Многоканальное устройство для измерения температуры Советский патент 1982 года по МПК G01K7/00 

(5) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ

„ .

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры, ис пользуемым преимущественно при многоточечных измерениях.

По основному авт. св. № 847067 известно многоканальное устройство для измерения температуры, содержащее источник питания, датчики температуры, подключенные через коммутатор к неинвертирущему входу one- JQ рационного усилителя с отрицательной обратной связью из делителя напряжения, выполненного на резисторах, а выход операционного усилителя под1а1ючен к аналого-цифровому преобразо- 5 вателю (АЦП), а также дешифратор, подключенный к коммутатору, причем в отрицательную обратную связь усилителя введены п ключей со схемами управления по числу диапазонов изме- 20 рения, а в делитель отрицательной обратной связи - (п-1) - резисторов, при этом выходы делителя соединены с первыми коммутационными входами

ключей, управляющие входы которых подключены к выходу дешифратора через схемы управления а вторые коммутационные выходы ключей соединены с инверсным входом операционного усилителя 1.

Однако известное устройство в условиях массового сбора измерительной информации при сопряжении с внешним измерительным комплексом,, например ЦВМ, имеет низкую помехоустойчивость из-за Отсутствия гальванической развязки измерительных. цеЬей устройства от цепей последующего измерительного тракта, а также цепей управления с внешним адресным опросом, что создает высокий уровень помех через общие шины и контура паразитных связей, а в случае, когда датчики соединены с корпусом изделия, возможность измерений вообще исключается. Кроме того, при переключении датчиков возникает коммутационная импульсная помеха переход3ного процесса в результате перераспределения энергии от отключаемого датчика к подключаемому, а в случае соединения датчиков с корпусом изделия - включая энергию разности статических потенциалов точек корпуса изделия, в которых установлены датчики. Целью изобретения является повышение помехозащищенности и снижение энергопотребления устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее источник питания, датчики температуры, коммутатор, имеющий вход для внешнего адресного управления, деши фратор, операционный усилитель с от рицательной обратной связью на резисторах и ключах со схемами управления , а также АЦП с входом для вне него запуска и выходом Конец изме-; рений, введены второй источник напряжения питания, п логических схем И по числу разрядов кода номера оп рашивае Ых каналов, т логических схем И по числу разрядов измеритель ной информации, схема задержки, два узла гальванической развязки на оп tpoHax,первый из которых содержит (п+1), а второй - (т+1) входных и выходных каскадов, причем п входов первого узла соединены с соответств выходами п логических схем И, а (nf1)-й вход соединен с из входов п логических схем И, п вы ходов первого узла гальванической развязки соединены с адресными входами коммутатора, а (п+1)-й выход соединен с входом АЦП через схему задержки, m входов второго узла гал ванической развязки соединены с вых дами m логических схем, а (т+1)-и вход соединен с одним из выходов АЦП и одними из входов m логических схем И, другие входы которых соединены с выходакм измерительной инфор мации АЦП, при этом второй источник питания соединен с п логическими сх мами И, а также входными каскадами первого и выходными каскадами второго узла развязки. На чертеже представлена функциональная схема многоканального устройства для измерения температуры. Устройство содержит датчики 1 температуры, коммутатор 2 с входом для-внешнего адреса, дешифратор 3 операционный усилитель k с отрицаIтельной обратной связью из делитеВЛЯ напряжения, выполненного на резисторах и ключах со схемами управления, АЦП 5. с входом для внешнего запуска и выходом Конец измерений, п логических схем И 6 по числу разрядов кода номера опрашиваемых каналов, m логических схем И 7 по числу разрядов измерительной информации, два узла 8 и 9 гальванической развязки на оптронах, первый из которых содержит (п+1) входных и выходных каскадов, причем входы первого узла соединены с соответствующими выходами п логических схем И, а (п+1)-й вход соединен с одними входами п логических схем И, п выходов первого узла 8 гальванической развязки соединены с коммутатором 2, а (п+1)-й выход соединен с входом АЦП 5 через схему 10 задержки, m входов второго узла 9 гальванической развязки соединены с выходами m логических схем 7, а (пн-1)-й вход соединен с одним из выходов АЦП и одними входами m логических схем И, другие входы которых соединены с выходами измерительной информации АЦП, при этом второй источник 11 питания соединен с п логическими схемами И, а также входными каскадами первого и выходными каскадами второго узла развязки, первый источник 12 питания. Устройство работает следующим образом. Сигнал внешнего адресного опроса стробируется сопровождающим синхроимпульсом на п схемах И и далее че-г рез первый узел 8 гальванической развязки поступает на адресный вход коммутатора 2, внутренний запуск которого при этом блокируется установкой соответствующего режима работы коммутатора Автономный - внешний, сопровождакхций внешний синхроимпульс через (п+1)-и вход узла В гальванической развязки и схему ТО задержки поступает на пусковой вход АЦП 5 при этом время заае ржки рассчитано на переходный процесс, коммутационной помехи для последующего ее исключения из результата измерения. По окончании цикла преобразования на вь1ходе АЦП 5 пояапяется импульс Конец измерения, который стробирует цифровой код измерительной инфори ации на m схемах И, с. выхода которых сигнал поступает на

второй узел гальванической развязки и далее на внешнее устройство.

Таким образом, использование двух источников питания для внутрен них и внешних цепей отдельно, а так же узлов развязки на оптронах, обес печивает полную гальваническую развязку внутренних цепей от внешних и вместе с этим - полное подавление помех, обусловленное внешними цепями. За счет меньшей емкостной паразитной связи между цепями развязки обеспечивается и меньшее энергопотребление, так как носителем информации в оптронах являются фотоны. Кроме того, стробирование сигналов узкими импульсами обеспечивает дополнительное повышение помехозащищенности и снижение энергопотребления устройства в целом.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для из мерения температуры по авт. св. № , отличающееся те, что, с целью повышения помехозащищенности и снижения энергоемкости устройства, в него введены второй источник напряжения питания, п логических схем И по числу разрядов кода номера опрашиваемых каналов, m логических схем И по чис

6itii78

лу разрядов измерительной информации, схема задержки, два узла гальванической развязки на оптронах, первый из которых содержит (п+1),5 а второй - (т+1) входных и выходных каскадов, причем п входов первого узла соединены с соответствующими выходами п логических схем И, а (п+1)-й вход соединен с одними из входов п 0 логических схем И, п выходов первого узла гальванической развязки сое динены с адресными входами коммутатора, а (п-ь1)-й выход соединен с BxcJ дом аналого-цифрового преобразовате 5 ля через схему задержки, га входов второго узла гальванической развязки соединены с выходами m логических схем, а (пН-1)-й вход соединен с одним из выходов аналого-цифрово20 го преобразователя и одними входами m логических схем И, другие входы которых соединены с выходами из мери-i тельной информации аналого-цифрового преобразователя, при этом второй 25 источник питания соединен с п логическими схемами И, а также входными каскадами первого и выходными каскадами второго узла развязки.

30Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 К 7/00, 1979 (прототип).