PL170926B1 - Układ do pomiaru parametrów fizycznych - Google Patents

Abstract

Układ do pomiaru parametrów fizycznych wyposażony w mikrokomputer połączony poprzez przetworniki cyfrowo-analogowe z detektorem zera, znamienny tym, że między przetwornikami cyfrowoanalogowymi (213) a detektoremzera (5) umieszczony jestmostek rezystancyjny (4), przy czym między pierwsze wyjścia przetworników cyfrowo-analogowych (2 1 3) włączone są pierwszy i drugi rezystor (6 i 7) połączone wspólnie poprzez element pomiarowy (8) z detektorem zera (5), natomiast między drugie wyjścia przetworników cyfrowo-analogowych (2 i 3) włączone są czwarty 1 piąty rezystor (10 i 11) połączone wspólnie poprzez szósty rezystor (12) z detektorem zera (5).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do pomiaru parametrów fizycznych w szczególności temperatury, natężenia światła i szeregu dowolnych wartości fizycznych, których zmiana jest funkcją wartości rezystancji.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 152328 układ do kompensacyjnego pomiaru temperatur ma mostek pomiarowy. W jednej z jego przekątnych znajduje się wzmacniacz napięciowy połączony z elementem pomiarowym, którymjest termopara, a w innej gałęzi mostka pomiarowego umieszczony jest sterowany dzielnik rezystancyjny, który z jednej strony połączony jest z mikroprocesorem sterującym przez przekaźnik podłączeniem termopary.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 151960 układ do badania materiałów magnetycznych składa się z mikrokomputera sterującego przez przetworniki cyfrowo-analogowe generatorem sygnałów, przy czym wejścia przetworników cyfrowo-analogowych połączone są ze sterownikiem, a wyjścia z pamięciami bufowymi dołączonymi do mikrokomputera.

Układ do pomiaru parametrów fizycznych wyposażony w mikrokomputer połączony poprzez przetworniki cyfrowo-analogowe z detektorem zera, charakteryzuje się tym, że między przetwornikami cyfrowo-analogowymi a detektorem zera umieszczony jest mostek rezystancyjny, przy czym między pierwsze wyjścia przetworników cyfrowo-analogowych włączone są pierwszy i drugi rezystor, połączone wspólnie poprzez element pomiarowy z detektorem zera, natomiast między drugie wyjścia przetworników cyfrowo-analogowych włączone są czwarty i piąty rezystor, połączone wspólnie poprzez szósty rezystor z detektorem zera.

Nowe rozwiązanie przyczynia się do wyeliminowania ruchomych elementów mechanicznych przeznaczonych do zerowania mostka rezystancyjnego, przez co poprawia niezawodność działania układu. Ponadto zastosowanie połączenia przetworników cyfrowo-analogowych z mostkiem rezystancyjnym zwiększa dokładność pomiaru.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat blokowo-ideowy układu do pomiaru parametrów fizycznych.

Mikrokomputer 1 połączony jest z pierwszym i drugim przetwornikiem cyfrowo-analogowym 2 i 3 stanowiącymi źródło napięcia odniesienia dla mostka rezystancyjnego 4, który steruje detektorem zera 5. Pierwsze wyjście pierwszego przetwornika cyfrowo-analogowego 2 połączone jest z pierwszym rezystorem 6 połączonym z drugim rezystorem 7, a te z kolei z elementem pomiarowym 8, tworzącymi pierwszą gałąź mostka rezystancyjnego 4, dołączonego do pierwszego wejścia detektora zera 5. Do detektora zera 5 podłączony jest dodatkowo trzeci rezystor tworzący drugą gałąź mostka rezystancyjnego 4. Drugi rezystor 7 połączony jest równocześnie z pierwszym wyjściem drugiego przetwornika cyfrowo-analogowego 3. Drugie wyjście pierwszego przetwornika cyfrowo-analogowego 2 połączone jest poprzez czwarty i piąty rezystor i 11 z drugim wyjściem drugiego przetwornika cyfrowo-analogowego 3. Czwarty i piąty

170 926 rezystor 10 il 1 połączone wspólnie poprzez szósty rezystor 12 tworzące trzecią gałąź mostka rezystancyjnego 4 dołączone są do drugiego wejścia detektora zera 5. Do szóstego rezystora 12 dołączony jest siódmy rezystor 13 tworzący czwartą gałąź mostka rezystancyjnego 4. Wyjście detektora zera 5 jest bezpośrednio połączone z mikrokomputerem 1.

Mikrokomputer 1 za pośrednictwem przetworników cyfrowo-analogowych 2 i 3 steruje mostkiem rezystancyjnym 4 w taki sposób, aby wartość natężenia prądu lub napięcia na wejściach detektora zera 5 była równa zero. Sygnał wyjściowy z detektora zera 5 blokuje działanie przetworników cyfrowo-analogowych 2 i 3, a w pamięci mikrokomputera 1 zapisywana jest pierwsza ilość bitów, dla której uzyskuje się wartość zerową sygnału na wejściach detektora zera 5. Pierwszy przetwornik cyfrowo-analogowy 2 wytwarza 2 poziomów napięcia odniesienia, a drugi przetwornik cyfrowo-analogowy 3 dostarcza wartość napięcia, która wynika z podziału napięcia odpowiadającego jednemu bitowi pierwszego przetwornika analogowocyfrowego 2 na kolejne 2ⁿ poziomów napięcia. W rezultacie otrzymuje się 2^{2 n} poziomów napięcia odniesienia, którego wartość doprowadza się do mostka rezystancyjnego 4. Pod wpływem zmiany parametrów fizycznych następuje zmiana rezystancji elementu pomiarowego 8, co powoduje brak równowagi mostka rezystancyjnego 4, a na wejściu detektora zera 5 pojawia się różna od zera wartość natężenia lub napięcia prądu. Aby mostek rezystancyjny 4 powrócił ponownie do stanu równowagi, mikrokomputer 1 odblokowuje przetworniki cyfrowo-analogowe 2 i 3 równoważąc go do momentu uzyskania wartości równej zero na wejściu detektora zera 5. W pamięci mikrokomputera 1 zapisywana jest druga ilość potrzebna do zrównoważenia mostka rezystancyjnego 4. Różnica między zapisaną drugą a pierwszą ilością bitów odpowiada zmianom wartości fizycznych rejestrowanych przez element pomiarowy 8. Następnie mikrokomputer 1 dokonuje przeliczenia różnicy bitów na bezwzględną wartość pomiarową wyrażoną w jednostkach fizycznych odpowiednich dla danego pomiaru.

170 926

8

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ do pomiaru parametrów fizycznych wyposażony w mikrokomputer połączony poprzez przetworniki cyfrowo-analogowe z detektorem zera, znamienny tym, że między przetwornikami cyfrowo-analogowymi (2 i 3) a detektorem zera (5) umieszczony jest mostek rezystancyjny (4), przy czym między pierwsze wyjścia przetworników cyfrowo-analogowych (2 i 3) włączone są pierwszy i drugi rezystor (6 i 7) połączone wspólnie poprzez element pomiarowy (8) z detektorem zera (5), natomiast między drugie wyjścia przetworników cyfrowo-analogowych (2 i 3) włączone są czwarty i piąty rezystor (10 i 11) połączone wspólnie poprzez szósty rezystor (12) z detektorem zera (5).