×
20.01.2013
216.012.1db3

МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СКОРОСТИ ПОТОКА ГАЗА И ЖИДКОСТИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения скорости потока газа или жидкости резистивными подогреваемыми датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь скорости потока газа или жидкости содержит микроконтроллер 1, первый резистор 2, второй резистор 3, термосопротивление 4, емкостный датчик 5, управляемый источник опорного напряжения 6, первые выводы двух резисторов 2 и 3 подключены соответственно к первому и второму выходам микроконтроллера, вторые выводы резисторов 2 и 3 подключены к первой обкладке емкостного датчика 5 и к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера 1, вторая обкладка емкостного датчика 5 подключена к минусовой клемме источника питания микроконтроллера 1, первый вывод терморезистора 4 подключен ко вторым выводам резисторов 2 и 3, второй вывод терморезистора подключен к третьему выходу микроконтроллера 1, к выходу первого широтно-импульсного модулятора микроконтроллера 1 подключен вход управляемого источника опорного напряжения 6, выход которого подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера 1, выход второго широтно-импульсного модулятора микроконтроллера 1 подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера 1. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей микроконтроллерного измерительного преобразователя. 1 ил.
Основные результаты: Микроконтроллерный измерительный преобразователь скорости потока газа или жидкости, содержащий микроконтроллер, первый и второй резисторы, емкостный датчик, причем первый и второй резисторы подключены первыми выводами соответственно к первому и второму выходам микроконтроллера, второй вывод первого резистора подключен к первой обкладке емкостного датчика и к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера, вторая обкладка емкостного датчика подключена к минусовой клемме источника питания микроконтроллера, отличающийся тем, что в него введены терморезистор и управляемый источник опорного напряжения, причем первый вывод терморезистора подключен ко вторым выводам первого и второго резисторов, второй вывод терморезистора подключен к третьему выходу микроконтроллера, вход управляемого источника опорного напряжения подключен к выходу первого широтно-импульсного модулятора микроконтроллера, выход управляемого источника опорного напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера, выход второго широтно-импульсного модулятора микроконтроллера подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера.
Реферат Свернуть Развернуть

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения скорости потока газа или жидкости резистивными подогреваемыми датчиками, и может быть использовано в информационно-измерительных системах для контроля неэлектрических величин резистивными и емкостными датчиками.

Уровень техники

Если нагреваемый током резистивный датчик температуры погружен в газ или жидкую среду, то его температура определяется режимом теплового равновесия между количеством теплоты, подводимой к датчику и отдаваемой в окружающую среду. Количество отдаваемой датчиком теплоты зависит от скорости потока газа или жидкости, в которые он помещен. Если измерять сопротивление этого датчика, а также протекающий через него ток, то можно определить скорость газового или жидкостного потока, в которых находится этот датчик.

Известно устройство для измерения электрической емкости и/или активного сопротивления, содержащее два одновибратора, включенные по кольцевой схеме, генератор импульсов и индикатор, во времязадающие цепи первого и второго одновибраторов включены конденсаторы, соответственно измеряемой емкости и образцовой к входам запуска обоих одновибраторов подключен выход генератора, между вторыми выходами одновибраторов включен блок индикации (см. пат. РФ №2099724, кл. G01R 27/26).

Недостаток известного решения - ограничены функциональные возможности, устройство не может быть использовано для измерения скорости потока газа или жидкости.

Известно устройство для измерения неэлектрических величин конденсаторными датчиками, содержащее микроконтроллер (МК), индикатор, первый и второй генераторы, во времязадающие цепи которых включены соответственно емкостный датчик и образцовый конденсатор, выходы генераторов подключены к входам МК, индикатор подключен к одному из портов МК (см. пат. РФ №2214610, кл. G01 27/26).

Недостаток известного решения - ограничены функциональные возможности, устройство не может быть использовано для измерения скорости потока газа или жидкости.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению и принятое авторами за прототип является микроконтроллерное устройство для измерения частоты вращения вала, содержащее МК, индикатор, емкостный датчик, образцовый конденсатор, два резистора. Первые обкладки емкостного датчика и образцового конденсатора подключены к общему проводу, вторые обкладки датчика и образцового конденсатора подключены, соответственно, к первому и второму входам аналогового компаратора МК и к первым выводам обоих резисторов, вторые выводы которых подключены к выходам МК (см. пат. РФ №2214610, кл. G01 27/26).

Недостаток известного решения - ограничены функциональные возможности, устройство не может быть использовано для измерения скорости потока газа или жидкости.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к расширению функциональных возможностей микроконтроллерного измерительного преобразователя, а именно к измерению скорости потока газа или жидкости.

Технический результат достигается тем, что в микроконтроллерный измерительный преобразователь скорости потока газа или жидкости, содержащий МК, первый и второй резисторы, емкостный датчик, причем первый и второй резисторы подключены первыми выводами соответственно к первому и второму выходам МК, второй вывод первого резистора подключен к первой обкладке емкостного датчика и к первому входу аналогового компаратора МК, вторая обкладка емкостного датчика подключена к минусовой клемме источника питания МК, введены терморезистор и управляемый источник опорного напряжения, причем первый вывод терморезистора подключен ко вторым выводам первого и второго резисторов, второй вывод терморезистора подключен к третьему выходу МК, вход управляемого источника опорного напряжения подключен к выходу первого широтно-импульсного модулятора МК, выход управляемого источника опорного напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора МК, выход второго широтно-импульсного модулятора МК подключен к первому входу аналогового компаратора МК.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 представлена структурная схема микроконтроллерного измерительного преобразователя скорости потока газа или жидкости.

Осуществление изобретения

Микроконтроллерный измерительный преобразователь скорости потока газа или жидкости содержит (фиг.1) МК 1, первый резистор 2, второй резистор 3, термосопротивление 4, емкостный датчик 5, управляемый источник опорного напряжения 6, первые выводы резисторов 2 и 3 подключены соответственно к первому и второму выходам МК 1, вторые выводы резисторов 2 и 3 подключены к первой обкладке емкостного датчика 5 и к первому входу аналогового компаратора (на фиг.1 не показан) МК 1, вторая обкладка емкостного датчика 5 подключена к минусовой клемме источника питания МК 1, первый вывод терморезистора 4 подключен ко вторым выводам первого резистора 2 и второго резистора 3, второй вывод терморезистора подключен к третьему выходу МК 1, к выходу первого широтно-импульсного модулятора (ШИМ) (на фиг. не показан) МК 1 подключен вход управляемого источника опорного напряжения 6, выход которого подключен ко второму входу аналогового компаратора МК 1, выход второго ШИМ (на фиг.1 не показан) МК 1 подключен к первому входу аналогового компаратора МК 1.

Микроконтроллерный измерительный преобразователь скорости потока газа или жидкости работает следующим образом.

МК 1 переводит первый и второй выходы в высокоомное состояние и подключает выход первого ШИМ к первому выводу термосопротивления 4. От импульсного тока ШИМ-сигнала термосопротивление 4 нагревается. Мощность, рассеиваемая на термосопротивления 4, пропорциональна коэффициенту заполнения ШИМ-сигнала второго ШИМ. Через некоторое время МК 1 переводит выход второго ШИМ в высокоомное состояние, что равнозначно его отключению от термосопротивления 4. МК 1 переходит в режим измерения значения термосопротивления 4. Для этого МК 1 линейно увеличивает коэффициент заполнения выходного сигнала первого ШИМ. Как только аналоговый компаратор поменяет на выходе логический уровень, МК 1 определяет по коэффициенту заполнения выходного сигнала первого ШИМ значение напряжения, падающего на термосопротивлении 4, и определяет значение термосопротивления 4, а следовательно и скорость потока газа.

Для повышения точности измерения скорости потока газа МК 1 определяет влажность этого газа, путем измерения емкости датчика 5 влажности газа. Измерение емкости осуществляется следующим образом.

МК 1 переводит первый и третий выходы в высокоомное состояние, очищает встроенный счетчик импульсов, подает на емкостный датчик 5 через резистор 2 высокий уровень напряжения и запускает встроенный счетчик импульсов от внутреннего генератора тактовых импульсов. Как только напряжение на емкостном датчике 5 превысит напряжение на втором входе аналогового компаратора, на выходе последнего поменяется логический уровень. По этому сигналу МК 1 останавливает счетчик, в котором к данному моменту будет сформирован двоичный код пропорциональный постоянной времени τ заряда емкостного датчика 5. Используя известное выражение τ=RC, МК 1 определяет из выражения C=τ/R емкость емкостного датчика 5. Сопротивление R резистора 2 известно. Затем МК 1 учитывает влияние влажности контролируемого газа на измерение скорости его потока и передает результат через встроенный стандартный последовательный интерфейс, например, в программируемый логический контроллер.

Если производится измерение скорости потока жидкости, то МК 1 учитывает, используя специальный алгоритм, температуру контролируемой жидкости.

Преимущества изобретения: расширены функциональные возможности микроконтроллерного измерительного преобразователя, который позволяет измерять скорость потока газа, его влажность или скорость потока жидкости.

Микроконтроллерный измерительный преобразователь скорости потока газа или жидкости, содержащий микроконтроллер, первый и второй резисторы, емкостный датчик, причем первый и второй резисторы подключены первыми выводами соответственно к первому и второму выходам микроконтроллера, второй вывод первого резистора подключен к первой обкладке емкостного датчика и к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера, вторая обкладка емкостного датчика подключена к минусовой клемме источника питания микроконтроллера, отличающийся тем, что в него введены терморезистор и управляемый источник опорного напряжения, причем первый вывод терморезистора подключен ко вторым выводам первого и второго резисторов, второй вывод терморезистора подключен к третьему выходу микроконтроллера, вход управляемого источника опорного напряжения подключен к выходу первого широтно-импульсного модулятора микроконтроллера, выход управляемого источника опорного напряжения подключен ко второму входу аналогового компаратора микроконтроллера, выход второго широтно-импульсного модулятора микроконтроллера подключен к первому входу аналогового компаратора микроконтроллера.
МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СКОРОСТИ ПОТОКА ГАЗА И ЖИДКОСТИ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 18.
27.08.2013
№216.012.6541

Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления с управляемой чувствительностью

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения и контроля неэлектрических величин резистивными датчиками. Технический результат, который может быть достигнут с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491558
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.11.2013
№216.012.7f8e

Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя по эдс самоиндукции

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использовано в средствах для диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного двигателя или трансформатора....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498327
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.12.2013
№216.012.8e29

Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код с генератором, управляемым напряжением

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано для измерения физических величин, контролируемых резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502076
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.02.2014
№216.012.9fbb

Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения и контроля неэлектрических величин резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506599
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.05.2014
№216.012.c198

Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста уитстона методом широтно-импульсной модуляции

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения и контроля неэлектрических величин резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515309
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.07.2014
№216.012.e04e

Микроконтроллерный ацп с использованием переходного процесса в rc-цепи

Изобретение относится к области аналого-цифровых преобразователей. Техническим результатом является повышение точности и скорости преобразования. Микроконтроллерный АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи содержит первый резистор 1, второй резистор 2, третий резистор 3, четвертый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523208
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.03.2015
№216.013.344e

Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации

Изобретение относится к системам связи, использующим инфразвуковые, звуковые или ультразвуковые акустические волны, и может быть использовано в средствах для передачи информации через ограждающие конструкции жилых и производственных зданий. Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544865
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.04.2015
№216.013.3beb

Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использовано в средствах для диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного или синхронного двигателя....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546827
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.05.2015
№216.013.4a90

Микроконтроллерное устройство для измерения емкости и сопротивления и передачи результата измерения по радиоканалу

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения емкости и активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения и контроля неэлектрических величин емкостными и резистивными датчиками и передачи результата измерения по радиоканалу....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550595
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2015
№216.013.52ec

Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения неэлектрических величин резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552749
Дата охранного документа: 10.06.2015
Показаны записи 1-10 из 31.
27.08.2013
№216.012.6541

Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления с управляемой чувствительностью

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения и контроля неэлектрических величин резистивными датчиками. Технический результат, который может быть достигнут с помощью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491558
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.12.2013
№216.012.8e29

Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код с генератором, управляемым напряжением

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано для измерения физических величин, контролируемых резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь сопротивления в двоичный код с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502076
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.02.2014
№216.012.9fbb

Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения и контроля неэлектрических величин резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002506599
Дата охранного документа: 10.02.2014
10.05.2014
№216.012.c198

Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием резистивного моста уитстона методом широтно-импульсной модуляции

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения и контроля неэлектрических величин резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь с уравновешиванием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002515309
Дата охранного документа: 10.05.2014
20.07.2014
№216.012.e04e

Микроконтроллерный ацп с использованием переходного процесса в rc-цепи

Изобретение относится к области аналого-цифровых преобразователей. Техническим результатом является повышение точности и скорости преобразования. Микроконтроллерный АЦП с использованием переходного процесса в RC-цепи содержит первый резистор 1, второй резистор 2, третий резистор 3, четвертый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523208
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.03.2015
№216.013.344e

Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем передачи информации

Изобретение относится к системам связи, использующим инфразвуковые, звуковые или ультразвуковые акустические волны, и может быть использовано в средствах для передачи информации через ограждающие конструкции жилых и производственных зданий. Микроконтроллерный ультразвуковой генератор для систем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544865
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.04.2015
№216.013.3beb

Микроконтроллерное устройство диагностики межвитковой изоляции обмотки электродвигателя

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для контроля качества изоляции, характеризуемого ее пробивным напряжением, и может быть использовано в средствах для диагностики состояния межвитковой изоляции обмотки асинхронного или синхронного двигателя....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546827
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.05.2015
№216.013.4a90

Микроконтроллерное устройство для измерения емкости и сопротивления и передачи результата измерения по радиоканалу

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения емкости и активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения и контроля неэлектрических величин емкостными и резистивными датчиками и передачи результата измерения по радиоканалу....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550595
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2015
№216.013.52ec

Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения неэлектрических величин резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552749
Дата охранного документа: 10.06.2015
20.09.2015
№216.013.7be6

Микроконтроллерный измерительный преобразователь с управляемым питанием резистивных измерительных цепей методом широтно-импульсной модуляции

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения активного сопротивления, и может быть использовано в средствах для измерения неэлектрических величин резистивными датчиками. Микроконтроллерный измерительный преобразователь с управляемым питанием резистивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563315
Дата охранного документа: 20.09.2015
+ добавить свой РИД