Периодометр для струнных датчиков

Я 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 Н 3/06 е ЕНИЯ АНИЕ ИЭ ЕТЕЛЬСТ ВТОРСКОМУ.8) ДАТничиДЛЯ СТРУННЫХ илитель-огра квантования, го генераторао тлича с целью повыш и и точности,(54ЧИ(57) 1,ПЕРИОДОМЕТРВ, содержащий уссчетчик и блокоящий из кварцевтеля и элементай с я тем, что,помехоустойчивосго введены формииз первого и втоента совпаденияки, при этом вых н ователь, состоярого триггеров,и элемента зад усилителя-огГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ЯО 1263635 раничителя соединен с первым входом формирователя, соединенным с первыми входами первого и второго триггеров и первым входом элемента совпадения, второй вход которого соединен с вторым входом второго триггера и выходом первого триггера и является первым выходом формирователя, вторым выхо- дом которого является выход первого триггера, а вторым выходом формирователя является первый вход элемента задержки, второй вход которого соединен с выходом элемента совпадения, а выход элемента задеракн соединен с вторым входом первого триггера, при этом первый и второй выходы формиро вателя соединены соответственно с первым и вторым входом блока квантования, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя, второй выход блока квантования сое- ф динен с входом счетчикаЬавй12636 2. Периодометр по и. , о т л и ч а ю щ и й с я тем, что содержит кварцевый генератор, делитель, элементы И, первый и второй кольцевые сдвиговые регистры, а также блок стробирования, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входом узла квантования, причем второй вход соединен с входом делителя выход которого соединен с первым входом первого кольцевого сдвигового регчстра, а второй вход - с выходом блока строби 35рования и одним из установочных входов второго кольцевого сдвигового регистра, другие установочные входы которого соединены с соответствующимивыходами первого кольцевого сдвигового регистра, первым выходом блокаквантования является выход кварцевого генератора, соединенный с первымвходом элемента И и тактовым входомвторого кольцевого сдвигового регистра,вьмод которого соединен с вторымвходом элемента И,выход которого является вторым выходом блока квантования.1Изобретение относится к электро- измерительной технике и может быть .использовано для измерения периода сигнала струнных датчиков, применяемых в гидротехническом строительстве.Целью изобретения является улучшение помехоустойчивости и повышение точности устройства путем формирования определенных значений вре- О менных измерительных интервалов.Ка фиг.1 представлена блок-схема периодометра для струнных датчиков; на фиг.2 - блок-схема блока квантования; на фиг.3 - временные диаграм мы работы узлов периодометра.Устройатво содержит усилитель- ограничительУО) 1, блок 2 квантования, кварцевый генератор 3, делитель 4, элемент И 5, счетчик 6, формирователь 7, элемент 8 совпадения, элемент 9 задержки, первый 10 и второй 11 триггеры, блок 12 стробирования, первый 13 и второй 14 кольцевые сдвиговые регистры.Выход УО 1 соединен с первым входом формирователя 7, соединенным с. первыми входами первого 10 и второго 11 триггеров и первым входом элемента 8 совпадения, второй вход которо- ЗО го соединен с вторым входом второго триггера 11 и выходом первого триггера 1 О и является первым выходом формирователя 7, вторым выходом которого является выход второго тригге ра 11, а вторым .входом формирователя 7 является первый вход элемента 9 за 2держки, второй вход которого соединен с выходом элемента 8 совпадения,а выход элемента 9 задержки соединенс вторь 1 м входом первого триггера О,при этом первый и второй выходы формирователя 7 соединены соответственно с первым и вторым входом блока2 квантования первый выход которого соединен с вторым входом формирователя 7 и выходом кварцевого генератора 3 второй вход блока 2 квантования соединен с вторым входом блока 12 стробирования и через делитель4 с первым входом первого кольцевого сдвигового регистра 13, выходыкоторого соединены с соответствующими входами второго кольцевого сдвигового регистра 14, выход которогосоединен с вторым входом элемента И5, первый вход блока 2 квантованиясоединен с первым входом блока 12стробирования, выход которого соединен с одним из установочных входоввторого кольцевого сдвигового регистра 14, тактовый вход которого связанс выходом кварцевого генератора 3 ипервым входом элемента И 5, а вьмод -с вторым входом элемента И 5, вьмодкоторого является вторым выходом блока 2 квантования и подключен к счетчику 6, при этом второй вход первогокольцевого сдвигового регистра 13связан с выходом стробирующего блока 12,Принцип работы устройства основанна следующем.1263635 40 2 50 Пусть срабатывание УОсопровождается дребезгом, который начинаетсяв момент времени й. и заканчивается СТак как шумовой сигнал имеет нормальное распределение, то наиболеевероятным моментом прохода чистовоговходного сигнала через ноль есть(,+е ) /2.Пусть измерительный интервал со;держит и периодов чистого входногосигнала. В момент его п-го проходачерез ноль дребезг на выходе усилителя-ограничителя 1 начинается ва заканчивается в йгде иЕ(на фиг.3 1 = 5). Сформированные поначалу и концу дребезга измерительные интервалы - еГ - с и гб - етсоответственно. Суммируя, получают20(.+е ) + (с -е ) -(е +с ) -И+с)6 Я Ю б 1 Ячто соответствует наиболее вероятно-,му, значению измерительного интервала, сформированному по переднемуфронту входного сигнала, .Для заднегофронта входного сигнала получают аналогично: начало дребезга в момент пропрохода первого сигнала через нольи конец - в С , в момент Е-го про 3хода , и С соответственно, сум мируя, получают И,+ )-( +С )наиболее вероятное значение измерительного интервала,Учитывая возможность смещениянуля УО 1 в качестве значения измерительного интервала, следует взятьу+т )+(,г. + )-( + )-( + )4 Для однополупериодной схемы измерения этот интервал Устройство работает следующим образом.При наличии в составе входного сигнала УО 1 широкополосных шумов в момент прохода "чистого" сигнала через ноль возможны многократные срабатывания (дребезг) .Элемент 8 совпадения имеет на выходе единицу при совпадении входных логических сигналов и ноль в случае несовпадения. Элемент 9 задержки может быть выполнен как счетчик, вход сброса которого является входом элемента 9, насчетный вход счетчика подаются импульсы от кварцевого генератора 3, авыходом элемента 9 является выходтактового разряда счетчика, что смомента появления на его входе сигнала разрешения счета (нуля) до момента появления на данном выходе единицы проходит время, большее максимальной длительности дребезга УО .Стробирующий триггер 11 представляет собой триггер, на выходе которого устанавливается его входной сигнал, если этот сигнал отличается отсигнала управления, и который не меняет своего состояния, если эти сигналы совпадают,Стробирующий блок 12 представляет собой устройство, формирующее короткие импульсы по каждому переднему и заднему фронту двух входных сигналов.Формирователь 7 работает следующим образом,Пусть в начальный момент временина выходе УО 1, выходах формирователя (триггеров 10 и 11) установлен"0". На входе триггера 1 и элемента 8 совпадения - "0", на выходеэлемента 8 совпадения , устанавливающая элемент 9 задержки в "О".При наличии нулей на выходах триггеров .1 О и 11, с появлением первой"1" на выходе УО 1 триггер 1 устанавливается в "1", на входе элемента 9 задержки появляется "О", разрешающий счет, При наличии дребезгав выходном сигнале УО 1 триггер 11не изменяет своего состояния, а навыходе элемента 8 совпадения с приходом каждого "О появляется 1,устанавливающая элемент 9 задержки вноль. После окончания дребезга череззаданный промежуток времени на выходе элемента 9 задержки появляется"1", при этом триггер 10 устанавливается в "1", на выходе элемента 8совпадения появляется 1 , котораяустанавливает элемент 9 в ноль. Установка нулей на выходах триггеров10 и 11 происходит аналогично .На выходе УО 1 появляется "О",триггер 11 устанавливается в "0", ачерез заданный промежуток времени после окончания дребезга на выходе УО 1, на выходе элемента 9 появ1263635 5ляется "1", и триггер 10 устанавливается в ноль.Временные диаграммы работы формирователя показаны на фиг,З, где11 - входной сигнал УО 1, представляющий собой адцитивную смесь "чистого"сигнала и широкополосного шума, имеющего нормальное распределение;111 О - выходной сигнал УО 1; Пходной сигнал триггера 11, 0 - вы"ходкой сигнал триггера 10,Сигналы с выхода триггера 10 и 11(фиг.З, зависимости 11, П, ) поступают на вход блока 2 квантования,формирующего временные измерительные интервалы ,- и- и преобразующие их значения в последовательности счетных импульсов, поступающихна вход счетчика, выходной код которого по окончании цикла измерениясоответствует величине измеряемогопериода,Блок 2 квантования работает следующим образом.В начальный момент регистры 13и 14 обнулены, на выходе регистра 14ноль и на выходе блока 2 квантованиянет счетных импульсов. Делитель частоты 4 также установлен в ноль. Пустьв момент времени перед , делитель4 установлен в "1". В момент , попереднему фронту выходного сигналатриггера 11 стробирующий блок 6 формирует короткий импульс. При этом впервый разряд регистра 13 записывается 1", которая по этому же импульсузаносится в четырехтактный кольцевойрегистр 14. С приходом импульсов отакварцевого генератора 3 в регистре14 осуществляется кольцевой сдвигэтой единицы, т,е. с приходом четырех тактовых импульсов кварцевогогенератора 3 на его выходе в течение одного такта присутствует единица, поступающая на вход элементаИ 5, на выходе которого при этомбудет один счетный импульс на каждыечетыре тактовых импульса кварцевогогенератора 3. Ь.В момент на выходе стробирую, щего узла 12 появляется второй импульс. При этом в регистре 13 устанавливаются в " первый и второйразряды, переписывающиеся в соответствующие разряды регистра 14,После этого на каждые четыре тактовых импульса кварцевого генератора 3 на выходе блока 2 квантования 1 О появляются по два импульса.В моментустанавливаются в "1"три разряца регистров 13 и 4, Навыходе блока 2 квантования на каждые6четыре импульса кварцевого генератора 3 появляются три счетных импульса, В моментвсе четыре разрядарегистров 13 и 14 устанавливаются ви с каждым импульсом от кварце"вого генератора 3 на выходе блока 2квантования появляется счетный импульс.По окончании счета делителем 4 .установленного количества периодовна его выходе устанавливается ноль(в момент), При этом на выходестробирующего блока 2 появляется короткий импульс, по которому этотноль записывается в первый разрядырегистров 13 и 14 соответственно.После этого каждым четырем импульсамкварцевого генератора 3 соответству-ют три импульса на выходе блока 2квантования.В моментв регистрах 13 и 14 35 два разряда устанавливаются в ноль;в моментв , три и в- все четы 78ре, т,е, каждым четырем импульсамкварцевого генератора 3 соответствуют два, один, ноль импульсов на вы О ходе блока квантования 2. Импульсы с выхода блока 2 квантования суммируются счетчиком 6, после окончания счета код на выходе 45 которого соответствует величине:1263635 ставитель Е.Соловьехред И.попович Л.Веселовская едак Подпис аказ 5490 итета СССРткрытийкая наб., д. дприятие, г.ужгород, ул.Проект еско олигра роизводств 22 . Тираж 670НИИПИ Государственного копо делам изобретений и13035, Москва, Ж, Раувс орректор А.Тяско