчик блока резистивных датчиков 1 к преобразуемому напряжению положительной полярности и. Кроме того, первый управляющий сигнал устанавливает в счетчике 19 код 2 , соответствующий введению в него импульсов частоты генератора 18 i . Собственная емкость жилы кабеля 6 Ск заряжается до напряжения 11 g за время 1 , которое постоянно для данного типа кабеля и может быть задано программирующим блоком 17. 5 Второй такт работы системы следую щий после окончания времени ti закпючается в интегрировании преобразуемым напряжением сопротивления датчика блок резистивных датчиков 1 на интегрирую-; щем конденсаторе, для чего программирующий блок 17 вьфабатьтает второй у равляющий сигнал, который поступает на Второй выход. При ВТОМ открываются клю чи 1О и 7, а ключ 2 и опращиваемый датчик блока 1 остаются включенными после первого такта. Начинается процесс заряда конденса- торов 24 и 25 по цеои: TJ , кшоч 10, конденсатор 24 и конденсатор 25 - через кпюч 7, жипу кабеля 6, ключ 2 и датчик блока 1. Одновременно счетчик 19 по команде с блока 17 начинает заполняться частотой l(j поступающей с генератора 18 через элемент И 21. После открывания ключа 10 к точке а цепи заряда конденсаторов 24 и 25 прикладьгеается дополнительно напряжение U к напряжению, накопленному на собственной емкости жилы кабеля 6 Ск в первом такте. При этом, поскотшку емкость жипьг кабеяя 6 уже заряжена, дополните льное напряжение только под- , заряжает ее на насьпценном линейном участке экспоненты заряда емкости Ск. В результате действие емкости жилы кабеля 6 Ск становится аналогично действию активной нагрузки, т. е. вносит аддитивную состав пявощую погрешности, которая может быть учтена в виде до полнительньгх поправок в действующих приборах. После переполнения счетчика 19 последний импульс с генератора 18 сбрасы вает его в нуль и приходит на соответст вуюший вход блока 17. Интервал времени.Ig во втором такт описьгааемой системы назьгоается «ктервапом интегрирования. Этот интервал во всех циклах постояиен и задается соглас ванно с диапазоном датчиков и частотой генератора f . При этом напряжение, накопленное на конденсаторах 24 и 25, будет пропорционально сопротивлению реЗИСТИВЦОГО датчика блока 1 и равно друг другу. Третий такт работы системы, как и первый, заключается в подготовке жилы кабеля 6, т. е. заряде собственной ем кости кабеля Ск до напряжения преобразования. В этом случае напряжение преобразования будет равно сумме напряжений. 45 состоящей из напряжения отрицательной клеммы 27 источника питания TJI, необходимого для разряда конденсаторов 24 и 25, и напряженияV aj (фнг. 2), накопгванного на конденсаторах 24 и 25 за время интегрирования 2 . Для того. чтобы сложить два напр51жения, в системе применен аналоговый повтсфитепь 16, выход которой соеднвен с отрвцательвой клеммой 27 нсточвнка tlo и через ключ 13 подключен к точке а системы. В третьем такте поспе прихода сигнала с выхода счетчика 19 на соответст вукмций вход блока 17 формируется управляющий сигнал на третьем выходе. Открывается ключ 13 и кпюч 3 - через элемент ИЛИ 23 и триггер 4. К точке а прикладывается напряжение U сум этом емкость жилы кабеля Ск перезаряжается поцепи Цд +11 X max г ключ 13, жнпа кабепяб, ключ 3, эталонный резистор 5 и нупевая кпемма исгочшска. Поскольку время перезаряда собственней емкости жилы кабеля Ск для данного типа кабепя постоянно, то оно, как и в первом такте, может быть задано программирукицим блоком 17. По истечении времени 1д перезаряда емкости кабепя блок 17 фс мирует управляющий сигнал на четвертом выходе. С этого момента начинается четвертый такт работы системы, который заключается в разряде конденсаторов 24 и 25 напряжением Цд по аепям: а)11д, ключ 11, интегрирукший конденсатор 24, жила кабепя 6, кпюч 3, эталонный резистор 5, нупевая кпемма источника;б)ТГд ключ 11, ннтегрирукаций конденсатор 25, ключ 8, резистор 9, нупевая кпемма. Одновременно с началом разряда конденсаторов 24 и 25 блок 17 открьгаает элементы И 21 к 22 к счетчики 19 и 2О начинают заполняться частотой генератора 18. При достижении нупя нaпpsIжeния на конденсаторе 25 срабатЬшает нупыорган 15, импугьсом с которого бпсж .17 закрьтает элемент И 22, и счетчик 2О прекращает работу. Количество импульсов Па , накопленное II fc аа время 1д , будет пропорциональноUy,gy напряжению, накопленномуза время tj интегрирукхцим конденсатором 25. При достижении равенства нулю напряжения на интегрирующем конденсаторе 24 срабатьтает нуль-орган 14, импульсом с которого блок 17 закрьгоает элемент И 21, 7 и счетчик 19 прекращает работу. Количество импульсов И , накоппенное за вр будет примерно пропорционапьно сопротивпению датчика блока ре- зистивных датчиков 1. На этом заканчивается цикл преобра зования информации, в котором первый и третий такты являются подготовитель ными, а второй и четвертый - преобраэуюшими. Итак, во втором такте при постоянн времени интегрирования ф интегрирую щие конденсаторы 24 и 25 емкостью С, заряжаются до напряженияТТ при этом, если Cj С , можно зап сать V и л 2C(T,t-R) где - сопротивление линии; R сопротивление резистивного датчика блока 1. В четвертом такте конденсаторы 24 и 25 разряжаются по разным цепям, по тому можно записать два равенства UK mrtv О С{Т,) :...(з); -сопротивление эталонных резисторов 5 и 9. ВыразивtTjjj g, из равенства (3) и подставив его в (1) и (2), нетрудно получить выражение для R. 2 Чпа-П1 п„ где .количество имгЕульсов в Счетчик 19; П количество импульсов в счетчике 20. Кроме того, принималось l l K|vCi. :-it Из выражения (4) видно, что в него не вошли ни емкости С и Cg , ни частота генератора ни сопротивление л нии Т д, ни напряжения преобразования UoHlJo. Следовательно, вышеназванные параметры не влияют на точность преобразо вания сопротивления датчика и авто- 5 матически исключаются из результатов отсчета без использования средств вычислительной т- хники. В прототипе время каждого цикла измерения оавно где 1 - время отсчета по первому эталону;Ig,- время отсчета по второму эталону; д- время отсчета по резистивному датчику; 1- - время, необходимое для машинной обработки.. В предлагаемой системе время каждого цикла измерения равно t.t.D где tjL tj - время, отводимое для подготовки кабеля время интегрирования по резистивному датчику; , Ед - время интегрирования по эталону. В общем случае можно считать, что если In + 1, . IX) уменьшение времени каждого цикла измерения в предлагаемой системе составляет время одного такта 1( игга 1 прототипа, что позволяет аначйтегаьно увеличить быстродействие системы. Формула изобретения Многоканальная телеизмерительная система, содержащая на передакщей стороне блок резистивных датчиков, первый и второй ключи, триггер и этааонньй резистор, жилу кабеля линии связи, одним концом подключенную на приемной стороне к одной обкладке первого интегрирув щего конденсатора, ключи, высокочастотный генератор, первый счетчик, источник питания, эталонный резистор v элементы И, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства,на передающейстороне прямой и инверсный выходы триггера подключены к первым входам соответстBeiiHo первого и второго ключей, выход первого из которых соединен с блоком резистивных датчиков, .выход второго через эталонный резистор с нулевой клеммой источника питания, входы первого и Второго ключей подключены к другому концу жилы кабеля линии связи, на при96емной стороне введены вторые счетчик и интегрирующий конденсатор, нуль-органы, аналоговый повторитель, программирующий бпок, элемент ИЛИ и ключи, первые входы первого и второго кшочей подключены к положительной клемме источника питания, первые входы третьего и четвертого ключей - к отрицательной кпемме источника питания, выход высоко частотного генератора подключен к первым входам элементов И, выходы которы подключены к управляющим входам соответственно первого и второго счетчиков, первый выход программирующего блока подключен ко второму входу второго клю ча, первому входу элемента ИЛИ и к информационным входам первого счетчика, второй выход- ко второму входу первого и к первому входу пятого ключей, третий выход программирующего блока соединен со вторыми входами четвертого ключа и элемента ИЛИ, четвертьгй выход - со вторым входом третьего и первым входом щестого ключей, выходы первого и третьего ключей подключены к первым входам нуль-органов, аналогового повторителя, к одноименным обкладкам 5 первого и второго интегрирующих конденсаторов, выходы нуль-органов и первого счетчика соединены с соответствующими входами программирующего бпока, пятый и щестой выходы которого подкшочены ко вторым входам элементов И, одна обкладка второго интегрирующего конденсатора соединена со вторыми входами первого нуль-органа, пятого и щестого ключей, выход последнего через эталонный резистор подключен к нулевой клемме источника питания, выходы второго, четвертого и пятого ключей объединены и подключены к одной обкладке первого интегрирующего конденсатора и ко вторым входам второго нуль-органа и аналогового повторителя, выход которого соединен с отрицательной клеммой источника питания, выход элемента ИЛИ через линию связи подключен на передающей стороне ко входу триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе; 1.Авторское свидетельство ССГ.Р №458849, кл. Q О8 С 19/О2, 1974. 2.Авторское свидетельство СССР №327456, кл. q 05 D 23/24, 197О.

( п

.2