Измеритель временных характеристик переходных процессов

нструкторскотехнологичесредств автоматизации Ий.1 пявнтель 5 Й). ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ1Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для авто" матизированного измерения временных характеристик быстропротекающих переходных процессов.Известен измеритель временных ха" рактеристик переходных процессов, содержащий измерительный блок, генера" тор импульсов, ключи, счетчики, триггеры и многовходовый элемент совпаде- , ния 1.Данн ь 1 й из мерй тел ь имеет ни экую точность измерения времени установления переходного процесса из-за задержки сигналов при прохождении через 1 элементы схемы, участвующие в измерении времени установления и не обеспечивает получения информации о време" ни спада.и времени установления пе" реходного процесса при выключении ис а точника, Время измерения данного иэ" мерителя определяется суммой времени установления и времени нарастания переходного процесса, что снижает быстродеиствие и ограничивает областьприменения измерителя,Наиболее близким к данному изобре-тению является устройство содержа.щее измерительный блок, ключи, гене"ратор импульсов, распределитель импульсов, счетчики, статические регистры, .сумматор, триггер и логичес"кие элементы ИЛИ 1 2 .Такое устройство отличается сложностью конструкции, малым быстродействием и недостаточной надежностью,особенно при случайном выходе входного сигнала из эоны "Норма" послеустановления переходного процесса ине обеспечивает получения информациио времени нарастания и времени спадапереходной характеристики.Цель изобретения - повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей устройства.Указанная цель достигается тем,что в измеритель временных характеристик переходных процессов, содержа 951695щий четыре ключа, измерительный блок, первый и второй выходы которого соединены с первыми входами соответствен" но первого и второго ключей, вторые входы которых соединены с первым и вторым выходами генератора импульсов соответственно, три счетчика, триггер, два элемента ИЛИ, статический регистр и сумматор, введены дополни" тельно два ключа, два счетчика и два триггера, при этом выходы первого и второго основных ключей соединены со счетными входами соответственно первого и второго основных счетчиков, выход первого основного ключа соединен с первым входом первого дополнительного ключа, а выход второго основного ключа - с первым входом первого элемента ИЛИ, выход второго основного счетчика соединен с информационным входом статического регистра, а выходы первого основного счетчика и статического регистра соединены с соответствующими входами сум-. матора, к третьему выходу измерительного блока подключен первый вход третьего ключа, выход которого через первый дополнительный счетчик и основной триггер подключен к вторым входам первого, второго и третьего основных ключей, причем первый выход измерительного блока подключен через второй элемент ИЛИ к входу сбросапервого дополнительного счетчика, а через последовательно .соединенные четвертый и второй дополнительный ключи подключен к счетному входу второго дополнительного счетчика, к второму выходу измерительного блока подключены счетный вход третьего счетчика и первый вход первого дополнительного триггера. первый выход которого подключен к второму входу четвеотого ключа, а втооой выход подключен к вто-. оому входу первого дополнительного ключа, выход котооого подключен к 1пеовому входу второго дополнительного триггера, второй вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, причем первый выход второго дополнительного триггера соединен с входом записи, а второй - с входом запрета записй статического регистра, при этом третий выход генератора импульсов подключен к второму входу вто 55 рого дополнительного ключа, а вторые входы элементов ИЛИ подключены к входам сброса всех счетчиков и статического регистра, а также к вторым входам основного и первого дополнительного триггеров.На чертеже приведена схема измерителя.Измеритель содержит измерительный блок 1, ключи 2-7, генератор 8 импульсов, счетчики 9- 13 импульсов, триггеры 1 ч, 15 и 16, элементы ИЛИ 17 и 18, статический регистр 19 и сумматор 20.Измеритель работает следующим образом,Перед началом каждого измерения измеритель устанавливают в исходное состояние. При этом в счетчиках 2-7 и статическом регистре 19 устанавливается нулевой код, а триггеры переводятся в такое состояние, при котором на первых выходах триггеров 1 чи 15 и на втором выходе триггера 16 устанавливается высокий потенциал, а а втором выходе триггера 11 и первом выходе триггера 16 .- низкий потенциал. На вход измерительного блока 1 подается сигнал исследуемого переходного процесса, на его первом и втором выходах в любой момент времени действуют взаимно противоположные уровни напряжения, соответствующие появлению уровня входного напряжения соответственно "Вне зоны" и "В зоне", Причем нижнее и верхнее значения уровня входного напряжения, фиксируемые первым выходом "Вне зоны" и вторым выходом "В зоне" блока 1, зависят от характера пеоеходнаго процесса. Нижний и верхний пределы при включении источника "Вне зоны" не менее 0,10 - установившегося значения уровня на,.ржения, и не более 1,50 ст, в зоне - не менее 0,90 и не более 1,1 Ц . Верхний и нижний пределы при выключении источника "Вне зоны" - не более 0,9 0 и не менее минус 0,5 0 , "В зоне" - не более 0,10 т и не менее минус 0,1 Оуст Блок 1 регулирует уровень установив шегося значения входного напряжения, ши рину зоны, пределы фи ксации зна чений входного напряжения "Вне зоны" и "В зоне", обеспечивает изменение уровней "Вне зоны" и ЧВ зоне" при изменении характера переходного процес" са при включении или выключении источника и выдачу импульсов на третьем выходе при совпадении уровня входного напряжения с уровнем Ост при включении и с нулевым уровнем напряженияпри выключении источника.При значениях входного напряже"ния, находящихся в пределах "Вне эоны", высокий ( разрешающий ) потенциалс первого выхода блока 1 поступаетна вход ключа 2, при этом импульсыгенератора 8 проходят на вход счетчика 10, который накапливает информацию в количестве импульсов, попадалоющих в те интервалы времени, когдауровень входного напряжения находитсяв пределах "Вне зоны", на первый входключа 6, на втором входе которогоприсутствует низкий ( запрещающий )потенциал с второго выхода триггера 11,и импульсы на первый вход триггера 16не поступают; на первый вход ключа 1,на втором входе которого присутствуетвысокий (разрешающийпотенциал с пер 2 фвого выхода триггера 1 ч. В результате на первом входе клюца 5 также изимеется высокий потенциал, и импульсыс третьего выхода генератора 8 проходят на вход счетчика 9, который начинает заполняться,После окончания первого временногоинтервала "Вне зоны", соответствующего времени нарастания ( времениспада ) от 0,1(.ст до 0,9(0,9(.)уст зоО,1 От) на первом выходе блока 1устанавливается низки й ( запрещающий )потенциал, При этом импульсы генератора 8 прекращают поступать в счетцик 9, на втором выходе блока 1 устанавливается высокий ( разрешающий ) потенциал, который опрокидывает триггер 11 в противоположное состояние.На втором входе ключа ч появляетсянизкий (запрещающий) потенциал с пер- фвого выхода триггера 1, а на второмвходе ключа 6 - высокий ( разрешающий)потенциал с второго выхода триггЕра 11. Ключи 1 и 5 запираются и импульсы генератора 8 не проходят до но,45вого цикла измерений.Таким образом, в счетцике 9 записан код, соответствующий времени нарастания ( времени спада) переходногопроцесса, Высокий потенциал с второго выхода блокапоступает на второйвход ключа 3, импульсы генератора 8начинают поступать в счетчик 11, заполняя его, и на второй вход логи"цеского элемента ИЛИ 18, а с его выхода - на второй вход триггера 16, который ранее был установлен импульсомсброса в исходное состояние. Поэтому в регистр 19 не записывается код сосчетцика 11После окончания первого интервала времени "В зоне" начинается вто рой интервал времени "Вне зоны", импульсы с выхода ключа 2 проходят через ключ 6 и первый импульс серии"Вне зоны" опрокидывает триггер 16в противоположное состояние, на входзаписи поступает высокий, а на входзапрета записи регистра " низкий потенциал, код со счетчика 11 записывается в регистр 19,После окончания очередного интервала времени "Вне зоны" и начала янтервала времени "В воне" импульсы свыхода ключа 3 проходят через логический элемент ИЛИ 18, и первый им.пульс серии "В зоне" возвращает триггер 16 е первоначальное состояние, навходы записи и запрета записи регистра 19 поступают запрещающие записьпотенциалы, а счетчик 11 суммируетвторую серию импульсов "В зоне" спервой,, Таким образом, перезапись кодасо счетчика 11 в регистр 19 происхо"дит только в слуцае появления уровнявходного сигнала в пределах Вне зоны", за исключением первого интервала времени "Вне эоны", Коды с выходасчетчика 10 и регистра 19 непрерывносуммируются в сумматоре 20, В сцет"чике 12 записывается количество пере"ходов через контролируемый уровень,При первом совпадении уровня вход ного сигнала с уровнем (нулевой уровень напряжения ), соответствующим первому интервалу времени "В зоне", с третьего выхода блока 1 поступает импульс на первый вход ключа 7, на второй вход которого подан высокий потенциал с выхода триггера 15, и проходит на счетчик 13. Счетчик 13 импульсов - двухразрядный. На его вы" ходе устанавливается код "01", С появлением .второго интервала времени "Вне зоны" на вход сброса сцетчика 13 через.логический элемент ИЛИ 17 поступает высокий потенциал, и счетчик 13 сбрасывается, На выходе счет" чика 13 устанавливается вновь нуле" вой код, Если очередной интервал "Вне зоны" не появляется вслед за ин" тервалом В зоне", то второй импульс совпадения приходит в счетчик 13, и в нем устанавливается код "10", Высокий уровень с выхода второго разряда счетчика 13 опрокидывает триг" гер 15 в противоположное состояние на его выходе устанавливается низкий потенциал, заяирающий ключи 2, 3 и прекращая поступление в счетчик 11 импульсов счетной частоты, а также запрещая поступление импульсов в счетчик 10 и триггер 16, тем самым предупреждая перезапись кода счетчика 11 в регистр 19 и запись кода в счетчик 101 О при случайных появлениях сигнала "Вне эоны".В предложенном измерителе в отличие от прототипа время измерения не превышает времени установления переходного процесса, что увеличивает быстродействие измерителя и снижа" ет до минимума непроизводительные за" траты времени. Измеритель защищен от . случайного появления сигнала "Вне эо О ны" после установления переходного процесса, что повышает надежность работы измерителя. Ивмеритель позволяет регистрировать одновременно информацию о времени нарастания ( времени спада), времени установления и количестве переходов через уровень уста" новившегося значения напряжения, т.е. обладает более широкими функциональ" ными воэможностями. ЗОформула изобретенияИзмеритель временных характеристик 35 переходных процессов, содержащий четыре ключа, измерительный блок, первый и второй выходы которого соеди" нены с первыми входами соответствен,но первого и второго ключей, вторые 4 О входы которых соединены с первым и вторым выходами генератора импульсов три счетчика, триггер, два элемен" та ИЛИ, статический регистр, сумматор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 45 что, с целью повышения быстродействия и расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительно два ключа, два счетчика, два триггера, при этом выходы первого и вто" 5 О рого основных ключей соединены со счетными входами соответственно первого и второго основных счетчиков, выход первого основного ключа соеди" нен с первым входом первого дополнительного ключа, выход второго основного ключа соединен с первым входомпервого элемента ИЛИ, выход второгоосновного счетчика соединен с информационным входом статического регистра, а выходы первого основного счетчика и статического регистра подключенык соответствующим входам сумматора,к третьему выходу измерительногоблока подключен первый вход третьего ключа, выход которого подключенчерез последовательно соединенныепервый дополнительный счетчик и основной триггер к вторым входам пер"вого, второго и третьего основныхключей, причем первый выход измерительного блока подключен через второйэлемент ИЛИ к входу сброса первогодополнительного счетчика, а через последовательно соединенные четвертыйосновной ключ и второй дополнитель"ный ключ подключен к счетному входувторого дополнительного счетчика, квторому выходу измерительного блокаподключены счетный вход третьегоосновного счетчика и первый вход первого дополнительного триггера, первый выход которого подключен к второму входу четвертого основного ключа,а второй выход подключен к второмувходу первого дополнительного ключа,выход которого подключен к первомувходу второго дополнительного триггера, второй вход которого соединен свыходом первого элемента ИЛИ, первыйвыход второго дополнительного триггера подключен к входу записи, а второйк входу запрета записи статическогорегистра, третий выход генератора импульсов подключен к второму входу второго дополнительного ключа, вторыевходы элементов ИЛИ подключены к входам.сброса всех счетчиков и статического регистра, а также к вторым входамосновного и первого дополнительноготриггеров. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРй 708507, кл. Н 03 К 13/17, 1980.2. Авторское свидетельство СССРй 733100, кл. Н 03 К 13/17, 1980.я Реда Зака оль ор Л, Веселовская и М 5 Проектна5973/75 ВНИИПИ Г по д 11303" М илиал ППП Составитель 8. МТехЕед К. МыцьоТираж 959твенного комитетаобретений и открытЖ-ЗБ Раушская набтеъйаеъаввееет", г. Ужгород, ул суд лам скв "Па