Устройство для измерения временных интервалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН Н 9) 1 И) Са а 08 С 19 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ С ТЕЛЬСТВУ ан во СССР75.СССР98) идет ельс 3/00 1 тельств 23/24,ЛЯ ИЗИЕРЕсодержащее оедннен сгенератор ю щ е е с я ния точности ы кодирую" ты, изапом татор ОСУДАРСПЗЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ3508577/18-24(54) .(57) 1, УСТРОЙСТВО ДНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВдатчик, выход которого спервым входом триггера,,и счетчики, о т л и ч атем, что, с целью повышеустройства в него введенщий блок, делитель частоиающий блок, регистр н коммвход генератора объединен входами первого и второго счетчиков н подключен к вхсду устройства, первый выход генератора соедийен с вторым входом триггера и через дели- тель частоты - с первыми входами второго счетчика, коммутатора, запоминающего блока и регистра, выхщы первого н второго счетчиков подклю-, чены соответственно к второму и третьему входам коммутатора, выхсд триггера и второй выход генератора подключены соответственно к первому и второму входам кодирующего блока, первый выход которого соединен с вторыми входами запоминакщего блока и первого счетчика, вторые выходыс третьими, входами запаиинаацегоблсжа, выход коммутатора - с четвертым входом запсиинающего блока, выход которого соединен с вторым входом регистра, выход регистра соединен с выходом устройства.а1068967 2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кодирующий блок содержит элементы И, элемент ИЛИ, элемент НЕ,. элемент задержки, счетчик, первый вход первого элемента И объединен с входом элемента НЕ и подключен к первому входу кодирую- щего блока, второй вход первого элемента И объединен с первым входом второго элемента И и подключен к второму входу кодирующего блока, выход первого элемента И соединен с 1 1Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в системах сбора и обработки информаций, а также в телеметрических 5системах для подсчета мгновенногозначения интенсивности потока частиц,,например, от датчиков проникающей ра. -диации или счетчиков Гейгера,Известно счетное устройство, содержащее счетчики с переменным коэффициентом пересчета, двоичный счетчик и позиционный счетчик С.11.Недостатком устройства являетсянизкая точность измерения. 15Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является счетное устройство, содержащее генератор, датчик,выход которого соединен с первымивходами коммутатора и первой счетнойячейки (триггера), выход каждой предыдущей счетной ячейки соединен спервым входом каждой последующейсчетной ячейки, выход последней счетной ячейки соединен с вторым входомкоммутатора, выход коммутатора соединен с первым входом первого счетчика, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, вторыевходы первого и второго счетчиков, ЗОсчетных ячеек и третий вход коммутатора объединены и подключены к входуустройства, первые и второй выходывторого счетчика соединены соответственно с третьими входами счетных 35ячеек и входом триггера, первый выход триггера и вторые выходы первогосчетчика соединены с выходами устройства, второй выход триггера соединен с четвертым входом коммутатора и 40через формирователь - с третьими вхо"дами первого и второго счетчиков 23Недостатком известного устройстваявляется низкая разрешающая способность во времени, поскольку информация об изменении интенсивности потокачастиц внутри временного. интервала первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходомкодирующего блока и через элементзадержки - с первым входом счетчика,выход элемента НЕ соединен с вторымвходом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика, выходы счетчика соединены соответственно с вторыми выходами кодирующего блока и входами третьегоэлемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ.1 гмежду двумя последовательными точками опроса теряется безвозвратно.Целью изобретения является повышение точности измерений мгновенных значений потока частиц.Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения временных интервалов, содержащее датчик, выход которого соединен с первым входом триггера, генератор и счетчики, введены кодирующий блок, делитель частоты, запоминающий блок, регистр и коммутатор, вход генератора объединен с первыми входами первого и второго счетчиков и подключен к входу устройства, первый выход генератора соединен с вторым входом триггера и через делитель частоты - с первыми входами второго счетчика, коммутатора, запоминающего блока и регистра, выходы первого и второго счетчиков подключены соответственно к второму и третьему входам коммутатора, выход триггера и второй выход генератора подключены соответственно к первому и второму входам кодирую- щего блока, первый выход которого соединен с вторыми входами запоминающего блока и первого счетчика, вторые выходы - с третьими входами запоминающего блока, выход коммутатора с четвертым входом запоминающего блока, выход которого соединен с вторым входом регистра, выход регистра соединен с выходом устройства.Кроме того, кодирующий блок содержит элементы И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, элемент задержки, счетчик, первый вход первого элемента И объединен с входом элемента НЕ и подключен к первому входу кодирующего блока, второй вход первого элемента И объединен с первым входом второго элемента И и подключен к второму входу кодирующего блока, выход первого элемента И соединенс первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом кодирующегоблока и через элемент задержки - с первым входом счетчика, выход элемента НЕ соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика, выходы счетчика соединены соответственно с вторыми выходами кодирую- щего блока и входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ.На фиг.1 представлена .функциональ ная схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг,2 функциональная схема кодирующего блока.Устройство для измерения времен ных интервалов содержит датчик 1, триггер 2, кодируЮщий блок 3, генератор 4 тактовых импульсов, делитель 5 частоты, запоминающий блок б, регистр 7 сдвига, счетчик 8 адреса записи, счетчик 9 адреса считывания, коммутатор 10, входы 11 и 12 кодирующьго блока, элемент И 13, элемент НЕ 14, элемент ИЛИ 15, элемент И 16, элемент 17 задержки, счетчик 18, элемент И 19, выходы 20 и 21 кодирующего блока.Устройство работает следующим образом.На вход Запуск подается импульс, который сбрасывает в ноль счетчики 8 и 9 и запускает генератор 4, выдающий прямоугольные импульсы с частотой, равной максимально возможной частоте следования импульсов с датчика 1, определяемой его разре" 35 шающей способностью, Импульсы на выходах генератора 4 сдвинуты относительно друг друга на 180 .Рассмотрим работу устройства в промежутке времени между двумя по-40 следовательными импульсами на выходе генератора 4, Если за этот промежуток времени с выхода датчика 1 не поступило счетного импульса, то импульс с выхода генератора 4 суммируется в кодирующем блоке 3 с уже подсчитанными счетчиком 18 импульсами от генератора 4. Если с датчика 1 приходит счетный импульс, то он устанавливает триггер 2 в единичное состояние, при этом открывается элемент И 13 и импульс от генератора 4 проходит через элемент ИЛИ 15 на вход запоминающего блока б, разрешая запись числа, хранящегося в счетчике 18, в блок б по адресу, задаваемому счетчиком 8, Этот же импульс, поступая на вход счетчика 8, своим задним фронтом увеличивает код счетчика 8 на единицу, а также, пройдя через элемент 17 задержки, сбрасывает со держимое счетчика 18. Если после прихода последнегб счетного импульса с выхода датчика 1 от генератора 4 на вход счетчика 18 пришло таксе число импульсов, что содержимое счетчика 18 полностью запомнилось, тооткрывается элемент И 19,посыпая импульс фЗаписьф через элемент ИЛИ 15на вход блока 6 для записи содержимого счетчика 8 в блок б по адресу,задаваемому счетчиком 8. После чегокод счетчика 8 увеличивается на еди"ницу, а содержимое счетчика 18 сбрасывается.Считывание информации из блока би запись ее в регистр 7 происходитследующим образом.Импульсы с выхода генератора 4устанавливают в нулевое состояниетриггер 2 и через делитель 5 частотыпоступают на вход Считываниеблока б. При этом информация, хранимая в блоке б по адресу, записанномув счетчике 9, переписывается в регистр 7. Своим, задним фронтом импульс с выхода делителя 5 частотыувеличивает код.счетчика 9 на единицу. Таким образом, в канал связи поступает код, содержащий информациюо величине временного интервала между двумя последовательными импульса"ми от датчика.Интервал времени Т между двумяследующими друг за другом импульсамис выхода датчика 1 определяется пофориуле" =(2 -11 с А. фФ Ъ,где к - количество слов - величина .Укоторых равна 2 -1, пришедших после (6-1) импульса свыхода датчика 1, т.е. послепоследнего слова в концесвязи, величина которого неравна 2"-11мертвое время датчика 1,В интервалы времени Т интенсивность потока частиц определяется какотношение известного количества частиц на входе датчика 1 х , вызывающих появление одного счетного импульса на его выходе, к величине интервала .Т , т,е.д,ут, т 2)ТТаким образом, в каждый моментвремени, определяемый с точностью доинтенсивность Аф определяетсяоднозначно с погрешностью, опреде"ляемой погрешностью ь х заданияпараметра датчика 1 хр . Полная аб"солютная погрешность определенияАдля любой точки +, кратной .ь, равнаЬХпо РС (2 -1)1 ф+1) Фи зависит только от параметров датчика 1Так как максимальная интенсивность, которую можно зарегистрировать данным счетчикомХлоиах=1068967 то приведенная отно"ительная погрешность измерения составляетРлЛаИРЮ ХЦОФи определяется относительной погрешностью ахи, параметра датчика Хщ)Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерить поведение функции Ь+) во времени с точностью до с и восстановить отсчеты с погреш- О ностью не выше, чем фвИзвестные датчики имеют разрешающую способность по времени Ь 0,25 10 сСуществующие аналоговые радиотелеме трические сигналы обеспечивают Тцв 2,5 мс. Погрешность измерения х при тарировке датчиков не превышает 0,1, т.е, -ф- . 10 . Таким образом, в известном устройстве измерения . 20 проводятся с разрешающей способностью ., по времени. Т 2,5 10с и с погрешкостью о амплитуде примерно ХвоР ХОРВ щеещщеещТ2 5 10 з 30 А Х ооР а,х ПОРЩе ВЕЕЕЕ ЯФ ВЩ Щ Щ ЕЩ ЕЩОс 25 10 д Составитель А. Шишкина ТехредМ.ГеНикуленковель Корректор В. Бутяга Ред одпиСССРйде 5/46В акаэ 11 Тираж 573 НИИПИ Государственно по делам изобретен 3035, Москва, Ж, Ран комитета и открытокая наб. илиал атент, г. Ужгород, ул. Проектная ППП П В предлагаемом устройстве измерения проводятся с разрешающей способностью по времени Ф: 0,25 10"с и с погрешностью по амплитуде, равной Таким образом, отношение относительной погрешности по амплитуде предлагаемого устродства к относительной погрешности по амплитуде известного устройства равно:3 м чъОтношение разрешающей способности по времени известного устройства. к разрешающей способности по времени предлагаемого устройства равноТ 2510-.:100,25 10 Таким образом, относительная погрешность по амплитуде предлагаемого устройства приблизительно в 100 раэ меньше относительной погрешности по амплитуде известного устройства, а разрешающая способность предлагаемого устройства больше, чем у известного прчблизительно в 10 раз. ЭФфективность предлагаемого устройства определяется ценностью информации о поведении функции Л Й) внутри интервалов накопления счетчиков, применяемых в настоящее время для измерения интенсивностей. Наиболее эффективно применение предлагаемого устройства в тех случаях, когда экспериментатора инте суют именно быстрые изменения А Я , например при каком-либо искусственном воздействии на излучающие частицы, объект или среду, в которой распространяются частицы, в частности при активных воздействиях в атмосфере.