измерительная система

Формула изобретения

1. Измерительная система, включающая в себя измерительное устройство, снабженное входом, и группу датчиков бинарного типа, размещенных в различных зонах измерения и подключенных ко входу измерительного устройства, отличающаяся тем, что каждый датчик снабжен несколькими выходами, число которых не менее числа датчиков в группе, различающимися друг от друга величиной выходного сопротивления, и каждый датчик подключен к измерительному устройству выходом, сопротивление которого отличается от сопротивления выходов, которыми подключены ко входу измерительного устройства остальные датчики.

2. Измерительная система по п.1, отличающаяся тем, что значения сопротивления выходов каждого из датчиков образуют геометрическую прогрессию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, например, в автомобильных системах контроля и/или управления.

Известны (см. 1) технические системы, включающие в себя измерительное устройство и подключенный ко входу измерительного устройства датчик бинарного типа, генерирующий бинарный выходной сигнал.

Под датчиком бинарного типа понимается датчик, генерирующий выходной сигнал, скачкообразно изменяющий свое выходное сопротивление при переходе контролируемой физической величины через пороговое значение.

Известна также система для проверки аварийных датчиков, см. патент США 5345402, МКИ5 G 06 G 7/48, B 60 Q 11/00, B 60 R 21/00, включающая в себя множество однотипных аварийных датчиков бинарного типа и измерительное устройство. При этом для идентификации сработавшего датчика каждый датчик подключен к отдельному входу измерительного устройства.

Недостатком системы является ее сложность ввиду использования множества (по числу датчиков) линий связи и входов измерительного устройства.

За прототип заявленного изобретения взята автомобильная система обнаружения, патент JP 5057134 В4, МКИ5 B 60 Q 3/02, публ. 23.08.93, в состав которой входит измерительное устройство со входом и несколько датчиков бинарного типа, подключенных ко входу измерительного устройства.

Такое подключение позволяет снизить количество соединительных проводов и входов измерительного устройства.

Недостатком измерительной системы, использующей несколько датчиков бинарного типа, расположенных в разных зонах измерения, но подключенных к одному входу измерительного устройства, является невозможность идентификации датчика, обнаружившего изменение контролируемой величины, а следовательно, и зоны, в которой произошло изменение контролируемой величины.

Задачей заявленного изобретения является создание измерительной системы, использующей несколько датчиков бинарного типа, подключенных к одному входу измерительного устройства, с возможностью идентификации датчика, обнаружившего изменение контролируемой величины.

Указанная задача решается в измерительной системе, включающей в себя измерительное устройство, снабженное входом, и группу датчиков бинарного типа, размещенных в различных зонах измерения и подключенных ко входу измерительного устройства.

Задача решается тем, что каждый датчик снабжен несколькими выходами, различающимися по величине выходного сопротивления, причем число выходов не менее числа датчиков в группе, а каждый датчик подключен к измерительному устройству выходом, сопротивление которого отличается от сопротивления выходов, которыми подключены ко входу измерительного устройства остальные датчики. При этом значения сопротивлений выходов каждого датчика могут образовывать геометрическую прогрессию.

Следует отметить, что данное изобретение не налагает ограничения по применению датчиков одной физической величины различного типа или датчиков разных физических величин. Необходимо лишь соблюдение нижеописанных условий по характеристикам выходов датчиков.

На чертеже представлена схема измерительной системы.

Изобретение может быть реализовано в измерительной системе, включающей в себя измерительное устройство 1 со входом 2 и по меньшей мере два датчика 3, 4 бинарного типа, размещенные в зонах измерения Z₁, Z₂.

Для реализации изобретения каждый из датчиков 3, 4 снабжен по меньшей мере двумя выходами 5, 6, 7, 8, отличающимся величиной выходного сопротивления.

Для лучшей идентификации в измерительной системе датчиков предпочтительно, чтобы значения выходного сопротивления выходов датчиков составляли геометрическую прогрессию. В приведенном примере сопротивления выходов датчиков 3, 4 представляют собой последовательность R₁ и R₂, где величина R₂= 2R₁.

Выход 5 датчика 3 и выход 8 датчика 4 подключены ко входу 2 измерительного устройства 1.

Вход 2 измерительного устройства 1 может быть выполнен, например, как аналоговый вход АЦП (аналого-цифрового преобразователя) 9, к которому подключен дополнительный резистор R₃, соединенный вторым выводом с источником опорного напряжения Uref (источник не показан).

При срабатывании одного или нескольких датчиков скачкообразно изменяется выходное сопротивление каждого из выходов сработавшего датчика от некоторого исходного состояния, например высокоимпедансного состояния, до конкретной величины R₁ и 2R₁.

Измерительным устройством 1 по факту изменения суммарного сопротивления входа 2, подключенного к выходам датчиков, обнаруживают срабатывание датчика/датчиков, а по величине изменения суммарного сопротивления Rs параллельно включенных датчиков 3, 4 идентифицируют сработавший датчик/датчики и соответственно идентифицируют зону (или несколько зон) измерения.

Величина напряжения Us на входе 2 измерительного устройства 1 будет изменяться от опорного уровня Uref, когда оба датчика находятся в высокоимпедантсном состоянии, до некоторого минимального уровня Umin, причем Umin равно Uref(Rs/Rs+R₃) и равно Uref(2/3R₁/(2/3R₁+R₃)), поскольку Rs, при одновременном срабатывании датчиков 3 и 4, равен 2/3R₁ (по формуле параллельного соединения Rs=2R₁R₁/3R₁).

При всех остальных комбинациях срабатывания датчиков 3, 4 величина напряжения Us будет находится внутри диапазона Uref - Umin и отличаться по величине для каждой комбинации срабатывания датчиков 3, 4.

Так, например, при срабатывании датчика 3 (Rs=R₁) Us=Uref(R₁/R₁+R₃), а при срабатывании датчика 4 (Rs= 2R₁) Us=Uref(2R₁/2R₁+R₃). Далее в АЦП 9 измерительного устройства 1 анализируют цифровой код, который пропорционален напряжению Us, и определяют номер сработавшего датчика/датчиков 3, 4.

Таким образом, с помощью измерительной системы, снабженной несколькими унифицированными по конструкции выходов датчиками, расположенными в разных зонах измерения, возможно как определение факта срабатывания датчиков, так и идентификация сработавшего датчика (или нескольких датчиков), а следовательно, и зон, в которых произошло соответствующее изменение контролируемой физической величины (или нескольких величин).

Список используемой литературы

1. Како Н. , Яманэ Я. Датчики и микро-ЭВМ. Пер. с япон. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986 г., стр. 61.