SU1553843A1 - Измерительный преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к весоизмерительным системам с применением тензорезисторных датчиков и позвол ет повысить точность измерени . Устройство содержит блок 1 тензодатчиков, первую ступень 2 и вторую ступень 3 аналогового коммутатора, усилитель 4, аналого-цифровой преобразователь 8 и компаратор 7. Новым в устройстве  вл етс  то, что в него введены первое 5 и второе 6 устройства выборки-хранени , цифровой коммутатор 9, основной регистр 12, вычитающее устройство 13, регистр 10 последовательных приближений и блок 14 вспомогательных регистров. 2 ил.

Description

&1

СЛ

00

Изобретение относитс  к весоизмерительной технике, а именно к измерительным преобразовател м дл  весоизмерительных систем с применением тен- зорезисторных датчиков и, в частности , дл  систем взвешивани  в статике и движении, дозаторов дискретного и непрерывного действи  и конвейерных весов,

I

Целью изобретени   вл етс  повышение точности.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого преобразовател ; на

фиг.2 - выходные сигналы блока управлени .

Преобразователь содержит блок 1 тензодатчиков, содержащий N тензодаг- чиков 1.1-1.N; первую ступень 2, вто- рую ступень 3 аналогового коммутатора , усилитель 4, первое 5 и второе 6 устройства выборки - хранени  УВХ1 и УВХ2, компаратор 7, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8, цифровой

коммутатор Э, регистр 10 последова- тел(ьных приближений (РПП) , блок 11 управлени , основной регистр 12, вычитающее устройство 13, блок 14 вспомогательных регистров РГ1 - РГ2.

Элементы схемы соединены следующим образом: выходы блока 1 тензодатчиков соединены с входами первой ступени аналогового коммутатора - блок 2, выходы блока 2 соединены с входа- ми второй ступени аналогового коммутатора - блок 3 выходы блока 3 соединены с основными входами усилител  4, выход усилител  соединен с первым входом компаратора 7 выход компара- тора соединен с одним из входов РПП - блок 10, выходы блока 10 соединены с входами цифрового коммутатора У, основного регистра 12, первым входом вычитающего устройства 13 и входами вспомогательных регистров (РП - PT2N; - блок 14, выходы которых соединены с соответствующими входами цифрового коммутатора 9 выход цифрового коммутатора соединен с входом ЦАП - блок 8, выход ЦАП соединен с вторым входом компаратора 7 и входами УВХ 1 - блок 5, УВХ 2 - блок 6, выходы УВХ 1 и УВХ 2 соединены с дополнительными входами усилител  k, выход основного регистра 12 соединен с вторым входом вычитающего устройства 13, выход вычитающего устройства  вл етс  выходом всего устройства,

,- о 5

0

5

выходы блока 11 управлени  соединены с входами управлени  блоков 2, 3, 4,

5,6, Э, Ю (.1 - 14.2N;. Преобразователь работает следующим образом.

На диаграмме а показан сигнал БУ, по которому блок 2 подает на входы блока 3 сигнал с тензодатчика 11. Соответственно на диаграмме б показан сигнал БУ, по которому блок 2 подает сигнал с тензодатчика 1.N на входы блока 3. На диаграмме в показан сигнал БУ, по которому блок 3 подает на входы усилител  k сигнал с выхода блока 2 сначала в пр мом включении (этому соответствует изображение выше оси ординат), а потом в обратном включении (изображение ниже оси ординат). На диаграмме ж показаны сигналы, по которым аналого- цифровой преобразователь АЦП, состо щий из блоков 7 - Ю, преобразует выходной сигнал усилител  4. При этом ключи в усилителе наход тс  в положении , показанном на диаграммах г, д, е (элементы 4 - 6 на фиг.1). Как видно из фиг,2, вначале ключи 4 и 5 разомкнуты, а ключ 6 замкнут, при этом АЦП преобразует выходной сигнал усилител , соответствующий сигналу с тензодатчика, без полезной нагрузки (вес грузоприемной платформы , бункера, ленты, конвейера и т.п.). Причем результат преобразовани  сигнала в пр мом включении запоминаетс  в регистре РГ 1 (диаграмма з), а в обратном включении - в РГ 2 (диаграмма и). Дл  N-го тензодатчика запоминание результатов преобразовани  сигналов производитс  соответственно в регистрах РГ (2N-1; и РГ 2N (диаграммы к и л). После того как в РГ 1 - РГ 2Г запомн тс  сигналы начального состо ни  с тензодатчиков , цикл работы блоков 2 и 3 повтгр этс  (см. диаграммы а,

6,ь ; уже с полезной нагрузкой на грузоприемном устройстве. При этом один ключ в усилителе 4 посто нно разомкнут (диаграмма е фиг.2) и замыкаетс  при преобразовании сигнала в пр мом включении (диаграмма г фиг.2), а другой его ключ замыкаетс  при преобразовании сигнала в инверсном включении (диаграмма д фиг.2), на дополнительные входы усилител  k (фиг.1) поступают выходные сигнапы

с УВХ 1 или УВХ 2 соответственно

(диаграммы с). Предварительно в этих УВХ запоминаетс  преобразованный посредством ЦАП сигнал с соответствующего регистра РГ 1 - РГ 2N (диаграммы м, н, о, п соответственно). Другими словами, в УВХ 1, УВХ 2 запоминаютс  сигналы того тензодатчика, сигнал которого преобразуетс  в данный момент.

Выбор соответствующих регистров РГ 1 - РГ 2N осуществл етс  БУ в соответствии с сигналами, подаваемыми на блоки 2 - k (в простейшем случае это могут быть сигналы дешифратора, подключающие соответствующие регистры к входу ЦАП цифрового коммутатора 9). Благодар  наличию дополнительных входов усилител  4 сигнал начальной загрузки тензодатчика, полученный в цикле коррекции, вычитаетс  из суммы сигналов полезной и начальной загрузок тензодатчиков, полученных в цикле измерени  (фиг,2). За счет этого становитс  возможным увеличить коэффициент усилени  усилител  kt тем самым расширить его полезный динамический диапазон и, соответственно , полезный динамический диапазон ЦАП. Вследствие этого соответственно сниз тс  погрешности, вносимые в результат измерени  усилителем и АЦП. Далее результат пр мого преобразовани  запоминаетс  в основном регистре (диаграмма т), и после вычитани  в вычитающем устройстве из кода пр мого преобразовани  кода обратного преобразовани  на выходе вычитающего устройства образуетс  код, соответствующий только полезной загрузке

тензодатчика. На диаграмме у (фиг.2) показаны моменты наличи  на выходе вычитающего устройства сигналов полезной информации от тензодатчиков (моменты съема кодов).

Блоки 2 и 3 преобразовател  могут быть реализованы на микросхемах серии К 590 (например, К590КН6 и K59QKH3). В качестве ЦАП может быть использована микросхема в стандартном включении, усилитель может быть реализован на стандартных операционных усилител х (например, КР544УД1А) и микросхемах серии К590. Блоки 9, Ю, t2, 13 и 1 могут быть реализованы, в частности, на микросхемах серий К 155, К555. Блоки 5, 6 могут быть построены на микросхемах К1100СК2. Блок 11 управлени  мо0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

жет быть реализован на однокристальной микроЭВМ КР1816ВЕ 8.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Измерительный преобразователь, содержащий блок тензодатчиков, аналоговый коммутатор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь и блок управлени , причем вход усилител  соединен через аналоговый коммутатор с выходами блока тензодатчиков, а выходы блока управлени  соединены с входами управлени  аналогового коммутатора , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности, в него введены первое и второе устройства выборки - хранени , цифровой коммутатор, основной регистр, вспомогательные регистры, число которых в два раза превышает количество тензодатчиков , и вычитающее устройство, при этом усилитель имеет два дополнительных входа, соединенных с соответствующими выходами устройств выборки - хранени , а аналого-цифровой преобразователь выполнен в виде циф- роаналогового преобразовател , регистра последовательных приближений, первый и второй входы и первый выход которого соединены соответственно с выходами блока управлени  и компаратора , первый вход которого соединен с выходом усилител , причем второй выход регистра последовательных приближений соединен с одним из входов цифрового коммутатора, входами основного и вспомогательных регистров и первым входом вычитающего устройства , выходы вспомогательных регистров соединены с соответствующими входами цифрового коммутатора, выход цифрового коммутатора соединен с входом цифроаналогового преобразовател , выход основного регистра соединен с вторым входом вычитающего устройства, выход цифроачалогового преобразовател  соединен с входами первого и второго устройств выборки - хранени  и вторым входом компаратора, выход которого соединен с третьим входом регистра последовательных приближений, а соответствующие выходы блока управлени  соединены с управл ющими входами устройств выборки - хранени , усилител , цифрового коммутатора, основного и вспомога- .тельных регистров.

   ной заерузми тенэо- аатчикобФиг.2

   эаърузки тензодатчико§