Измеритель временных интервалов

атмтю-тыс чблбляотвмв ОБА ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских,СоциалистическихРеспублик оц 746397(22):Заявлено 270378 (21) 2594925/18-10 6 04 Г 10/04 с присоединением заявки Йф(23) Приоритет Государствеииый комитет СССР по аелаи изобретеиий и открытий(72) Авторы изобретения С. В. Денбновецкий, А. Н. Шкуро и С. Й. Кокошкин Киевский ордена Ленина политехнический институтнм. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ Изобретение относится к области злектроизмерений и может быть использовано для измерения временных интервалов в автоматике, вычислительной технике, приборостроении.Известны измерители временных интервалов, в которых временной интервал измеряется путем сочетания результата измерения методом после О довательного счета и результата измерения с преобразованием масштаба отрезков времени, ограниченных стартовым импульсом (стоповым импульсом) и последующим (предыдущим) счетным импульсом 13.Наиболее близким по технической сущности является измеритель, содержащий генератор счетных импульсов, соединенный с счетчиком грубого измерения через схему ИЛИ и через ключ, подключенный к триггерам временных ворот в каналах стартового и стопового импульСов, два счЕтчика точного изйерения отрезков времени, два преобра" 25 эователя масштаба времени в каждом из каналов стартового и стопового импульсов, ключи, два Формирующих триггера, подключенных к вхбдам кана.лов, триггер сложения 2), 30 2Недостатком известного устройства является погрешность измерений, обусловленная погрешность выделения счетных импульсов, ограничивающих отрезки времени г, иЦель изобретения - повьхаение точности измерения.Цель достигается .тем, что измеритель снабжен Формирователем, регистром калибровки, элементом задержки, триггером управления калибровкой, ключом калибровки и переключате. нем калибровки "нуля". Иа Фиг, 1 приведена структурная электрическая схема" измерителя: временных интервалов, на Фиг. 2 - временные дйаграммы ее работы.Измеритель временных интервалов содержит генератор 1 счетных импульсов, соединенный с счетчиком 2 грубого измерения через ключ 3 и схему 4 ИЛИ и со счетчиками 5 и б точного иэмереиия г и, г через кюцоч 7, схему 8 ИЛИ и ключ 9 соответственно, причем"выход счетчика 5 через схему 4 ИЛИ соединен с входом счетчика 2. Ключи 7 и 9 соединены соответственно е преобразователями 10 и 11 масштаба отрезков времени г, и г. Один из55 входов преобразователей 10 и 11 соединен непосредственно соответственно с входом "Старт" и "Стоп", второй вход преобразователя 10 соединен с выходом ключа 12 непосредст венно, а второй вход преобразователя 11 - с выходом ключа 13 через элемент 14 задержки. Один из входов ключей 12 и 13 соединен с генератором 1, второй - соответственно с вы-ходами 0, триггеров 15 и 16 временных ворот, счетные входы Т которых соединены соответственно с выходами ключей 17 и 18, причем выходытриггеров 15 и 16 подключены соответственно к входам ключей 17 и 18. Кроме того, выход Я триггера 16 и выход 15 Я триггера 15 подключены к входам ключа,3. Вторые входы ключей 17 и 18 соединены с выходами ( соответственно триггеров 19 и 20, входы 5 .которых подключены соответственно к эО входам "Старт" и "Стоп", третьи - с выходом генератора 1, Ко входу счетчика б через ключ 21 и ко входу счетчика 5 через ключ 21 и схему 8 ИЛИ поДключен выход генератора 1. Вто рой вход ключа 21 соединен с выходом 0, триггера 22 сложения, вход 5 которого соединен с выходом преобразователя 11, вход й - с выходом счет- . чика бТретий вход ключа 21 соединен с вторым выходом преобразователя 10. Кроме того, две группы переключателя калибровки П 1 а и П 1 б, средние . контакты которых объединены, подключены соответственно к входам старт и стоп. Через третью. группу пЕреключателя калибровки П 1 в выход генератора 1 подключен к входу ключа 23 калибровки, второй вход которого подключен к выходу 0 триггера 24 управления калибровки, вход 5 ко торого, в свою очередь, подключен к выходу счетчика 6, вход В - к выхо" ду счетчика 2. Выход ключа 23 калибровки подключен к входу регистра 25 калибровки непосредственно и к входу счетчика 5 через схему 8 ИЛИ. Первый и второй коммутируемые контакты четвертой группы переключателя П 1 г калибровки подключены соответственно ко второму и третьему входу счетчика 5. Выходы разрядов каждой иэ декад 25 а, 256 н 25 Ь регистра 25 калибровки соединены соответственно с разрядами декад 5 ц, 56 и 5 Д счетчика 5. Декады 2 а, 28 и 2 Ь сЧетчика 2 соединены между собойАкже как и декады счетчика 5 и регистра 25 последовательно. К контактам переключателя калибровки подключен формирователь 26.В исходном состоянии в режиме 60 калибровки "нуля" счетчики 5 и б и регистр 25 установлены в нуль. Декады 2 а, 28, 2 Ь устанавливаются в сос" ; тояние, при котором в счетчике 2 оказывается записанным число в де сятичном коде "997". Триггеры 15, 16, 19, 20, 22 и 24, держат соответственно ключи 13, 17, 18, 21, 23, а также 3 и 12 в закрытом состоянии. Ключи 7 и 9, управляемые соответственно преобразователями 10 и 11 закрыты.С приходом на входы "Старт" и "Стоп" одного и того же импульса калибровки (см. фиг. 2 о), что означает в сущности измерение временного интервала нулевой длительности, триггер 19 перебрасывается (см, фиг. 26), открывая ключ 17. Первый из счетных импульсов, следующих с периодом Гс генератора 1 (см. фиг. 2 Ь), прошедший через ключ 17 (см. Фиг. 2 г), задним фронтом переключает триггер 15 (см.фиг. 2 А и 2 е). При этом сигналом с выхода 0 триггера 15 (см. фиг. 2 д) ключ 17 закрывается, что Делает невозможным дальнейшее прохождение через него счетных импульсов. Сигнал с выхода б, триггера 15 открывает ключи 3 и 12. При этом через ключ 12 начинают проходить счетные импульсы (см. фиг. 2 ж) на преобразователь 10, первый из которых будет соответствовать окончанию отрезка времениначало которого определяется импульсом калибровки. Аналогично с приходом импульса калибровки в канале стопового импульса происходят процессы (см. Фиг. 2 в . 2 м) по выделению отрезка времени с с той лишь разницей, что переключение триггера 16 (см. фиг. 2 К)закрывает ключ 3. В результате счетные импульсы не проходят через ключ 3 на вход схемы 4 ИЛИ..Преобразователи 10 и 11 масштаба времени обеспечивают увеличение в 1-раз длительностей соответственно отрезков времени с, и С . С вы- хода преобразователей 10 и 11 импульсы с длительностями Мс, и 1 с открывают соответственно ключи 7 и 9. В результате этого в счетчики 5 и б проходит число счетных импульсов, пропорциональное соответственно величинам отрезков времени 1 с и По окончании действия импуль а с преобразователя 10 снимается запрет на ключ 21, по окончании импульса 1 с с преобразователя 9 переключается триггер 22, При этом ключ 21 открывается и начинается одновременное прохождение счетных импульсов на счетчики 5 и б до момента переполнения счетчика б, при котором триггер 22 возвращается в исходное состояние, а ключ 21 закрывается, т. е. при этом на счетчик 5 пройдет число счетных импульсов, недостающее до полного заполнения счетчика б. Так как емкость счетчика 6 составляет число импульсов, соответствующееотрезку времени 31, то после измеренияотрезка времени Мс число счетных импульсов, недостающее до полного заполнения этого счетчика (см.Фиг,2 и), соответствует отрезку времени (или с 3 "ст )В результате на счетчик 5 емкость которого составляет число импульсов, соответствующее отрезку временио в общей сложности проходит число счетных импульсов, соответствующее отрезку времени с, + с (или с + с )2 1 Возникающие при этом. импульсы переноса с выхода счетчика 5 через схему . 4 ИЛИ поступают на счетчик 2 грубого измерения.Очевидно, что в идеальноМ случае, т. е. без учета внутренних временных задержек счетных импульсов на элементах ключей 12 и 13, а также на элЕментах преобразователей 10 и 11, отрезки времени .асс и 1 с (или с,-с ) разны между собой (см. Фиг. 2 Ж и 2 м 1, 0 в этом случае сумма с + (сс = 3 Юг = о (или с,+ с 3 ). При этом на выходе счетчика 5 возникают три импульса переноса, которые, пройдя в счетчик 2 (см, фиг. 2 н ), установят в 25 нем число в десятичном коде, равное "000", кроме того, сам счетчик 5 окажется также в состоянии "нуль". Однако, в результате задержки счетных импульсов на элементах измерителя 90 реальные значения отрезков времени асс, и асс (или с ис ) не равны между собой;с, + си сс + (см. Фиг. 2 ж и 2 м" ) в общем случае ъц Фз 2 при с) сочевйдно,что результат сложения отрезков времени и М(3 Ц, -с -с) будет 731 с при с ( с результат сложения ( ЗИ, Для получения однозначного результата сложения (а именно С ЗМ 1 ) счетный импульс с выхода ключа 13 задерживается элементом задержки на вели-. чину сз (см. Фиг. 2 м), причем сз выбирается заведомо такой величины, чтобы выполнйлось условие с ( сУ Ъ с+ сз. В этом случае результат сложения (ЗИ и с выхода счетчика 5 в счетчик 2 проходит только два импульса переноса (см. Фиг. 2 Н"). Тогда в режиме калибровки после окончания сложения отрезков м(с, + с) 50 и Зс(с, -с -с ), т. е. в момент переполнения счетчика б триггер 24 перебрасывается, и ключ 23 открывается, в результате чего начинается одновременное прохождение им пульсов на вход счетчика 5 через схему 8 ИЛИ и на вход регистра 25 калибровки. В момент переполнения счетчика 2 триггер 24 управления калибровкой возвращается в исходное Я состояние, и ключ 23 закрывается. Таким образом, в регистре 25 калибровки фиксируется число счетных импульсов, недостающее до полногозаполнения счетчика 2 и 5, т. е.65 число счетных импульсов, определяемое соотношением величин с сЫ 52 и с,3 еВ режиме измерений в результате переключателя подача импульса калибровки на входы старт, стоп и счетных импульсов на ключ 23 прекращается, Кроме того, импульс начальной установки через группу П 1 г подается не на вход установки счетчика 5 в нуль, а на вход переписи в счетчик 5 кода из регистра 25 калибровки. Таким образом, перед началом каждого измерения в счетчике 2 устанавливается число в десятичном коде"997", а в счетчике 5 число в десятичном коде, соответствующее величинам ссьФЗЗФормула изобретения Измеритель временных интерваловФ содержащий генератор счетных импульсов, на выход которого через схему ИЛИ и через ключ включен счетчик грубого измерения,. триггерй временных ворот, выходы которых соединены со входами ключа, два счетчика точного измерения отрезков времени, два преобразователя масштаба вре-мени, ключи, два формирующих триггера, подключенных к входам каналов, триггер сложения, о т л ич а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него вве- . дены Формирователь, регистр калибровки, элемент задержки, триггер управления калибровкой. ключ калибровки, переключатель калибровки "ну 1ля , через контакты двух групп которого один из выходов формирователя соединен с входами "Старт" и "Стоп", выход генератора счетных импульсов через контакты третьей группы переключателя соединен с входом ключа калибровки, через контакты четвертой группы переключателя второй выход Формирователя соединен с входом установки в нуль счетчика в канале стартового импульса и с входом переписи параллельного кода из регистра калибровки, один из входов триггера управления калибровкой соединен с выходом счетчика точного измерения отрезка. времени в канале стопового импульса, выход счетчика грубого измерения подключен к вторбму входу триггера управления калибровкой, к выходу последнего подключен вход регистра калибровки и через схему ИЛИ вход счетчика точного измерения отрезка времени в канале стартового импульса, причем, выход регистра калибровки в параллельном коде подключен ко входу счетчика точного измерения, отрезка времени в канале стартового импульса, кроме того, в канале стопового импульса второйвход преобразователя масштаба времейи соединен с выходом ключа через элемент задержки.Источники информации, принятие во внимание при экспертизе 1. Авторскоесвидетельство СССР9 505009, кл, О 04 Г 10/02, 1974.2. Авторское свидетельство СССРМ 551600, кл. 6 ОМ Г 10/02, 1975746397 Г)Г 3 О " Г Фиг Новицки ставитель В хред И,Лст орректор Е. П сно лиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Редактор Н. Шильникова Заказ 4100/15 ЦНИИПИ Государс по делам изоб 113035, Москва, Ж