Измеритель временных интервалов

)5 60 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ИТЕТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ДЕТЕЛЬСТ 8 У ВТОРСКОМУ(56) Авторское свидетельство СССРВ 152201, кл. О 04 Р 10/04, 1962.Авторское свидетельство СССРМ 1022109, кл. О 04 Р 10/04, 1981.(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕВАЛОВ 72(57) Использование; в импульсной технике для измерения временных интервалов с долговременной памятью зафиксированного временного интервала. Сущность изобретения: измеритель содержит 1 формирователь тока записи (1), 1 блок считывания (2), 1 генератор одиночных импульсов (3), 1 стартовый ключ (4), 1 конденсатор (5) 1 стоповый ключ (6), 1 ферромагнитный сердечник (7), 1 обмотку (8), 1 шину "Включение" (9). -Обит - 4 - 2 - 1+Опи, 4 - 1: 4 - 5; 4 - 6; "Старт" - 3 - 4 "Стоп" - 6: +Опит - 5;4 - 8 - 1, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электроизмерительной технике.Целью изобретения является расширение диапазона измерения,На фиг, 1 изображена функциональнаясхема предлагаемого мизмерителя; на фиг.2 - временная диаграмма, поясняющая егаработу, на фиг. 3 - характеристика магнитного сердечника; на фиг. 4 - градуиравочнаяхарактеристика измерителя.Измеритель временных интервалов"Старт" и "Стоп", шины +Опит и - Опит,Формирователь 1 тока записи содержитрезисторы 10 - 13, транзистор 14 и конденсатор 15. Блок 2 считывания содержит транзистор 16, детектор 17 насыщения, резистор18, триггер 19, генератор 20 тактовой частоты,ключ 21 и счетчик импульсов 22,Шина - Опит соединена с сигнальнымвходам стартавага ключа 4, шина+Опит подключена к положительному выводу конденсатора 5, а шина "Стоп" соединена суправляющим входам стопавого ключа 6.Первый вход формирователя 1 тока записи через стартовый ключ 4, а второй непосредственно соединены с шинами -Опити+Опит соответственно, а выход подключенк второму входу блока 2 считывания, первыйвход которого соединен непосредственно спервым входом формирователя 1 тока записи и через обмотку сердечника - с его выходом. Сигнальные входы стоповаго ключа бподключены к шинам+Опит и -Опит. Минусовый вывод конденсатора 5 соединен с шиной - Опит через стартовый ключ 4,управляющий вход которого через генератор 3 одиночных импульсов подключен кшине "Старт", а шина "Включение" соединена с третьим входом блока 2 считывания.Измеритель временных интервалов работает следующим образом.Перед измерением с помощью блокасчитывания 2 магнитный сердечник 7 намагничивают в исходное магнитное состояниеФг (фиг, 3).На исследуемый объект измеритель устанавливают без блока 2 считывания, поскольку он в процессе записи информациине участвует. В момент 11(фиг. 2) отдействияударной воздушной волны срабатываетконтактный датчик (фиг. 2 А), который по входу"Старт" запускает генератор одиночных импульсов 3 (фиг, 2 А), выполненный, например, в виде одновибратора (ждущегомультивибратора). Генератор формирует прямоугольный импульс с фиксированной длительностью Лт 1 = тг - т 1 и открывает на это время стартовый ключ 4 (фиг, 2 Б), За время Л 11 происходит заряд конденсатора 5 да фиксированного напряжения Опит (фиг.2 В), подаваемого по проводной линии от источника питания постоянного тока (на чертеже не показан), Через 7 - 10 мс происходит обрыв проводной линии. Однако запасенная энергия в конденсаторе 5 обеспечивает работу измерителя в течение необходимого времени для регистрации временной установки контролируемого прибора, В момент тг конденсатор 5 начинает разряжаться на формирователь тока записи 1, который преобразует поступающее на первый и второй входы экспоненциальное напряжение (фиг, 2 В) в нарастающий ток (фиг. 2 Г) на выходе формирователя, протекающий по обмотке 8 сердечника 7, В момент т 1 ток в обмотке 8 появляется скачкообразно за время заряда конденсатора 5, которое составляет1 мс. Это обеспечивается резистором 11, который вместе с резистором 13 формирует атпирающее напряжение на базе транзистора 14, Скачкообразное появление тока в обмотке Я необходимо для исключения времени, нужного для преодоления магнитного паля Нт(фиг, 3), где Нт - магнитное полетрогания, превышение которого вызывает необратимое намагничивание сердечника, Следовательно, в момент с 1 на сердечник действует поле записи НзсНт(фиг, 3), которое переводит сердечник на крутой участок петли гистерезиса (фиг, 3, точка 1). Далее по мере увеличения поля Н сердечник намагничивается из состояния Л Ф 1 в сторону Фг - в точку 2, В момент ь испытуемый прибор, временную уставку которого требуется зафиксировать, после отработки своей временной установки формирует сигнал (фиг.2 Д), который. поступает на управляющий вход "Стоп" ключа 6. Ключ 6 срабатывает и разряжает конденсатор 5, Ток в обмотке 8 пропадает, а следовательно, поле Нз = О. В силу запоминающих свойств магнитного сердечника из материала с прямоугольной петлей гистерезиса в сердечнике устанавливается остаточный магнитный поток ЛФЗ. Таким образом, информация о временном интервале Лтг = тз - и 1 регистрируется в сердечнике 7 в виде остаточного потока ЛФ., который хранится в сердечнике практически неограниченное время, После изменения измеритель демонтируют с испытуемого объекта и к обмотке 8 сердечника 7 подключают блок считывания 2, При подаче управляющего напряжения Овал срабатывает триггер 19, открывающий транзистор 16, и отпирает ключ 21, Коллекторный ток транзистора 16, протекая по обмотке 8 в направлении, противоположном направлению тока записи, переводит магнитный сердечник из состояния Лфз в состояние насыщения - Фш. Момент насыщения сердечника характеризуется резким увеличением тока считывания. Детектор насыщения 17, выполненный, например, на туннельном диоде, реагирующем на резкое увеличение тока считывания, срабатывает, Выходной сигнал с детектора насыщения 17 Ооткл. возвращает триггер 19 в исходное состояние. При этом с базы транзистора 16 и ключа 21 снимается управляющее напряжение. Таким образом, на входе транзистора 16 и ключа 21 формируется импульс считывания длительностью тсч, соответствующий времени переключения сердечника из состояния Ьфз в состояние насыщения - Фш. Ключ 21, открываясь на время считывания гсч, пропускает импульсы с генератора 20 тактовой частоты. На счетчике 22 регистрируется число импульсов М = гсч.1, откуда тсч = КЛ. По окончании импульса считывания сердечник возвращается в исходное со- стояние Ф 2Время считыванияф 2+Ьф +ЛфTсч= ЖОсчгде с) - число витков обмотки 8;Осч. = сопзт - напряжение считывания; Ь Фш - величина, обусловленная обратимыми процессами после насыщения сердечника.По предварительно снятой градуировочной характеристике фиг. 4), представляющей зависимость тсч = 1(ЬЬ), определяют зарегистрированный временной интервал.В измерителе временных интервалов сердечник работает в режиме записи с токовым управлением,Магнитные элементы с токовым управлением работают на линейном участке в статической характеристике ЛФ = 1(Е); зависимость уровня устанавливаемого в сердечнике потока Ьф от действующей МДС Г =и, где- ток, протекающий в обмотке сердечника с числом витков ш Линейный участок наиболее выражен у тороидальных сердечников с большим отношением наружного и внутреннего диаметров О/б,В режиме с токовым управлением уровень намагничивания сердечника Лфз не зависит от времени протекания тока в обмотке 8. Сердечник в измерителе намагничивается по статической петле гистерезиса,ЪФ ф5 10 где единственным параметром, определяющим уровень Ьфз, является амплитуда тока в обмотке 8 сердечника 7, создающая соответствующую напряженность поля записи Нз. Следовательно, время установления потока Ь Фз зависит лишь от времени нарастания тока в обмотке 8. Изобретение позволяет осуществлять измерение в более широком диапазоне при использовании серийно выпускаемых малогабаритных "сердечников, что достигается благоДаря преобразованию запасенной энергии вконденсаторе в линейно нарастающий ток, создаваемый формирователем тока записи, и 15 реализации токового режима намагничивания запоминающегбсердечника.Формула изобретения 1, Измеритель временных интервалов,содержащий стартовый и стоповый ключи, 20 конденсатор, накопйтельную ячейку, состоящую из ферромагнитного сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса и обмотки, входные шины "Старт" и "Стоп", две шины питания +Опит" ,и -Опит, источника 25 питания, причем шина - .Опит, соединена ссигнальным входом стартового ключа, шина +Опит подключена к положительному выводу конденсатора, а шина "Стоп" соединена с управляющим входом стопового ключа, 30 о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения диапазона измерения, в него дополнительно введены блок считывания, генератор одиночных импульсов, шина "Включение" и формирователь тока записи, 35 первый вход которого через стартовыйключ, а второй непосредственно соединены с шинами -Опит и +Опит. соответственно, а выход подключен к второму входу блока считывания, первый вход которого соединен 40 непосредственно с первым входом формирователя тока записи и через обмотку сердечника - с его выходом, сигнальные входы стопового ключа подключены к шинам+Опит и -Опит, минусовой вывод конденсатора со единен с шиной -Опит через стартовыйключ, управляющий вход которого через генератор одиночных импульсов подключен к шине "Старт", а шина "Включение" соединена с третьим входом блока считывания, 50 2, Измеритель по и. 1, отл и ч а ющ и й с я тем, что формирователь тока записи содержит транзистор, конденсатор и четыре резистора, причем первый резистор подключен к базе транзистора и первому 55 входу формирователя, второй вход которогосоединен с базой транзистора через последовательно соединенные конденсатор и второй резистор, а с эмиттером транзистора - через третий резистор, а коллектор транзистора через четвертый резистор подключен к выходу формирователя.3. Измеритель по и. 1, отл ич а ющ и й с я тем, что блок считывания содержит генератор тактовой частоты, ключ, счетчик импульсов, триггер, детектор насыщения, резистор и транзистор, коллектор которого соединен с первым входом блока считывания, а эмиттер - с первым входом триггера и через детектор насышения - с плюсом источника напряжения считывания, второй вход триггера подключен к третьему входу блока считывания, а прямой выход через 5 резистор - с базой транзистора и с управляющим входом ключа, вход которого соединен с генератором тактовой частоты, а . выход-со счетным входом счетчика импульсов.1764028 О о О О оставитель Ю. Шишкихред М.Моргентал дактор Г, Бельская Те Корректор М, Максимиш Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 аз 3456 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5