Устройство для измерения временных интервалов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 983637 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет -Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийДата опубликования описания 23.12.82(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ 2 Изобретение относится к измери- . тельной технике, в частности к измерению временных интервалов.Известно устройство для измерения временных интервалов, оснозанное на их масштабном преобразовании, осуществляемом путем сравнения и Фиксации момента равенства двух разверты-, вающих функций, последовательно формируемых в начале и конце измеряемого интервала и кодировании преобразованного временного интервала импульсами генератора стабильной частоты (1.Однако устройство не обеспечива" ет высокбй .точности измерения, так как-при кодировании временного интервала, получаемого в результате масштабного преобразования, существует погрешность квантования, обусловленная некратностью периода счетных импульсов и измеряемого временного интервала.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для измерения временных интервалов, основанное на расширении измеряемого интервала с помощью двух линейно изменяющихся напряжений с разными наклонами, Формируемых с моментов/начала и окончания измеряемого интервала, н подсчете количества импульсов стабильной частоты, укладывающихся в расширенном интервале, и содержащее генератор образцовой частоты, два генератора линейно изменяющегося напряжения, блок управления, ключ, элемент сравнения, счетчик и цифровое отсчетное устройство (2).Однако данное устройство имеетбольшое время измерения и не.обеспечивает высокой точности иэ-эа нек-, ратности расширенного временного ин тервала и периода квантующих импульсов, нелинейности развертывающих на пряжений. Кроме того, воэможность повышения точности ограничена предельным значением коэффициента масштабного преобразования, который зависит от длительности, величин амплитуд развертывающих напряжений, скорости их нарастания, диапазона.сравниваемых напряжений и порога 25 чувствительности нуль-органов.Целью изобретения является повышение точности и уменьшение времени измерения временных интервалов.Поставленная цель достигается тем, 30 что в устройство для измерения вре 983637менных интервалов, содержащее блокуправления, первый и второй генераторы линейно изменяющегося напряжения, выходы которых соединены спервым и вторым входами элемента сравнения, ключ, первый вход которогосоединен с выходом элемента сравнения,второй его вход соединен с выходомгенератора образцовой частоты, а выход ключа подключен соответственнок входам первого генератора линейноизменяющегося напряжения и счетчикаимпульсов, дополнительно содержитэлемент сравнения, элемент выделения разности, счетчик импульсов,ключ, три генератора линейно изменяющегося напряжения, причем входыпервого и второго дополнительных генераторов линейно изменяющегося напряжения соединены соответственно спервым и вторым выходами блока управления, а их выходы соединены с первым и вторым входами элемента выделения разности, выход которого подключен к первомоу входу дополнительного элемента сравнения, другой входкоторого ссединен с выходом третьего 25дополнительного генератора линейноизменяющегося напряжения, при этомтретий вход основного ключа соединенс первым входом дополнительного ключа, входом второго основного генератора линейно изменяющегося напряженияи выходом дополнительного элементасравнения, причем входы третьегодополнительного генератора линейноизменяющегося, напряжения и дополнительного счетчика импульсов соединены между собой и соединены с выходомдополнительного ключа, второй входкоторого соединен с третьим выходомблока управления, а третий вход 4 Осоединен с выходом генератора образ.цовой частоты,На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 -временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство для измерения временных интервалов содержит блок 1 управления, генераторы 2-6 линейно изменяющегося напряжения, элемент 7 выделения разности, элементы 8 и 9 сравнения, ключи 10 и 11, генератор 12 образцовой частоты, счетчики 13 и 14 импульсов, шину 15 входного сигнала, отсчетные устройства 16 и 17, подключенные к выходам счетчиков 13 и 14 соответственно,Временная диаграмма (Фиг. 2), поясняющая основные операции работы устройства, содержит. измеряемый времен 60 ный интервал 18 на шине 15 входного сигнала, выходные сигналы 19 генератора образцовой частоты 12,напряжения 20 и 21 на выходах генераторов линейно изменяющихся напряжений 2 и 3, 65 напряжение 22 на выходе элемента выделения разности 7, напряжение 23 на выходе генератора линейно изменяющегося напряжения 4, выходной сигнал 24 на выходе ключа 10, входные импульсы 25 счетчика 13, выходной сигнал 26 элемента сравнения 8, напряжения 27 и 28 на выходах генераторов 5 и 6, выходной сигнал 29 элемента 9 сравнения, входные импульсы 30 счетчика 14.Работа устройства осуществляется следующим образом. В момеит времени , соответствующий переднему фронту измеряемогоинтервала Т, запускается генератор линейно изменяющегося напряжения 2, который вырабатывает напряжение" 20. Вмомент временизадним фронтом импульса 18 с помощью блока управления 1 запускается генератор 3 линейно изменяющегося напряжения, который вырабатывает напряжение 21, Элементом 7 выделения разности напряжений постоянно выделяется разность напряжения 20 и 21. В момент времени з по приходу первого счетного импульса после запуска генераторалинейно изменяющегося напряжения 3 с помощью ключа 10 запускается генератор линейно изменяющегося напряжения 4, вырабатывающий напряжение 23, и на счетчик 13 начинают поступать счетные импульсы с генератора 12 образцовой частоты. В момент времени равенства линейно изменяющегося напряжения 23 и напряжения разности 22, элемент 8 сравнения вырабатывает импульсный сигнал 26, с помощью которого запускается генератор 5 линейно изменяющегося напряжения, на выходе которого образуется напряжение 27, а счетчиком 13 подсчет импульсов прекращается. В момент времени 1 очередным счетным импулЬсом генератора образцовой частоты 12 с помощью ключа 11 запускается генератор линейно изменяющегося напряжения 6, при этом счетчиком импульсов 14 начинается подсчет импульсов генератора 12, прошедших через ключ 11. При равенстве линейно изменяющихся напряжений 27 и 28 элемент 9 сравнения вырабатывает сигнал 29, который закрывает ключ 11, Подсчет импульсов счетчиков 14 прекращается. На этом цикл измерения заканчивается и если между наклонами линейно изменяющихся напряжений 27 и 28 выполнено определенное соотношение, задаваемое нужным коэффициентом масштабного преобразования, то количество импульсов, зафиксированное счетчиками 13 и 14 и отображаемое на цифровых отсчетных устройствах 15 и 16, будет пропорционально измерен-,ному интервалу Тх.Повышение точности измерения в предлагаемом способе достигается за счет введения синхронизации начала следования импульсов генератора об-. разцовой частоты с передним фронтом измеряемого интервала и дополнительном измерении временного интервала, равного погрешности измерения в предыдущем цикле. Ввиду того, что при измерении осуществляется масштабное преобразование части измеряемого временного интервала в предлагаемом устройстве удается снизить время измерения. Повышение точности измерения обеспечивается также уменьшением влияния нелинейности линейно изменяющихся напряжений, что достигается за счет уменьшения используемой длительности рабочего хода и .величин амплитуд развертывающих напряжений. Кроме того, предлагаемое устройство обладает расширенными функциональными возможностями, так как простыми техническими средствами позволяет запоминать измеряемый интервал и считывать его по команде, а также одновременно синхронизировать с частотой следования мерных импульсов.Формула изобретенияУстройство для измерения временных интервалов, содержащее блок управления, первый и второй генераторы линейно изменяющегося напряжения, выходы которых соединены с первым и вторым входами элемента сравнения, ключ, первый вход которого соединен с выходом элемента сравнения, второй его вход соединен с выходом генератора образцовой частоты, а выход ключа подключен соответственно к входам первого генератора линейно изменяющегося напряжения и счетчика импульсов, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения точностии уменьшения времени измерения, онодополнительно содержит ключ, элементсравнения, элемент выделения разности, счетчик импульсов; три генератора линейно изменяющегося напряжения, причем входы первого и второгодополнительных генераторов линейноизменяющегося напряжения соединеныО соответственно с первым и вторым вы-ходами блока управления, а их выходысоединены с первым и вторым входамиэлемента выделения разности, выходкотброго подключен к первому входу15 дополнительного элемента сравнения,другой вход которого соединен с выходом третьего дополнительного генератора.линейно изменякщегося напряжения, при этом третий вход основного ключа соединен с первым входомдополнительного ключа, входом второго основного генератора линейно изменякщегося напряжения и выходомдополнительного элемента сравнения,при этом входы третьего дополнительного генератора линейно изменяющегося напряжения и дополнительногосчетчика импульсов объединены междусобой и соединены с выходом дополнительного ключа, второй вход кото"рого соединен с третьим выходом бло- .ка. управления, а третий вход соединен с выходом генератора образцовойчастоты.Истоники информации,З принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3013208,кл. 6 04 Г 10/04, 19 б 1.2,. Ан.ф. Архипенко, А ф. Архипен-ко. Оценка эффективности Метода ко"40 дирования временных интервалов, основанного на расширении интервалов.Труды Новочеркасского политехнического института. Сб, фПриборостроение, т, 315, 1975, с. 54.983637 оставитель В. Мулярехред М.Коштура Корректор А, дзятко,дакто аказ 9919/5 Тираж И Госуда делам из осква, Жно СР илиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная ВНИ п 3035, 27 Подл ственного комитета бретений и открыти 35, Раушская наб.,