Устройство для измерения времени переходных процессов

Соиаз СоветскикСоциалистическихреспублик и 920568 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(53)М. Кл,с присоединением заявки М С 01 й 29/02 С 05 В 23/02 йпудеретееемй кемвтет СССР ае делам кзебретенкй и еткрытвк) Заявит ковский ордена Ленина авиационный им. Н.Е,Жуковского4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ПЕРЕХОДНПРОЦЕССОВ ских енер Устроиство относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля динамичепараметров управляемых автог аторных систем.Известен измеритель времени переходного процесса, содержащий ключ,счетчик, устройство индикации, устройство регулируемой задержки и формирователь мерных интервалов времени.Измеритель позволяет восстанавливатьфункцию переходного процессаОднако при измерении быстродействия коротких переходных процессовошибка измерения может быть существенной. Это объясняется тем, чтопереходная функция восстанавливаетсяпо результатам нескольких последовательных измерений путем измеренийчастоты импульсов,Наиболее близким по своей технической сущности к лредлагаемому является устройство для измерения времени переходного процесса, содержа"4 щее коммутатор, четыре блока сравнения, блок управления, цифровой измеритель времени и генератор тактовыхимгульсов, подключенный ко входу"Пуск" цифрового измерителя времени,вход "Стоп" которого соединен с выходом блока управления 121.Однако известное устройство имеетнизкое быстродействие обработки информационной импульсной последовательности, так как получение информационной точки происходит путем1подсчета импульсной исследуемой частоты реверсивными счетчиками до переполнения.15Цель изобретения - повышение точности измерения при контроле быстрых переходных процессов,Эта цель достигается тем, что, вустройство для измерения времени пе 20реходных процессов, содержащее коммутатор, четыре блока сравнения,блок управления, цифровой измерительвремени и генератор тактовых импуль3 920 сов, подключенный к входу "Пуск"цифрового измерителя времени, вход "Стоп" которого соединен с выходом блока управления, дополнительно введены четыре преобразователя период-код, два лемента ИЛИ и триггер, причем первый и второй выходы коммутатора через первые и вторые преобразователи период-код и блоки сравнения подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента ИЛИ, третий и четвертый выходы коммутатора через третьи и четвертые преобразователи период-код и блоки сравнения подключены соответственнок первому и второму входам второго элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов ИЛИ подключены соответственно к первому и второму входам триггера, выходы которого подключены к коммутатору, а один из выходов триггера подключен ко входу блока управления, второй вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов, второй вход которого подключен к входу исследуемого устройства; На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства, поясняющиепринцип измеренйя времени переходныхпроцессов,Устройство для измерения временипереходных процессов содержит коммутатор 1, подключенный к выходу источника исследуемой частоты, Первыйвторой, третий и четвертый преобразователи 2-5 период-код подключенык выходам коммутатора 1 и предназначены для преобразования в двоичныйкод периодов исследуемой частоты,Первый, второй, третий и четвертыйблоки сравнения подключены соответственно к первому, второму, третьемуи четвертому преобразователям 2-5период-код и предназначены для сравнения кодов, поступающих с выходовпреобразователей 2-5 с кодами, предварительно заложенными в них путемподключения соответствующих выходовкаждого из преобразователей 2-5 квходам блоков 6-9. Причем преобразователи 4 и 5 подключены к блокам8 и 9 сравнения инвертирующими выходами. Элемент 10 ИЛИ входами подключен. к выходам блока 6 и 7 сравнения, элемент 11 ИЛИ подключен входами к выходам блоков 8 и 9 сравнения.., вызывает переходный процесс в исследуемом счетчике и в момент началапереходного процесса сигналом с выхода генератора 15 тактовых импульсов запускается цифровой измеритель14 времени. Импульсы исследуемойчастоты непрерывно перебрасываюттриггер 16, в результате чего на его, выходах появляется непрерывная послеаодовательность импульсов длительностей, равных периодам исследуемой частоты , ПОложительный потенциал с неинвертирующего выхода триггера 12открывает ключи 17 и 18, при этом а 5положительный импульс с выхода (неинвертирующего) триггера 16 черезоткрытый ключ 17 поступает на преобразователь 2 период-код, На выходепоследнего появляется код периода 50 55 5 10 15 20 Триггер 12 первым и вторым входами подключен к выходам элемента 10 и 11 ИЛИ, Информационный вход блока 13 управления подключен к неинвертирующему выходу триггера 12, Вход нСтоп" цифрового измерителя 1 ч времени соединен с выходом блока 13 управления. Выход генератора 15 тактовых импульсов подключен к входу "Пуск" цифрового измерителя 14 времени и к управляющему входу блока 13 управления. Кроме того, выход генератора 15 тактовых импульсов подключен к входу источника исследуемых переходных процессов. Коммутатор 1 выполнен в виде триггера 16 и четырех ключей 17-20 и блок 13 управления - в виде счетчика 21 и счетчика 22 импульсов с ключом.Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии выходы триггера 16 и 12 находятся в "единице", счетчики 21 и 22 обнулены, цифровой измеритель 14 времени остановлен, схема готова к измерению времени переходного процесса после появления тактового импульса с выхода генератора 15 тактовых импульсов. исследуемой частоты.Непосредственно перед началом измерений п разрядных выходов преобразователей 2-5 подключаются к блокам. 6-9 сравнения таким образом, чтобы при появлении на выходах преобразователей 2-5 заложенных кодов, на выходах блоков сравнения появились импульсы, сигнализирующие об этом.Ъ920568 эо Э 5 4 о Данный измеритель выполнен полностью на логических элементах, достаточно прост в технологическом исполнении, надежен и позволяет проводить автоматические измерения быстрых переходных процессов с повышенной точностью. Устройство может найти широкое применение в производстве для контроля динамических параметров широкого класса частотных датчиков. Повышение точности измерения времени переходных процессов позволяет более качественно оценивать динамическую погрешность преобразования параметр- частота, что является одной из важнейших задач контроля телеметрической аппаратуры быстропротекающих процессов. 45 50 55 5Пусть сначала измерения и риод частотыизменяется от минимального значения к максимальному, пусть блоки 6 и 7 сравнения реагируют на коды периодов Ту + 8 Т и Ты - 5 Т соответственно, где Ту - период установившейся частоты;- требуемая точность измерения уровня установления, Пусть также несколько первых периодов частоты 1 к не достигают уровня Т -3 Т (фиг.2), В этом случае первый период (положительный импульс) с выхода триггера 16 преобразуется в код преобразователем 2 и сравнивается блоком 6 сравнения. С появлением очередного импульса на выходе триггера 16 последний перебрасывается и закрывает ключ 17, открывая ключ 18, В течение второго периода частоты х происходит преобразование в код периода частоты Ту преобразователем 3 и сравнение блоком 7 сравнения. Если при этом код периода Тх окажется меньше заложен. - ного, измерения продолжаются циклически до тех пор, пока не сработает один из блоков 6 или 7 сравнения. При этом импульсом с выхода элемента ИЛИ триггер 12 перебрасывается, закрывая ключи 17 и 18 и открывая ключи 19 и 20. Выходы преобразователей4 и 5 подключены к блокам 8 и 9сравнения инвертирующими выходами,следовательно, сравнение происходитв обратном коде. Блоки 8 и 9 сравнения настраиваются на измерение периода Ты - 6 Тц . Код периода, превышающий код Т +Т, в обратном кодевсегда меньше кода Ту - о Т, поскольку от точки 1 до точки 2 (фиг.2)обратный код периода вначале уменьшается, затем увеличивается, и, придостижении точки Т - о Ту один изблоков 8 или 9 сравнения срабатывает,перебрасывая через элемент 11 ИЛИтриггер 12 в противоположное состояние. Логика работы преобразователей4 и 5 ключей 19 и 20, блоков 8 и 9,элемента 11 аналогична описанной,логике работы преобразователей 2 и 3,блоков 6 и 7, ключей 17 и 18, элемента 10, После переброса триггера12 процесс измерения продолжается.Таким образом, на выходе триггера12 имеется импульсный сигнал (фиг,2 а 1)отражающий в импульсной форме функцию переходного процесса Т (с) на определенных уровнях срабатывания. 5 1 о 15 2 О 25 6Положительные и отрицательные фронта импульсов последовательности (фиг,2 а 1) считываются счетчиком 21. Число, записываемое в счетчике 21 в момент прихода очередного тактового импульса с выхода генератооа 15, переписывается в счетчик 22. После этого начинается второе измерение, аналогичное первому. Во втором измерении счетчик 21 по-прежнему считает число фронтов, а счетчик 22 после появления 1-фронта (1 - число, записанное в предыдущем измерении) открывает ключ, при этом импульсы "Стоп" с выхода ключа (функционально расположенного в счетчике 22) останавливают цифровой измеритель 14 времени. При этом в нем записано время переходного процесса с,На фиг. 2 а 1 видно, что время йц отличается от истинного времени т.е, времени вхождения функции Т(с) в область допустимых значений.Появляется методическая погрешность измерения, равная по абсолютной величине времени д 1.1 Для устранения погрешности производятся циклические измерения времени Т . В первом цикле блоки 6 9 настраиваются на код периода Т - 3 Т, во втором цикле - на код периода Т + 3 Тц . Форма сигналов на выходе триггера 12, соответствующая этим двум случаям, показана на Фиг. 2 а 2 и 2 а 3, Большее время равно истинному. Таким образом, по максимальному показанию цифрового измерителя 14 времени судят о времени переходного процесса.92 устройство для измерения времени переходных процессов, содержащее коммутатор, четыре блока сравнения, блок управления, цифровой измеритель времени и генератор тактовых импульсов, подключенный к входу "Пуск" цифрового измерителя времени, вход "Стоп" которого соединен с выходом блока управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения при контроле быстрых переходных процессов, в него введены четыре преобразователя период-код, два элемента ИЛИ и триггер, причем первый и второй выходы коммутатора через первые и вторые преобразователи период-код и блоки сравнения подключены соответственно к первому и второму входам первого 0568 8элемента ИЛИ, третий и четвертый вйходы коммутатора через третьи и четвертые преобразователи период-код иблоки сравнения подключены соответз ственно к первому и второму входамвторого элемента ИЛИ, выходы первогои второго элементов ИЛИ подключенысоответственно к первому и второмувходам триггера, выходы которого 1 О подключены к коммутатору, а один извыходов триггера подключен к входублока управления, второй вход которого соединен с первым выходом генератора тактовых импульсов.-.13Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторкое свидетельство СССРН 608260, кл. Н 0 З К 1 ЗЯ 0, 26.11.У 6.гв 2. Авторское свидетельство СССРй 53113 Й, кл. С 05 В 23/02, 19.03.7 Ь.920568 Составитель Н. Капледактор М,Недолуженко Техред А. Бабинец Корректор.А.Дзятк Подписно о делоскв 113035 Проектна иал ППП "Патент", г. УжгородеЗаказ 2330/М 8ВНИИПИ Г Тираж 719 сударственного м изобретений Ж 35 Раушска омитета ССоткрытийнаб., д, Ц