Устройство для измерения постоянной времени

(56)вязь 306027/2 4.09.87 0.08.89. ьвовский Львовски 56 СР 4 ь ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР Вюл. В 32политехнический инстилесотехнический инстиВ.Г. Брандорф, В.А отляров,Паралюх621,317.75(088,8)Ремез Г.А, Радиоизмерения, М С , 1966, с, 347-348, рис, 10.Авторское свидетельство СССР Р 1150615, кл, С 04 Р 1 О/04, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения постоянной времени, Пель изобретения - повышение точности и быстродействия - достигается за счет одновременности начала переходного процесса и счета импульсов и измерения постоянной времени во время остановки переходного процесса,Устройство содержит ключи 1 и 2, делитель 3 напряжения, нуль-орган 4,интегратор 5, нуль-орган 6, клеммы 7и 8 для подключения объекта 9 измерения, аналоговый запоминающий блок 10,регистр 11, счетчик 12, генератор 13опорной частоты, элемент неравнозначности 14, элемент ИЛИ-НЕ 15 триггер16,. Нулевое состояние, от которогоначинает счет счетчик 12 в момент начала экспоненциального падения напряжения, позволяет исключить погрешность, возникавшую из-за неодновременности запуска счетчика и начала переходного процесса в объекте измерения,и тем самым повысить точность предлагаемого устройства. Измерение постоянной времени объекта измеренияво время остановки изменения напря-.жения на выходе интегратора 5 какпосле линейного роста, так и послелинейного уменьшения позволяет увеличить быстродействие устройства примерно вдвое, 2 ил,626 3 ,1 504Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения постоянной вреМени.Цель изобретения - повышение точНости и быстродействия,На фиг.1 представлена схема устройства на фиг.2 - диаграммы,Устройство содержит первый и второй ключи 1 и 2, делитель 3 напряжения, первый нуль-орган 4, интегратор 5, второй нуль-орган 6, первую,запоминающий блок (АЗБ) 10, регистр11, счетчик 1 2, генератор 13 опорнойчастоты, элемент неравнозначности14, элемент ИЛИ-НЕ 15, триггер 16,Входы устройства через ключи 1 и,2 подключены к входу интегратора 5,выход которого подключен к первомувходу второго нуль-органа б и к первой клемме 7 объекта 9 измерения,вторая клемма которого подключена кинформационному входу АЗБ и второму, входу первого нуль-органа 4, к пер,вому входу которого через делитель 3напряжения подключен выход АЗБ 10,Выход второго нуль-органа 6 подключенк входу установки в "0" счетчика 12и к 1 -входу триггера 16, выход которого подключен к управляющему входувторого ключа 2 и входу генератора 13опорной частоты,Выход генератора 13 опорной частоты подключен к входу регистра 11 и квходу счетчика 12, выходы разрядовкоторого, кроме двух старших, подключены к входам регистра 11, выходы которого являются выходами устройства,Самый старший разряд счетчика 1 2подключен к первому. входу элементанеравнозначности 14, к первому входуэлемента ИЛИ-НЕ 15 и к входу установки в "1" триггера 16, Второй, начинаяот старшего, разряд счетчика 1 2 подключен к второму входу элемента ИЛИНЕ 15 и к входу управления АЗБ 10,Выход элемента ИЛИ-НЕ 15 подключен куправл.ющему входу первого ключа 1,выход элемента неравнозначности 14подключен к входу переноса информации в регистр 11, Выход первого нульоргана 4 подключен к второму входу,элемента неравнозначности 14,При разомкнутом ключе 17 АЗБ переходит в режим хранения информации навыходе,На временных диаграммах фиг,2 цифрами обозначены выходы соответствующих элементов схемы по фиг,1, В скобках обозначены номера трех элементов,диаграммы на выходах которых изображены пунктиром.Вход установки в "0" счетчика 12подключен к входам установки в 0всех разрядов счетчика, кромЕ двухстарших,Вход регистра 11,.подключенный квыходу генератора 13, является синхронизирующим входом и подключен кС-входу Э-триггера, входящего в состав регистра, К П-входу этого триггера подклочен вход разрешения переноса информации в регистр, соединенный с выходом элемента неравнозначности 14, Это вызвано необходимостьюисключить перенос в регистр состояния счетчика во время пробега в немединицы переноса после поступленияочередного импульса в счетчик,К входам устройства подключают источники отрицательного и положительного опорных напряжений (не показаны),Объект 9 измерения включается междупервой 7 и второй 8 клеммами, Счетчик12 подсчитывает импульсы генератора13 опорной частоты при нахождениитриггера 16 в "0". При нахождениитриггера 16 в "1" генератор 13 не выдает импульсы. Два старших разрядасчетчика включены по схеме пересчетана 3 (0,1,2,0,1,2,; остальные разряды счетчика могут работать в любойсистеме),Работа устройства протекает в 4такта,В первом такте (интервал-1, )появляется. единица на выходе элемента И-НЕ 15, замыкается ключ 1 и напряжение на выходе интегратора 5 растет, Напряжение на выходе объектаконтроля (клемма 8) постепенно возрастает до установившегося уровня,определяемого свойствами объекта,АЗБ 10 в этом такте подачей нуля наего управляющий вход устанавливается в режим отслеживания входного на"пряжения и запоминает уровень, до которого вырастает напряжение на выходе объекта измерения к концу первого такта.Во втором такте (интервал С, -С )клоч 1 размыкается, интегратор 5 устанавливается в режим хранения выходного напряжения, напряжение на вы 5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 555 150462ходе объекта измерения экспоненциально стремится к нулевому уровню, Этонапряжение подается на второй входнуль-органа 4, На ерный вход этого5нуль-органа через делитель. 3 подаетсянапряжение с выхода АЗБ 1 О, переведенного во втором такте н режим хранения напряжения. Это напряжение имеет уровень, до которого доросло на Опряжение на выходе объекта измеренияк концу первого такта, и поступаетна вход нуль-органа 4 через делитель3 с коэффициентом передачи 0,37, Через время, равное постоянной времени объекта измерения, уровни напряжений на входах нуль-органа 4 сравниваются, а затем. напряжение на выходеобъекта измерения становится меньшенапряжения на выходе делителя 3 напряжения, В этот момент на выходенуль-органа 4 появляется "1", На выходе элемента нераннозначности 14также появляется "1 и в этот моментчисло из счетчика 12.переносится в 25регистр 11, Учитывая, что в моментначала второго такта младшие разряды счетчика переполняются и устанавливаются.в "0, н регистр переносится число, пропорциональное постоянной времени объекта измерения,В конце второго такта в момент установки н "1" старшего разряда счетчика 12 н "1" устанавливается триггер 16, При этом он включает ключ 235и прекращает подачу импульсов с выхода генератора 13 на вход счетчика 12. Счетчик останавливается, старший разряд счетчика 12 находится вположении 1", остальные - н нулевом положении. Начинается обратныйход интегратора 5, т,е, напряжениена его выходе падает с постояннойскоростью. В это время на выходе объекта измерения напряжение растет вобратную по сравнению с первым тактом сторону (растет напряжение отрицательной полярности). АЗБ 10 переводится в режим отслеживания этогонапряжения (интервал С -С веменной диаграммы), Уровень на выходеэлемента неравнозначности 14 становится нулевым, так как старшийразряд счетчика 12 установлен в "1",К концу третьего такта на выходе АЗБ10 напряжение равно напряжению на выходе объекта 9 измерения,Третий такт работы устройства заканчивается тогда, когда напряжение 6 Она выходе интегратора 5 достигает ну.левого уровня, что фиксируется нульорганом 6, который возвращает триггер 16 н нулевое состояние и устанавливает в "0" нсе разряды счетчика,кроме двух старших,В четвертом такте установкой н "1"второго, начиная от старшего, разряда счетчика 12 ЛЗБ 10 переводится врежим запоминания и на его выходе устанавливается напряжение, равное напряжению на выходе объекта 9 измерения к концу третьего такта. В тс жевремя напряжение на выходе объекта 9измерения н начале четвертого тактаблагодаря прекращению изменения напряжения на выходе интегратора 5 начинает экспсненциальнс стремиться к нулю, Когда это напряжение становитсяравным напряжению на выходе АЗБ 1 О, тподеленному Делителем 3, на выходенуль-органа 4 едичичнсе напряжениестановится нулевым, а на выходе элемента нераннозначности нулевое напряжение становится единичным, тла-.годаря этому происходит перенос сс"стояния младших разрядов счетчика 12в регистр 11 (интервал -1:.), В регистр .1, таким образом, но нторсм ичетвертом тактах работы устройствапереносится состояние счетчика 12 нмомент равенства напряжения на выходеобъекта 9 измерения 0,37 от уроння, с которого напряжение на выходеобъекта измерения начинает экспоненциальнс уменьшаться с постоянной времени этого объекта в момент нуленогссостояния счетчика 12 (кроме егодвух старших разрядон), Поэтому врегистр 1 переносится число, пропорциональное постоянной времени объекта 9 измерения,Таким образом, нулевое состояние,от которого начинает счет счетчик12 в момент начала экспоненциального падения напряжения, позволяет исключить погрешность, присущую прототипу из-за несднсвременнссти запуска счетчика и начала переходного процесса н объекте. измерения, и темсамым повысить точность предлагаемогоустройства,Измерение постоянной времени объекта измерения во время прекращенияизменения напряжения на выходе интегратора 5 как после линейнсга рос"та, так и после линейного уменьшения,позволяет увеличить быстродействие, 150462 б Составитель Л,Стройковаедактор И,Рыбченко Техрец М.Дидык ектор О.Кравцова За 5249/47 Тираж 714 Подписное Государственного -комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 1 втПроизводственно-издательский комбинат Патент , г,Уж ул, Гагарина устройства примерно вдвое, так как во время второго измерения проис ходит одновременно приведение устройства в исходное состояние. Формула изобретенияУстройство для измерения постоянной времени, содержащее интегратор, первый нуль-орган, делитель напряжения, аналоговый запоминающий блок, выход которого через делитель напряжения подключен к первому входу пер" вого нуль-органа, к второму входу которого подключены первая клемма пля подключения объекта измерения и информационный вход аналогового запоминающего блока, второй нуль-орган, генератор опорной частоты и счетчик, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены два ключа, регистр, триггер. элементы ИЛИ-НЕ и неравнозначности, причем входные шины устройства через ключи подключены к входу интегратора, выход которого подключен к первой клемме объекта измерения и к первому входу второго нуль-органа, второй вход которого заземлен, а выход подключен к вхо 5ду установки в 0 счетчика и к Квходу триггера, выход которого подключен к управляющему входу второгоключа и входу генератора опорной частоты, выход генератора соедииен с10 входами регистра и счетчика, выходстаршего разряда которого подключенк первым входам элементов ИЛИ-НЕ инеравнозначности и установочному входу триггера, выход второго, начинаяот старшего, разряда счетчика подключен к второму входу элемента ИЛИ-НЕи входу управления аналоговым запоминающим блоком, выходы остальных разрядов счетчика соединены с информационными входами регистра, выходы которого являются выходами устройства,к входу разрешения регистра подключен выход элемента неравнозначности,к второму входу которого подключен .выход первого нуль-органа, а к управляющему входу первого ключа подключен выход элемента ИЛИ-НЕ,