×
10.06.2015
216.013.52ec

МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ФУНКЦИЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА В ЦЕПИ РЕЗИСТИВНОГО ДАТЧИКА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002552749
Дата охранного документа
10.06.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: 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 резистивного датчика содержит: (см. чертеж) резистор 1 (R), резистор 2 (R), резистор 3 (R) резистор 4 (R), т.е. резистивный датчик, резистор 5 (R) и микроконтроллер 6. Резисторы 1 и 2 первыми выводами подключены к первому входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, резисторы 3 и 4 первыми выводами подключены ко второму входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, второй вывод резистора 4 и первый вывод резистора 5 подключены к третьему входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, вторые выводы резисторов 1 и 3 подключены к первому цифровому выходу микроконтроллера 6, вторые выводы резисторов 2 и 5 подключены ко второму цифровому выходу микроконтроллера 6. Выход аналогового мультиплексора микроконтроллера 6 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП), встроенного в микроконтроллер 6. Технический результат заключается в повышении точности. 1 ил.
Основные результаты: Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика, содержащий микроконтроллер, резистивный датчик, первый, второй и третий резисторы, первые выводы первого и второго резисторов подключены к первому входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, первые выводы резистивного датчика и третьего резистора подключены ко второму входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, вторые выводы первого и третьего резисторов подключены к первому цифровому выходу микроконтроллера, второй вывод второго резистора подключен ко второму цифровому выходу микроконтроллера, отличающийся тем, что в него введен четвертый резистор, причем первый вывод четвертого резистора подключен ко второму выводу резистивного датчика и к третьему входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, второй вывод четвертого резистора подключен ко второму цифровому выходу микроконтроллера.
Реферат Свернуть Развернуть

Область техники, к которой относится изобретение

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.

Уровень техники

Известно устройство для измерения неэлектрических величин конденсаторными датчиками, содержащее первый и второй генераторы, микроконтроллер и цифровой индикатор, во времязадающие цепи генераторов включены конденсаторы и резисторы, один из цифровых выходов микроконтроллера подключен к входам разрешения генерирования обоих генераторов, цифровой индикатор подключен к микроконтроллеру через последовательный интерфейс (см. пат. РФ №2214610, кл. G01R 27/26).

Недостаток известного решения - низкая точность, обусловленная погрешностью, вносимой генераторами, параметры которых зависят от внешних факторов.

Известно устройство - мостовая схема (мост Уитстона) для измерения сопротивления резистивных датчиков, содержащая два резистивных делителя, крайние выводы которых подключены к источнику питания, между средними выводами резистивных делителей включен измерительный прибор (см. Яковлев В. Структура измерительной системы на базе пассивных датчиков / В. Яковлев // Современные технологии автоматизации. - 2002, №1).

Недостаток известного решения - низкая точность, обусловленная нелинейностью характеристики преобразования при разбалансе моста.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению и принятым авторами за прототип является энергосберегающий микроконтроллерный измерительный преобразователь для резистивных датчиков, содержащий четыре резистора, включенных по схеме моста Уитстона, и микроконтроллер, причем первая диагональ моста подключена между первым и вторым цифровыми выходами микроконтроллера, вторая диагональ моста подключена к первому и второму входам аналогового мультиплексора, встроенного в микроконтроллер, в качестве одного из резисторов моста включен резистивный датчик.

Недостаток известного решения - низкая точность, обусловленная нелинейностью характеристики преобразования при разбалансе моста.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к повышению точности микроконтроллерного измерительного преобразователя с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика.

Технический результат достигается тем, что в микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика, содержащий микроконтроллер, резистивный датчик, первый, второй и третий резисторы, первые выводы первого и второго резисторов подключены к первому входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, первые выводы резистивного датчика и третьего резистора подключены ко второму входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, вторые выводы первого и третьего резисторов подключены к первому цифровому выходу микроконтроллера, второй вывод второго резистора подключен ко второму цифровому выходу микроконтроллера, введен четвертый резистор, причем первый вывод четвертого резистора подключен ко второму выводу резистивного датчика и к третьему входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, второй вывод четвертого резистора подключен ко второму цифровому выходу микроконтроллера.

Краткое описание чертежей

На чертеже представлена структурная схема микроконтроллерного измерительного преобразователя с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика.

Осуществление изобретения

Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика содержит: (см. чертеж) резистор 1 (R1), резистор 2 (R2), резистор 3 (R3), резистор 4 (R4), т.е. резистивный датчик, резистор 5 (R5) и микроконтроллер 6. Резисторы 1 и 2 первыми выводами подключены к первому входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, резисторы 3 и 4 первыми выводами подключены ко второму входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, второй вывод резистора 4 и первый вывод резистора 5 подключены к третьему входу аналогового мультиплексора микроконтроллера 6, вторые выводы резисторов 1 и 3 подключены к первому цифровому выходу микроконтроллера 6, вторые выводы резисторов 2 и 5 подключены ко второму цифровому выходу микроконтроллера 6. Выход аналогового мультиплексора микроконтроллера 6 подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) (на фигуре не показан), встроенного в микроконтроллер 6.

Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика работает следующим образом.

Микроконтроллер 6 выводит на первый цифровой выход высокий уровень напряжения (логическую 1), а на второй цифровой выход низкий уровень напряжения (логический 0), при этом к цепям последовательно включенных резисторов 1, 2 (R1, R2) и 3, 4, 5 (R3, R4, R5) будет приложено измерительное напряжение, которое определяется выражением:

где UП - напряжение питания микроконтроллера 6; - напряжение, падающее на выходном сопротивлении транзисторного ключа цифрового выхода микроконтроллера 6. Так как измерительный ток течет через оба транзисторных ключа первого и второго цифровых выходов микроконтроллера 6, то потери напряжения на сопротивлениях транзисторных ключей удваиваются, что отражено в выражении (1) умножением на 2.

Затем микроконтроллер 6 с помощью аналогового мультиплексора подключает общую точку первых выводов резисторов 1 и 2 ко входу АЦП и измеряет напряжение U1, падающее на резисторе 2 относительно общего провода. Так как R1=R2 и обоих транзисторных ключей равны, то U1=UП/2. По результатам данной операции микроконтроллер 6 диагностирует параметры измерительного канала, например функционирование АЦП. Если U1≠UП/2, то микроконтроллер 6 не выполняет дальнейшие действия или вносит поправку в результат измерения с учетом отклонения U1 от UП/2.

Затем микроконтроллер 6 подключает второй вход аналогового мультиплексора, т.е. общую точку первых выводов резисторов 3 и 4 ко входу АЦП, и измеряет напряжение U2, падающее на последовательно включенных резисторах 4 и 5 относительно общего провода.

Затем микроконтроллер 6 подключает третий вход аналогового мультиплексора, т.е. общую точку резисторов 4 и 5 ко входу АЦП, и измеряет напряжение U3, падающее на резисторе 5 относительно общего провода. Так как сопротивление R5 резистора 5 известно, то микроконтроллер 6 определяет измерительный ток Iизм, протекающий по цепи последовательно включенных резисторов 3, 4 и 5 из выражения Iизм=U3/R5. Затем микроконтроллер 6 определяет сопротивление резистора 4, т.е. сопротивление датчика из выражения

Микроконтроллер 6 вычисляет значение измеряемого параметра, например температуру по известному выражению с использование измеренного значения сопротивления R4 резистивного датчика 4, и сохраняет это значение в памяти, например, для вывода на цифровой индикатор (на фигуре цифровой индикатор не показан).

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными решениями имеет преимущество - преобразовательная характеристика линейна, что в свою очередь приводит к повышению точности микроконтроллерного измерительного преобразователя.

Микроконтроллерный измерительный преобразователь с функцией измерения тока в цепи резистивного датчика, содержащий микроконтроллер, резистивный датчик, первый, второй и третий резисторы, первые выводы первого и второго резисторов подключены к первому входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, первые выводы резистивного датчика и третьего резистора подключены ко второму входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, вторые выводы первого и третьего резисторов подключены к первому цифровому выходу микроконтроллера, второй вывод второго резистора подключен ко второму цифровому выходу микроконтроллера, отличающийся тем, что в него введен четвертый резистор, причем первый вывод четвертого резистора подключен ко второму выводу резистивного датчика и к третьему входу аналогового мультиплексора микроконтроллера, второй вывод четвертого резистора подключен ко второму цифровому выходу микроконтроллера.
МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ФУНКЦИЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА В ЦЕПИ РЕЗИСТИВНОГО ДАТЧИКА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 17.
20.01.2013
№216.012.1db3

Микроконтроллерный измерительный преобразователь скорости потока газа и жидкости

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,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473097
Дата охранного документа: 20.01.2013
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
Показаны записи 1-10 из 28.
20.01.2013
№216.012.1db3

Микроконтроллерный измерительный преобразователь скорости потока газа и жидкости

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,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473097
Дата охранного документа: 20.01.2013
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
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