Измеритель временной задержки со стробоскопической индикацией сигнала

09 01) СООЗ СОВЕТСКИХссмрмл ам есиижРЕСПУБЛИК 3(59 0 01 Н 13/30 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙФ ь гъОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц 2. Техническое описание измерителя неоднородностей Р 5-11, СССР, 1981 (прототип). К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1. Техническое описание измерителя неоднородностей Р 5-8, СССР, 19 78.(54) (57) 1. ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННОЙЗАДЕРЖКИ СО СТРОБОСКОПИЧЕСКОЙ ИНДИКАЦИЕИ СИГНАЛА. содержащий датчикнапряжения масштаба, первый входкоторого соединен с выходом датчика опорного напряжения, а выход -с первым входом блока сравнения,второй вход которого соединен свыходом генератора быстрого пилообразного напряжения, а выход - свторым входом стробоскопическогопреобразователя, первый вход которого соединен с сигнальной линией,а выход - с входом канала вертикального отклонения блока осциллографической индикации, вход канала горизонтального отклонения которого подключен к выходу генератора медленного пилообразного напряжения, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен источником эталонного напряжения, управляемым датчиком уровня медленного пилообразного напряжения, блоком цифровой иидикации, двумя кнопочными выключателющ и генератором управляющих импульсов, выход которого соединен с входом генератора быстрого пилообразного напряжения, вторыми входами управляемого датчика уровня медленного пилообразного напряжения и генератора медленного пилообразного напряжения, через первый кнопочный выключа-.тель с вторыми входами датчика опор ного напряжения и блока цифровой индикации и через второй кнопочный выключатель с первым входом блока цифровой индикации и третьим входом датчика опорного напряжения, первый Я вход которого соединен с выходом.с источника эталонного напряжения, первым входом генератора медленного пилообразного напряжения и первым входом управляемого датчика уровня медленного пилообразного напряжения, выходом подключенного к второму входу датчика опорного напряжения.1078341 1 О 2. Измеритель по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что датчик опорного напряжения состоит иэ реверсивного двоичного счетчика импульсов и цифроаналогового преобразователя, вход опорного напряжения которого связан с первым входом датчика опорного напряжения, выход - с выходом датчика опорного напряжения, а цифровой вход - с цифровым выходом реверсивного двоичного счетчика импульсов, входы сложения и вычитания которого соединены с вторым и третьим входами датчика опорного напряжения. 3. Измеритель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что управляемый датчик уровня медленного пилоИзобретение относится к электро- измерительной технике и может быть использовано при разработке импульсных рефлекторов и стробоскопических измерителей.Известен измеритель временной задержки со стробоскопической индикацией сигнала, содержащий генераторы быстрого и медленного пилообразных напряжений, блок сравнения, стробоскопический преобразователь и блок осциллографической индикации 1 .Недостатком устройства является низкая точность измерения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель временной задержки со стробоскопической индикацией сигнала, содержащий датчик напряжения масштаба, первый вход которого соединен с выходом датчика опорного напряжения, а выход - с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора быстрого пилообразного напряжения, а выход - с вторым входом стробоскопического преобразователя, первый вход которого соединен с сигнальной линией, а выход - с входом канала вертикального отклонения блока осциллографической индикации, вход канала горизонтального отклонения которого подключен к выходу генератора медленного пилообразного напряжения и второму входу датчика напряжения масштаба 2.Недостатком известного устройства является низкая точность измерения, обусловленная температурной и временной нестабильностью двух независимых источников опорного напряжения. образного напряжения состоит иэделителя частоты следования импульсов с переключаемым коэффициентомделения, двоичного очетчика импульсов и цифроаналогового преобразователя, цифровым входом подключенногок цифровому выходу двоичного счетчика импульсов, цифровой вход которого связан с выходом делителя частоты следования импульсов с переключаемым коэффициентом деления, входом связанного с вторым входом управляемого датчика уровня медленногопилообразного напряжения, первыйвход которого соединен с входом опорного напряжения цифроаналоговогопреобразователя, а выход - с выходом цифроаналогового преобразователя. Цель изобретения - повышение точности измерения.Эта цель достигается тем, что измеритель временной задержки со стро боскопической индикацией сигнала,содержащий датчик напряжения масшта. ба, первый вход которого соединен свыходом датчика опорного напряжения, а выхрд - с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора быстрого пилообразного напряжения, а выходс вторым входом стробоскопическогопреобразователя, первый вход которого соединен с сигнальной линией авыход - с входом канала вертикального отклонения блока осциллографической индикации, вход канала горизонтального отклонения которого под ключен к выходу генератора медленного пилообразного напряжения, снабжен источником эталонного напряжения, управляемым датчиком уровнямедленного пилообразного напряжения,блоком цифровой индикации, двумякнопочными выключателями и генератором управляющих импульсов, выходкоторого соединен с входом генератора быстрого пилообразного напряжения, вторыми входами управляемого 30 датчика уровня медленного пилообразного напряжения и генератора мед,ленного пилообразного напряжения, через первый кнопочныйвыключатель с вторыми входами 35 датчика опорного напряжения и блокацифровой индикации и через второйкнопочный выключатель с первым входом блока цифровой индикации и третьим входом датчика опорного напряже ния, первый вход которого соединен25 Устройство состоит из датчика 1 опорного напряжения (ДОН), генератора 2 медленного пилообразного напрь. жения (МПН), блока 3 осциллографической индикации, датчика 4 напряжения масютаба (ДНИ), генератора 5 быстрого пилообразного напряжения (БПН), блока б сравнения, стробоскопического преобразователя 7, источника 8 эталонного напряжения, управляемого датчика 9 уровня медленного пилообразного напряжения (УДУ МПН), гене ратора 10 управляющих импульсов, блока 11 цифровой индикации и кнопочных выключателей (кнопок) 12 и 13.ДОН 1 состоит иэ реверсивного двоичного счетчика 14 импульсов и 65 с выходом источника эталонного напряжения, первым входом генератора медленного пилообразного напряжения ипервым входом управляемого датчикауровня медленного пилообразного. напряжения, выходом подключенного квторому входу датчика опорного напряжения,Причем датчик опорного напряжениясостоит из реверсивного двоичногосчетчика импульсов и цифроаналогового преобразователя, вход опорногонапряжения которого связан с первымвходом датчика опорного напряжения,выход - с выходом датчика опорногонапряжения, а цифровой вход - с цифровым выходом реверсивного двоичного счетчика импульсов, входы сложения и вычитания которого соединеныс вторым и третьим входами датчикаопорного напряжения. 20Кроме того, управляемый датчикуровня медленного пилообразногонапряжения состоит иэ делителя частоты следования импульсов с переключаемым коэффициентом деления,двоичного счетчика импульсов ицифроаналогового преобразователя,цифровым входом подключенного к цифровому выходу двоичного счетчика импульсов, цифровой вход которого связан с выходом делителя частоты следования импульсов с переключаемымкоэффициентом деления, входом связанного с вторым входом управляемого датчика уровня медленного пилообразного напряжения, первый входкоторого соединен с входом опорногонапряжения цифроаналоГового преобразователя, а выход - с выходом цифроаналогового преобразователя.На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства,на фиг. 2 - структурная электрическая схема датчика опорного напряжения; на фиг. 3 - то же, управляемого датчика уровня медленного пилообразного напряжения; на фиг. 4 -временные диаграммы напряжений навыходах отдельных блоков. цифроаналогового преобразователя 15,УДУ ИПН состоит иэ делителя 16 частоты с переключаемым коэффициентомделения, двоичного счетчика 17 импульсов и цифроаналогового преобра- .зователя 18.Первый вход ДНИ 4 соединен свыходом ДОН 1, а выход - с первымвходом блока б сравнения, второй входкоторого связан с выходом генератора 5 БПН, а выход - с вторымвходом стробоскопического преобразователя 7, первый вход которого соединен с сигнальной линией, а выход -с входом канала вертикального отклонения блока 3 осциллографической индикации, вход канала горизонтального отклонения которого подключен квыходу генератора 2 МПН. Выход генератора 10 управляющихимпульсов связан с входом генератора 5 БПН, вторыми входами УДУ МПН 9 и генератора 2 МПН, через первый кнопочныйвыключатель 12 с вторыми входами ДОН1 и блока 11 цифровой индикации ичерез второй кнопочный выключатель13 с первым входом блока 11 цифровой"индикации и третьим входом ДОН 1,первый вход которого соединен с выходом источника 8 эталонного напряжения, первым входом генератора 2ИПН и первым входом УДУ МПН 9, выходом подключенного к второму входуДОН 1.Вход опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 15 связанс первым входом ДОН 1, выход " свыходом ДОН 1, а цифровой вход - сцифровым выходом реверсивного двоичного счетчика 14 импульсов, входысложения и вычитания которого соединены с вторым и третьим входамиДОН 1. Цифровой вход цифроаналогового преобразователя 18 подключен кцифровому выходу двоичного счетчика 17 импульсов, цифровой вход которого связан с выходом делителя 16частоты следования импульсов с переключаемым коэффициентом деления,входом связанного с вторым входомУДУ ИПН 9, первый вход которого соединен с входом опорного напряженияцифроаналогового преобразователя118, а выход - с выходом цифроаналогового преобразователя 18,Устройство работает следующимобразом.Генератор 10 управляющих импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы с периодом Тг фиг. 4 а), Источник 8 эталонного напряжения выдает напряжение 0, , которое является опорным одновременно для ДОНдля УДУ МПН 9 и генератора 2 ИПН.Генератор 2 ИПН вырабатываетнапряжение развертки для блока 3осциллографической индикации путемподсчета импульсов генератора 10 управляизцих импульсов и преобразования их количества в соответствующее выходное напряжение.Нарастание выходного напряжения генератора 2 МПН осуществляется . - ступенчато, по одной ступеньке эа такт, Тг. ДлитеЛьность ступенчатого МПН развертки определяется из выраженияТцц, =Тг", где 0 - число разря дов двоичного счетчика генератора 2 МПН.Амплитуда ступенчатого МПН раз вертки равна Оэ,а,ДОН 1 выдает устанавливаемое опе ратором калиброванное напряжение (фиг, 4 б).П=п, Оэ,рл, диапазон установки которого лежит в пределах от 0 до ПЭщл (при изменении и от 0 до 1). Изменение выходного напряжения ДОН 1 осуществляется нажатием кнопок 12 и 13. Причем при нажатии кнопки 12 реверсивный счетчик 14 работает на сложение и выходное напряжение ДОН 1 увеличивается, а при нажатии кнопки 13 - уменьшается. При этом выходное напряжение ДОН 1 можно выразить следующим образом30й 4 2 иэтол.где ш - число импульсов, суммированных реверсивным двоичным счетчиком14. УДУ ЯПН 9 вырабатывает ступенчатое МПН сравнения (фиг. 4 в 1, длительность которого равна Тц развертки. Отличие этого напряженияот выходного напряжения генератора 2заключается н том, что у первогоамплитуда может быть изменена оператором путем переключения коэффициента деления ( ) делителя 161частоты, а у второго амплитуда постоянна. Амплитуда выходного напряжения УДУ МПН 9 определяется ныражением 09 =Цэта КОператор, изменяя коэффициентделения делителя 16 частоты, меняет растяжку наблюдаемой рефлектограммы на экране блока 3. Так, при 50к=1 (фиг. 4 а) 09-Оэталрастяжкарефлектограммы минимальна, т.е.изображение максимально сжато,ДНМ 4 суммирует постоянное напряжевие ДОН 1 со ступенчатым МПН 55сравнения,УДУ МПН 9. Диаграмма выходного напряжения ДНМ 4 приведенана фиг. 4 г.Генератор БПН 5 запускается им- пульсами генератора 10 управляющих 60импульсов и вырабатывает импульсылинейного быстронарастающего пилообразного напряжения (Фиг. 4 д),Блок 6 сравнения сравнивает БПНсо ступенчатым МПН сравнения (фйг.4 ф 65 и в моменты их равенства выдает импульсы ( Фиг. 4 е), запускающие генератор стробимпульсов, входящий в состав стробоскопического преобразователя 7, на второй нход которого поступают сигналы из сигнальной линии.Расширенные импульсы с выхода стробоскопического преобразователя 7 поступают на вход канала вертикального отклонения блока 3 осциллографической индикации.Блок 11 цифровой индикации, представляющий собой последовательное включение реверсивного двоично-десятичного счетчика, дешифратора и цифрового индикатора, подсчитывает число импульсов ш, суммированных реверсивным двоичным счетчиком 14 датчика 1 опорного напряжения, и индицирует их количество.Таким образом, меняя прецизионную калибронанную задержку путем изменения выходного напряжения датч "- ка 1 опорного напряжения, опер- р измеряет временную задержку, которая индицируется на цифровом индикаторе блока 11, в единицах времени.Так как числа разрядов двоичных счетчиков ДОН 1, УДУ МПН 9 игенератор 2 МПН равны и опорные напряжения на соответствующих входаМ указанных блоков равны, то условие сопряжения - равенство напряжений, соответствующих предельным -.начениям времени калиброванной задержки и времени развертки, по экрану обеспечивается антоматически.Калибровка осуществляется установкой величины эталонного напряжения ОэрЛ источника эталонного напряжения по шкале индикатора при подаче на второй вход стробоскопического преобразователя калибровочных импульсов.Предлагаемое устройство позволяет упростить процесс измерения, так как не требуется производить расчет измеряемой величины с учетом коэффициента шкалы отсчетного устройства и коэффициента шкалы индикатора.Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения временной задержки путем использования одного эталонного напряжения .как для формирования калиброванного опорного напряжения, так и для формирования МПН, а также выполнением условия сопряжения, Причем условие сопряжения выполняется н любом случае, даже при ноздейстнии дестабилизирующих факторов. Закон измене - ния величины напряжения сравнения при воздействии дестабилизирующих факторов повторяет закон изменения эталонного напряжения. Эти изменения могут быть учтены для достижения нысоКой точности измерения при воздействии дестабилизирующих факторов.1078341 Фиг.ВНИИПИ Заказ 950/38 Тираж 711 Подписное уг фили г. Уа ПП "Па д,ул.П уДФкхная,