Устройство для измерения времени переходного процесса

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 14923 АГ 01 К 29/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ханивск СССР1 979.ССР, 983.Я ВРЕМЕобласти ост инГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(46) 07.07.89, Бюл, Ф 25 (7) Специальное конструктор технологическое бюро физикоческого институТа АН СССР (72) О.К. Куценко, И.В, Кедр и В,А. Погрибной(53) 621.317.077(088,8) (56) Авторское свидетельство68741 5, кл . С 04 Р 1 О/04,Авторское свидетельство С1007080, кл.С 04 Р О/04 (54) УСТРОЙСТВО ДДЯ ИЗМЕРЕНИ НИ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА (57) Изобретение относится к измерительной техники, в час к устройствам для измерения тервалов времени. Целью изобретенияявляется повыщение точности измерений времени переходного процесса.Цель достигается введением элемента 3 задержки, дифференциальногоусилителя 4, компаратора 6 напряжения, при помощи которых осуществляется точное определение моментаокончания переходного процесса какпо величине амплитуды сигнала, таки по величине производной сигнала.Кроме того, устройство содержит генератор 1 ступенчатого напряжения,объект 2 испытания, компаратор 5напряжения, элемент ИПИ-НЕ 7, форми -рователи 8, 9 переднего уровня, генератор О тактовой частоты, В 5 триггер 11, счетчик 12, 2 ил.Изобретепиотноситг я к ичмри -тельной технике, н члгтпости к угт -ройстнам для измериия интернллонвремени,Цельк 1 изобретения янляетг.я ноны -шение тчности измерений времени пе -реходного процесса.На фиг, 1 представлена блок в схмл предлагаемого устройства; на 1 Офиг. 2 - временные диаграммы работыустройства.Устройство для измерения времени переходного процесса содержит генератор 1 ступенчатого напряжения, объект 2 испытания, элемент 3 задержки, дифференциальный усилитель 4, трехвходоные компараторы 5 и 6 напряжения, элемент ИЛИ-НЕ 7, формирователи 8 и 9 переднего фронта, генератор 10 тактовой частоты, КБ- триггер 11, счетчик 12, причем выход генератора 1 ступенчатого напряжения подключен к входу формирователя 9 переднего фронта, выходкоторого подключен к входу установки н нуль счетчика 1 2 и входу установки н единицу КЯ-триггера 11, прямой выход которого подключен к входу разрешения счета счетчика 12, а инверсный - к выходу индикации конца измерений, выходы разрядов счетчика 12 подключены к выходу устройства, входы управления зоной чувствительности первого 5 и второго 6 компараторов напряжения объединень 1 и образуют вход управления зоной чувствительности, выход элемента ИЛИ-НЕ 7 подключен к входу формирователя 8 переднего фронта, выход которого подключен к входу установки н нуль КБ-триггера 11, выход генератора 10 тактовой частоты соединен с синхровходом счетчика 12, выход генератора ступенчатого напряжения подключен к входу объекта 2 испытания и входу порогового напряжения первого трехвходового компаратора 5 напряжения, выход объекта 2 испытания подключен к сигнальному входу первого компаратора 5 напряжения, первому входу дифференциального усилителя ч и входу элемента 3 задержки, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя 4, выход последнего подключен к сигнальному нходу трехвходового компаратора 6 напряжения, нхоп опорного напряжения ко 15202530354045 чо 11 о сг дипгн г обшй шпн 1 й уг.т иГтнл, Рьходы прного 5 и нтои о Ь трехнходоных комплрлторов нлпряжения подключень 1 к первому и второму входам элемента И.1 ИЕ 7.Нл фиг. 2 приведены временные диаграммы работы устройства при рлзличных характерах переходных процесгов колебательного (фиг. 2 л), экспо - ненцилльного (фиг, 2 н) и лпериодического (фиг. 2 б) характера, возможных при различных структурах объекта 2 испытания. На нременной диаграмме обозначены: напряжение на выходе генератора 1 1)в напряение на выходе объекта 2 измерений Пот, напряжение на выходе элемента 3 задержки 1/ознапряжение на выходе компаратора 5 - а, напряжение на выходе компаратора 6 - б, напряжение на выходе КБ-триггера 11 - н.Устройство работает следующим образом,В исходном состоянии триггер 11 находится н состоянии О, и с его выхода подается запрещающий сигнал на вход счетчика 12, ввиду чего син - хросигнал счета времени переходного процесса, поступающий с выхода генератора 10, не изменяет состояния счетчика 12, На выходах компараторов 5 и Ь присутствует высокий потенциал, а на ныходе формирователя 8 присутствует нулевой потенциал . Перед началом измерений на входе управления зоной чувствительности устанавливается напряжение, определяющее ширину зоны чувствительности комплраторов 5 и 6, чем задается точность, при которой переходный процесс считается законченным.Работа устройства начинаетсяс поступления с выхода генератора 1 положительного перепада напряжения определенного уровня 1)н , которое поступает на вход компаратора 5, где используется для задания величины середины зоны чувствительности компаратора 5, на вход испытуемого объекта 2, а также на вход формирователя 9. При этом формирователь 9 вырабатывает синхросигнал, поступающий на Ф-вход счетчика 12, что приводит к установке последнего в нулевое состояние, а также на Б-вход триггера 11 и переводит последний в единичное состояние, при этом на вход гчетчикл 12 поступает сигнал раз"оп ствительности. рсшенин еч гн, нпни рнм нре -мени, онредедяемьм нет тй нмнудьсонна выходе генератора 10, происходитизменение кода на выход О устройства. Прн этом на выходе устанавлива -ется нулевой потенциал, сигнализирующий о рабочем состоянии устройства, Напряжение с ныхода объекта 2,ха -рактеризуюшее переходный процесс н нем, поступает на вход компаратора 5, на один из входов дифференциального усилителя 4 и через элемент 3 задержки, на другой его вход, В зависимости от структуры объекта 2 напряжение на входах этих блоков может изменяться согласно функциям, представленным на фиг. 2 а, б, в.Переходный процесс гчитается закон ченным, если х(с) 1 Поп Пь 1Пн(1) х (1) = КПоп - соП и(2) где х(с) - переходный процесс;х(С) - первая пр.изводная переходного процесса х(С).,К - коэффициент усиления усилителя 4, позволявший согласовать зоны чувствительности по х(С) и х (с)",величина порога зоны чувПри этом, если условие (1) выполняется, то на выходе компаоатора 5 будет нулевой потенциал (фиг, 2,а), а если выполняется условие (2), то на выходе компаратора Ь устанавливается нулевой потенциал (фиг. 2,б) . Совместное выполнение условий (1) и (2) приводит к появлению высокого потенциала на выходе элемента ИЛИ-НЕ 7, положительный перепад напряжения на его выхопе возбуждает формирователь 8, и импульс его выхода устанавливает триггер 1 в нулевое состояние (фиг. 2,в).Это приводит к прекращению счета времени переходного процесса счетчиком 12 и установке сигнала Конец измерений на выходе триггера 11. На этом цикл измерения заканчивается и код времени переходного процесса находится на выходе устройства до начала следующего цикла измерения. 2:1 1 6ормулд изобретенияУстр.йстяо для измерения временипереходного процесса, содержащее генератор ступенчатого напряжения,5клеммы для подключения объекта испытания, трехвходовый компаратор напряжения, элемент ИЛИ-НЕ, для формирователя переднего фронта, генератортактовой частоты, КЯ-триггер, счетчик,причем выход генератора ступенчатогонапряжения подключен к входу первогоформирователя переднего фронта, выход которого подключен к входу установки в О счетчика и входу установки в 1 КБ-триггера, прямой выходкоторого подключен к входу разрешениясчета счетчика, а инверсный - к выходу индикации конца измеоения уст 20 ройства, выходы разрядов счетчика подключены к информационному выходу устройства, вход управления зоной чувствительности подключен соответственнок входам управления зоной чувствитель25 ности первого и второго компараторовнапряжения, выход элемента ИЛИ-НЕподключен к входу втоРого формирователя переднего фронта, выход которого подключен к входу установки в30 "О" КЯ-триггера, а выход генераторатактовой частоты соединен с синхровходом счетчика, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияточности измерения времени переходного процесса, оно дополнительно со 35держит элемент задержки, дифференциальный усилитель, второй трехвходовый компаратор напряжения, причем выход генератора ступенчатого напряжения подключен к входной клемме40 сдля подключения объекта испытания ивходу порогового напряжения первоготрехвходового компаратора напряжения, выходная клемма для подключенияобъекта испытания подключена к вхо 45ду сигнала первого трехвходовогокомпаратора напряжения, первому входу дифференциального усилители,и входу элемента задержки, выход которого50подключен к второму входу дифференциального усилителя, выход последне"го подключен к входу сигнала второготрехвходового компаратора напряжения,вход опорного напряжения котоРогосоединен с общей шиной устройства,55выходы первого и второго трехвходовых компараторов напряжения подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ-НЕ,1492311 орная ктор орре Горная Составитель В. Антохин Техред А. Кравчук Заказ 3873/48 Тирак 713 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская на роизводственно-издательский комбинат "Патент одписноеоткрытиям при ГКНТ СССРд. 4/5 жгород, ул. Гагарина, 101