Устройство для измерения интервалов времени

Устройство для измерения интервалов времени

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >970302 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.01. 81 (21) 3239837/18-21 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 30.10.82, Бюллетень ¹ 40

Дата опубликования описания 30. 10. 82 (51) М. Кл.

С 04 1 10/О 4

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (S3} УДК 681. 325. . 3 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В. В. Кондратюк и A ° H. Лазарчик

> c>

Ф

Научно-исследовательский институт прикладныхфизических- проблем им. A.Н. Сенченко при Белорусском ор) ена „,.

Трудового Красного Знамени государственном унизарадуете им. В.И.Ленина (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО 1ЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для прецизионных цифровых измерений временных интервалов. 5

Известно устройство для цифрового измерения интервалон времени (верньерные преобразователи) с использованием генераторов опорной и нониусной серий импульсов Г1 j.

Однако амплитудно-частотная неравномерность серий импульсов опорного и нониусного генераторов на начальном этапе формирования сущестненно влияет на точность прецизионных измерений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее генераторы опорной и нониусной серий импульсов, элемент совпадения, блок сброса и счетчик импульсов f2 ).

Однако точность измерения указанным устройством временных интервалов значительно снижается из-за амплитудно-частотной. неравномерности начального участка опорной и нониусной серий импульсов из-за переходных процессов в опорном и нониусном генераторах.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что н устройство для измерения интервалов времени, содержащее генератор опорной импульсной последовательности, выход которого соединен с первым входом элемента совпадения и входом счетчика, генератор нониусной импульсной последовательности, выход элемента совпадения соединен с входом блока сброса, выход которого подключен к первым входам генераторов опорной и нониусной импульсных последовательностей, вторые входы генераторов опорной и нониусной импульсных последовательностей подключены к шинам старт- и стоп- импульсов соответственно, введены линия задержки, триггер, элемент И и вычислительный блок, вход которого подключен к выходу счетчика, первый вход элемента

И соединен с выходом генератора нониусной импульсной последовательности, а выход — с вторым вХодом элемента совпадения, второй вход элемента .

И соединен с выходом триггера, с первым входом которого через линию задержки соединена шина стоп-импуль970302 сов, второй вход триггера подключен к выходу элемента совпадения.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство измерения интервалов 5 времени содержит генератор 1 опорной импульсной последовательности, генератор 2 нониусной импульсной последовательности, блок 3 сброса, элемент

4 совпадения, элемент И 5, триггер б, fp линию 7 задержки, счетчик 8, вычислительный блок 9.

Устройство работает следующим образом.

Стандартизованный по амплитуде 15 и длительности старт-импульс, фиксирующий начало измеряемого интервала запускает генератор 1, который формирует последовательность опорных импульсов с периодом Т „, поступающую на первый вход элемента 4 совпадений и на вход счетчика 8 ° Диапазон измеряемых временных интервалов совпадает с периодом генератора 1. По стандартизованному по амплитуде и длительности стоп-импульсу, фиксирующему конец измеряемого временного интервала t, генератором 2 начинает формироваться нониусная последовательность импульсов с периодом Т„ < То„ ., 30

В исходном состоянии сигнал на выходе триггера б отсутствует, вследствие чего элемент И 5 не пропускает нониусную последовательность импульсов на вход элемента 4 совпаде- 35 ния. Стоп-импульс, задержанный линией 7 задержки на время 7, переключает триггер б и нониусная Последовательность импульсов через элемент

И 5 начинает подаваться на вход эле- 4р мента 4 совпадений.

В момент совпадения импульсов опорной и нониусной последовательностей элемент 4 совпадения вырабатывает сигнал Конец преобразова- 45 ния", по которому блок 3 сброса прекращает формирование опорной и нониусной последовательности и триггер б возвращается в исходное состояние.

Содержимое счетчика преобразуется

a ðåçóëüòàòå измерения согласно выражению (2)(см. ниже) в вычислительном блоке 9.

Допустим период опорной последовательности Т д устанавливается, начиная с N-го ймпульса, т.е. периоды

1, 2, .. °, (N-1) не равны Тэп, суммарная длительность этих (N-1) периодов равна Х, а также период нонн усной последовательности устанавливается, начиная с N-ro импульса, 60 т.е. периоды 1, 2, ..., (N-1) не равны Т д. Обозначим суммарную длительность этих (k-1) периодов через

Y . Выберем параметр задержки i, линии 7 задержки следующим образом: б5 ох j> У} . В этом случае длительности опорной и нониусной последовательностей будут превосходить как Х, так и Y.

Пусть показания счетчика 8 Nосн, а NH - число импульсов в нониусной последовательности до зарегистрированного совпадения импульсов, Тогда

Трп осн- Тн н +.d, (1) где ь = (Х - Ton N) — (Y - Т, )с) .

Обоз начим Ф = Т о„- Т и в еличи ну канала преобразования, М общее число каналов преобразования в диапазоне измерения. Тогда, учитывая, что зарегистрированное совпадение может оказаться не первым по счету совпадением импульсов, запишем (1) в виде

tx (осн у ) + n, (2) где (-) — ) — целая часть числа -ч—

ГNocq1 ><оСе!

Величина а, измеренная при настройке устройства, остается неизменной в данных условиях эксплуатации измерителя и является детерминированной величиной для данных двух генераторов, формирующих опорную и нониусную последовательности.

Калибровку Измерителя легко осуществить, подавая на вход эталонный интервал.

Таким образом„ подавая на второй вход элемента .4 совпадения импульсы нониусной последовательности не ранее, чем через определенный промежуток времени от момента прихода стопимпульса, можно исключить регистрацию совпадений на неравномерных начальных участках опорной и нониусной последовательности, что повышает точность измерения особенно коротких интервалов.

Одновременно исключается влияние на точность измерения амплитудной модуляции первых импульсов опорной и нониусной последовательности, что повышает точность регистрации момента совпадений.

Использование предлагаемого устройства по сравнению с известным ослабляет требования к генераторам, формирующим импульсные последовательности, что снижает дополнительные затраты при разработке временных измерителей.

Формула изобретения.

Устройство для измерения интервалов времени, содержащее генератор опорной импульсной последовательности, выход которого соединен с первым входом элемеита совпгщения и входом счетчика, генератор нониусной импуль970302

15

Составитель Л. Плетнева

Редактор Н.Гришанова Техред С.Мигунова Корректор О. Билак

Заказ 8385/56 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 сной последовательносии, выход элемента совпадения соединен с входом блока сброса, выход которого подключен к первым входам генераторов опорной и нониусной импульсных последовательностей, вторые входн генераторов опорной и нониусной импульсных последовательностей подключены к шинам старт- и стоп- импульсов соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены линия задержки, триггер, элемент И и вычислительный блок, вход которого подключен к выходу счетчика, первый вход элемента И соединен с выходом генератора нониусной импульсной последовательности, а выход — с вторым входом элемента совпадения, второй вход элемента И соединен с выходом триггера, с первым входом которого через линию задержки соединена шина стоп-импульсов, второй вход триггера подключен к выходу элемента совпадения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рехин Е. И., Курашов A. A., Чернов П. С. Измерение интервалов времени в экспериментальной физике.

Атомиздат, 1967, с. 268-293.

2. Чернявский A. Ф., Бекетов C В., Потапов A. В. Статистические методы анализа случайных сигналов в ядернофизическом эксперименте. Атомиздат, 1974, с. 120.