CN210721039U - 一种时间间隔测量设备的校准装置及测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种时间间隔测量设备的校准装置及测量系统，属于时间校准技术领域。时间间隔测量设备的校准装置包括：多个校准电路、晶振驯服电路和主控电路。一种测量系统包括上述的时间间隔测量设备的校准装置。本实用新型提供一种时间间隔测量设备的校准装置可以实现对各类不同时间间隔测量设备的校准。

Description

一种时间间隔测量设备的校准装置及测量系统

技术领域

本实用新型涉及时间校准技术领域，具体而言，涉及一种时间间隔测量设备的校准装置及测量系统。

背景技术

时间是表征物质运动的最基本物理量，是人类文明发展中的一个重要组成部分。它是国际单位制中七个基本物理量之一，是目前所有物理量中准确度最高应用最广的物理量。时间频率的测量非常重要。时间频率的测量分为时间间隔测量和频率测量。

然而，时间间隔测量设备在使用过程中很容易出现测量偏差，因此需使用时间检定仪对各时间间隔测量设备进行检测。在检测到存在测量偏差的情况下，还需对时间间隔测量设备进行校准。

目前的校准设备，仅可针对一种类型的时间间隔测量设备进行校准，无法实现多类型的时间间隔测量设备的校准，并且，校准装置的内置晶振也可能出现偏差，使得精度不高，影响对时间间隔测量设备校准的准确度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种时间间隔测量设备的校准装置及测量系统，可以实现对各类不同时间间隔测量设备的校准。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例的一方面，提供一种时间间隔测量设备的校准装置，校准装置包括：多个校准电路、晶振驯服电路和主控电路，其中，每个校准电路对应一种类型的时间间隔测量设备；晶振驯服电路与主控电路连接，主控电路与每个校准电路连接。

晶振驯服电路，用于对输入的秒脉冲信号进行校准后，将校准后的秒脉冲信号输出至主控电路。

主控电路，用于根据校准后的秒脉冲信号，分别控制校准电路对校准电路对应类型的时间间隔测量设备进行校准。

可选地，多个校准电路，包括：第一校准电路、第二校准电路、第三校准电路以及第四校准电路，其中：

第一校准电路对应的时间间隔测量设备为电子秒表或机械秒表，用于在主控电路的控制下，根据校准后的秒脉冲信号对电子秒表或机械秒表进行校准。

第二校准电路对应的时间间隔测量设备为指针式电秒表，用于在主控电路的控制下，根据校准后的秒脉冲信号对指针式电秒表进行校准。

第三校准电路对应的时间间隔测量设备为数字式电秒表，用于在主控电路的控制下，根据校准后的秒脉冲信号对数字式电秒表进行校准。

第四校准电路对应的时间间隔测量设备为时间继电器，用于在主控电路的控制下，根据校准后的秒脉冲信号对时间继电器进行校准。

可选地，第一校准电路，包括：放大三极管；放大三极管的基极与主控电路的输出端连接，放大三极管的集电极与第一直流电源连接，放大三极管的发射极与秒表的阀用电磁铁连接，阀用电磁铁与秒表的打表机构连接，秒表为电子秒表或机械秒表，其中：

主控电路用于根据校准后的秒脉冲信号，输出第一触发信号至放大三极管。

放大三极管，用于对第一触发信号的电流进行放大之后，输出放大之后的电流信号至阀用电磁铁，用以使得阀用电磁铁在放大之后的电流信号的驱动下，带动打表机构打击秒表的触点。

可选地，第二校准电路，包括：可控硅驱动器以及阻容网络，可控硅驱动器包括：第一发光二级管和第一三极管；主控电路的输出端与第一发光二极管的正极连接，第一发光二极管的负极与第二直流电源连接，阻容网络包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻以及电容；第一三极管的集电极与第一电阻连接，第一电阻通过交流电与指针式电秒表的一端连接；第一三极管的发射极通过第二电阻与指针式电秒表的另一端连接，第一电阻通过第三电阻与电容的一端连接，电容的另一端连接指针式电秒表的另一端。

主控电路用于根据校准后的秒脉冲信号，输出第二触发信号至第一发光二极管，第一发光二极管发出的光线，用于驱动第一三极管导通，使得第一三极管对指针式电秒表进行校准。

交流电，用以通过阻容网络为指针式电秒表提供电源。

可选地，第三校准电路，包括：两个三极管、两个限流电阻，两个三极管的基极分别与主控电路的输出端连接。

主控电路用于根据校准后的秒脉冲信号，输出两路触发信号，分别输出至两个三极管的基极。

两个三极管的集电极分别通过一个限流电阻与第三直流电源连接；两个三极管的发射极均接地，两个三极管的集电极还分别连接数字式电秒表的两个端子。

两个三极管用于分别在两路触发信号的作用下，产生两路校准信号，用以对数字式电秒表进行校准。

可选地，第四校准电路，包括：两个限流电阻以及光耦芯片；光耦芯片包括：第二发光二极管和第四三极管；主控电路的输出端与第四三极管的集电极连接，第四三极管的发射极接地，第二发光二极管的正极与时间继电器的一端连接，第二发光二极管的负极与一个限流电阻接地，时间继电器的另一端还连接第四直流电源；第四三极管的集电极还通过一个限流电阻连接第五直流电源。

第二发光二极管在时间继电器发生闭合动作后，产生光电信号；光电信号用以导通第四三极管，第四三极管导通后，第四三极管的集电极电位变为低电位。

主控电路用于检测第四三极管的集电极电压，并根据检测到电位由低电位变为高电位的时长进行校准。

可选地，晶振驯服电路，包括：时间间隔测量模块、数模变换电路、压控晶振、分频电路以及逻辑电路，主控电路的滤波与控制算法模块的输入端和分频电路分别连接在时间间隔测量模块的两端，分频电路还与压控晶振连接，压控晶振还通过数模变换电路与主控电路的滤波与控制算法模块的输出端连接；压控晶振还通过逻辑电路与主控电路连接。

时间间隔测量模块，用于测量输入的秒脉冲信号和分频电路分频的秒信号的上升沿之间的时间间隔，输出至主控电路的滤波与控制算法模块，主控电路的滤波与控制算法模块用于根据时间间隔，计算频率偏差之后，根据频率偏差以及压控晶振的压控灵敏度系数计算，得到晶体振荡器的控制电压的数字量并输出至数模变换电路。

数模变换电路，用于将输入的控制电压的数字信号转换为模拟量，并将压控晶振的输出频率变更为模拟量。

压控晶振，用于产生秒信号，并将秒信号发送至分频电路进行分频；压控晶振，还用于根据数模变换电路输出的模拟量变更输出频率，并将输出频率发送至逻辑电路。

分频电路，用于将压控晶振产生的秒信号进行分频，并将分频的秒信号发送至时间间隔测量模块。

逻辑电路，用于将输出频率进行内部分频与倍频处理，得到的高精度时基频率信号；并将高精度时基频率信号发送给主控电路。

可选地，主控电路还连接输入设备，或者，主控计算机；

主控电路还用于根据输入设备或者主控计算机，输入的校准指令，确定待校准类型；并根据校准后的秒脉冲信号，控制待校准类型对应的校准电路对待校准类型的时间间隔测量设备进行校准。

可选地，校准装置还包括：电源电路；电源电路具有多路稳压芯片，多路稳压芯片用于输出多路直流电信号；各直流电信号的输出端，与直流电信号对应的直流电源输入端连接，直流电源输入端为主控电路，或者，多个校准电路中任一直流电源输出端。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种测量系统，包括上述校准装置，和至少一个时间间隔测量设备；校准装置中，每个校准电路用于连接一个时间间隔测量设备。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的一种时间间隔测量设备的校准装置采用上述的多个校准电路，可以实现对各类不同时间间隔测量设备的校准，进一步的，根据不同类型的时间间隔测量设备，校准装置可采取不同的校准方法；采用上述的晶振驯服电路，可以实现提高内置晶振的精度，进一步的，可以提高时间间隔测量设备校准的准确度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的时间间隔测量设备的校准装置的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供的第一校准电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的第二校准电路的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第三校准电路的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的第四校准电路的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的晶振驯服电路的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的时间间隔测量设备的校准装置的结构示意图二。

图标：10-晶振驯服电路；20-主控电路；30-交流电；31-第一直流电源；32-第二直流电源；33-第三直流电源；34-第四直流电源；35-第五直流电源；40-校准电路；51-第一串联限流电阻；52-第二串联限流电阻；53-第三串联限流电阻；54-第四串联限流电阻；55-第五串联限流电阻；60-输入设备；61-键盘模块；62-显示模块；70-主控计算机；71-通信单元；80-光电隔离电路；90-电源电路；91-滤波电路；92-变压器；93-外接电源；110-时间间隔测量模块；120-数模变换电路；130-压控晶振；140-分频电路；150-逻辑电路；410-第一校准电路；411-放大三极管；412-阀用电磁铁；420-第二校准电路；421-可控硅驱动器；422-第一发光二极管；423-第一三极管；424-阻容网络；425-第一电阻；426-第二电阻；427-第三电阻；428-电容；429-指针式电秒表；430-第三校准电路；431-第二三极管；432-第三三极管；433-数字式电秒表；440-第四校准电路；441-光耦芯片；442-第二发光二极管；443-第四三极管；444-时间继电器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

图1为本实用新型实施例提供的时间间隔测量设备的校准装置的结构示意图一，请参照图1，本实用新型实施例的一方面，提供一种时间间隔测量设备的校准装置，校准装置包括：多个校准电路40、晶振驯服电路10和主控电路20，其中，每个校准电路40对应一种类型的时间间隔测量设备；晶振驯服电路10与主控电路20连接，主控电路20与每个校准电路40连接。

可选地，晶振驯服电路10，用于对输入的秒脉冲信号进行校准后，将校准后的秒脉冲信号输出至主控电路20。

可选地，主控电路20，用于根据校准后的秒脉冲信号，分别控制校准电路40对校准电路40对应类型的时间间隔测量设备进行校准。

其中，每个校准电路40的输出端与对应类型的时间间隔测量设备相连，输入端主控电路20连接，晶振驯服电路10与主控电路20相互连接；在工作过程中，晶振驯服电路10将输入的秒脉冲信号进行校准，并将其输出至主控电路20。主控电路20可采用MCU(Microcontroller Unit微控制单元)控制芯片对电路进行控制。主控电路20根据校准后的秒脉冲信号，分别对校准电路40发送校准控制指令，校准控制指令进入每个校准电路40，令校准电路40对校准电路40对应类型的时间间隔测量设备进行校准。

需要说明的是，主控电路20可以输出0.1ms至9999.9s范围内任意大小时间间隔信号，该时间间隔信号可以为单脉冲、双脉冲或者通断信号等。

本实施例提供的一种时间间隔测量设备的校准装置，可以实现对各类不同时间间隔测量设备的校准，进一步的，根据不同类型的时间间隔测量设备，校准装置可采取不同的校准方法；采用上述的晶振驯服电路10，可以实现提高内置晶振的精度，进一步的，可以提高时间间隔测量设备校准的准确度。

可选地，本实施例提供多个校准电路40，包括：第一校准电路410、第二校准电路420、第三校准电路430以及第四校准电路440，其中：

各校准电路40之间相互独立，根据不同的时间间隔测量设备选择与之对应的校准电路。

可选地，第一校准电路410对应的时间间隔测量设备为电子秒表或机械秒表，用于在主控电路的控制下，根据校准后的秒脉冲信号对电子秒表或机械秒表进行校准。

其中，电子秒表或机械秒表中，包括有至少一个打表机构与触点，第一校准电路410通过带动打表机构对触点进行打击，完成对电子秒表或者机械秒表的校准。

可选地，第二校准电路420对应的时间间隔测量设备为指针式电秒表，用于在主控电路的控制下，根据校准后的秒脉冲信号对指针式电秒表进行校准。

其中，指针式电秒表中，第二校准电路420通过驱动电路导通使被校准指针式电秒表开始动作，进行校准。

可选地，第三校准电路430对应的时间间隔测量设备为数字式电秒表，用于在主控电路的控制下，根据校准后的秒脉冲信号对数字式电秒表进行校准。

其中，数字式电秒表中，第三校准电路430通过产生脉冲控制被校准数字式电秒表开始或停止，进行校准。

可选地，第四校准电路440对应的时间间隔测量设备为时间继电器，用于在主控电路的控制下，根据校准后的秒脉冲信号对时间继电器进行校准。

其中，时间继电器中，第四校准电路440通过将时间继电器的电位反馈给主控电路20，主控电路20对电位不断检测，控制计时，进行校准。

需要说明的是，在主控电路20和校准电路40之间还具有一个放大器结构，该结构可以为放大三极管或者其他具有放大功能的结构，用于将主控信号放大，并将放大的信号输入各校准电路40中。

本实施例提供的校准电路，可以通过多种不同的校准电路，实现对不同种类的时间间隔测量设备进行校准，进一步的，实现对时间间隔测量设备的一体化测量。

图2为本实用新型实施例提供的第一校准电路的结构示意图，请参照图2，本实施例提供的第一校准电路410，包括：放大三极管411；放大三极管411的基极与主控电路20的输出端连接，放大三极管411的集电极与第一直流电源31连接，放大三极管411的发射极与秒表的阀用电磁铁412连接，阀用电磁铁412与秒表的打表机构连接，秒表为电子秒表或机械秒表，其中：主控电路20用于根据校准后的秒脉冲信号，输出第一触发信号至放大三极管411。

放大三极管411，用于对第一触发信号的电流进行放大之后，输出放大之后的电流信号至阀用电磁铁412，用以使得阀用电磁铁412在放大之后的电流信号的驱动下，带动打表机构打击秒表的触点。

需要说明的是，放大三极管411可采用达林顿结构的三极管，即把两个三极管串联，以组成一只等效的三极管，该等效的三极管是原来两个三极管放大倍数之积，用以高倍放大触发信号。第一直流电源31可采用110V的外接电源对电路进行供电。秒表内的阀用电磁铁412，由铁芯和外部绕组组成，触发信号经过之后产生磁场，通过磁场带动秒表的打表机构打击秒表的触点；当阀用电磁铁412没有触发信号通过时，不产生磁场，打表机构不工作。第一触发信号为高电平的触发信号。

在第一直流电源31供电的情况下，主控电路20根据校准后的秒信号，输出第一触发信号后，第一触发信号经过放大三极管411进行放大处理，经过阀用电磁铁412，阀用电磁铁412产生磁场控制秒表的打表机构打击秒表的触点从而校正电子秒表或者机械秒表的时间间隔。

本实施例提供的第一校准电路，可以实现对电子秒表以及机械秒表的校准，进一步的，由于主控电路20提供的第一触发信号具有高精度的特点，所以通过第一校准电路校准的电子秒表以及机械秒表也具有高精度的特点。

图3为本实用新型实施例提供的第二校准电路的结构示意图，请参照图3，本实施例提供的第二校准电路420，包括：可控硅驱动器421以及阻容网络424，可控硅驱动器包括：第一发光二级管422和第一三极管423；主控电路20的输出端与第一发光二极管422的正极连接，第一发光二极管422的负极与第二直流电源32连接，阻容网络424包括：第一电阻425、第二电阻426、第三电阻427以及电容428；第一三极管423的集电极与第一电阻425连接，第一电阻425通过交流电30与指针式电秒表429的一端连接；第一三极管423的发射极通过第二电阻426与指针式电秒表429的另一端连接，第一电阻425通过第三电阻427与电容428的一端连接，电容428的另一端连接指针式电秒表429的另一端；主控电路20用于根据校准后的秒脉冲信号，输出第二触发信号至第一发光二极管422，第一发光二极管422发出的光线，用于驱动第一三极管423导通，使得第一三极管423对指针式电秒表429进行校准；交流电30，用以通过阻容网络424为指针式电秒表429提供电源。

需要说明的是，可控硅驱动器421的第一发光二极管422采用砷化镓红外发光二极管，第一三极管423为具有过零检测的光控双向可控硅，当红外发光二极管发射红外光时，光控双向可控硅触发导通。阻容网络424中的电容与电阻都采用普通的电容与电阻。第二直流电源32采用3.3V的电压，由电源电路90提供，为第一发光二极管422供电，第二直流电源32还与第一串联限流电阻51相连，用于降低电路电流，防止装置因电流过大而损坏。交流电30采用外接电源，为220V的市电，为阻容网络424供电。第二触发信号为低电平的触发信号。

在第二直流电源32供电的情况下，主控电路20根据校准后的秒信号，输出第二触发信号，第二触发信号经过第一发光二极管422发出光信号后，第一三极管423导通，在交流电30供电的情况下，信号经过阻容网络，使得被校准的指针式电秒表429开始动作，根据信号的间隔从而校准指针式电秒表的时间间隔。

本实施例提供的第二校准电路，可以实现对指针式电秒表的校准，进一步的，由于主控电路20提供的第二触发信号具有高精度的特点，所以通过第二校准电路校准的指针式电秒表也具有高精度的特点。

图4为本实用新型实施例提供的第三校准电路的结构示意图，请参照图4，本实施例提供的第三校准电路430，包括：两个三极管、两个限流电阻，两个三极管的基极分别与主控电路20的输出端连接；主控电路20用于根据校准后的秒脉冲信号，输出两路触发信号，分别输出至两个三极管的基极；两个三极管的集电极分别通过一个限流电阻与第三直流电源33连接；两个三极管的发射极均接地，两个三极管的集电极还分别连接数字式电秒表433的两个端子；两个三极管用于分别在两路触发信号的作用下，产生两路校准信号，用以对数字式电秒表433进行校准。

需要说明的是，两个三极管分别为第二三极管431和第三三极管432，都采用普通的三极管。两个限流电阻为第二串联限流电阻52和第三串联限流电阻53，都采用普通的电阻，用于降低电路电流，防止装置损坏。第三直流电源33采用5V的直流电源，由电源电路90提供。输出的两路触发信号，第三触发信号和第四触发信号都是低电平的触发信号。

在第三直流电源33供电的情况下，主控电路20根据校准后的秒信号，输出第三触发信号和第四触发信号分别经过第二三极管431和第三三极管432中，一路作为开始信号，一路作为停止信号；第三直流电源33经过第二串联限流电阻52和第三串联限流电阻53后，会产生高电平信号，高电平可以使被校准数字式电秒表433开始或停止，而主控电路20输出的低电平信号会使第二三极管431和第三三极管432截止。高电平输入到数字式电秒表433后，数字式电秒表433开始工作，随后主控电路20发送的低电平触发信号使得三极管截止，当主控电路20不发送低电平触发信号后，三极管导通，高电平信号再次输入数字式电秒表433，数字式电秒表433停止工作，根据工作到停止的间隔从而校准数字式电秒表的时间间隔。

本实施例提供的第三校准电路，可以实现对数字式电秒表的校准，进一步的，由于主控电路20提供的第三触发信号、第四触发信号具有高精度的特点，所以通过第三校准电路校准的数字式电秒表也具有高精度的特点。

图5为本实用新型实施例提供的第四校准电路的结构示意图，请参照图5，本实施例提供的第四校准电路440，包括：两个限流电阻以及光耦芯片441；光耦芯片441包括：第二发光二极管442和第四三极管443；主控电路20的输出端与第四三极管443的集电极连接，第四三极管443的发射极接地，第二发光二极管442的正极与时间继电器444的一端连接，第二发光二极管442的负极与一个限流电阻接地，时间继电器444的另一端还连接第四直流电源34；第四三极管443的集电极还通过一个限流电阻连接第五直流电源35；第二发光二极管442在时间继电器444发生闭合动作后，产生光电信号；光电信号用以导通第四三极管443，第四三极管443导通后，第四三极管443的集电极电位变为低电位；主控电路20用于检测第四三极管443的集电极电压，并根据检测到电位由低电位变为高电位的时长进行校准。

需要说明的是，光耦芯片441可以为光电耦合器，可为线性光耦，输入端的第二发光二极管442为发光器，输入电信号后发出光线；输出端的第四三极管443为受光器，接收到光线后导通，生成电信号。第四直流电源34采用5V的直流电源，由电源电路90提供。第五直流电源35采用3.3V的直流电源，由电源电路90提供。第四串联限流电阻54与第二发光二极管442相连，第五串联限流电阻55与第四三极管443相连，第四串联限流电阻54和第五串联限流电阻55都是普通电阻，用于降低电路电流，防止装置损坏。

在第四直流电源34供电的情况下，时间继电器444闭合后，第二发光二极管442导通并发送光信号，第四三极管443接收到光信号后导通并变为低电位，在第五直流电源35供电的情况下，主控电路20不断检测第四三极管443的集电极电位，当检测到低电位时，主控电路20开始计时。当检测到低电位时，主控电路20停止计时。根据开始计时到结束计时的时间从而校准时间继电器的时间间隔。

需要说明的是，主控电路20通过接口与第一校准电路410、第二校准电路420、第三校准电路430以及第四校准电路440耦合，用于驱动电路工作，该接口一般采用通用型输入输出接口。

本实施例提供的第四校准电路，可以实现对时间继电器的校准，进一步的，由于主控电路20提供的第三触发信号、第四触发信号具有高精度的特点，所以通过第三校准电路校准的数字式电秒表也具有高精度的特点。

图6为本实用新型实施例提供的晶振驯服电路的结构示意图，请参照图6，本实施例提供的晶振驯服电路10，包括：时间间隔测量模块110、数模变换电路120、压控晶振130、分频电路140以及逻辑电路150，主控电路20的滤波与控制算法模块的输入端和分频电路140分别连接在时间间隔测量模块110的两端，分频电路140还与压控晶振130连接，压控晶振130还通过数模变换电路120与主控电路20的滤波与控制算法模块的输出端连接；压控晶振130还通过逻辑电路150与主控电路20连接。

可选地，时间间隔测量模块110，用于测量输入的秒脉冲信号和分频电路140分频的秒信号的上升沿之间的时间间隔，输出至主控电路20的滤波与控制算法模块，主控电路20的滤波与控制算法模块用于根据时间间隔，计算频率偏差之后，根据频率偏差以及压控晶振130的压控灵敏度系数计算，得到晶体振荡器的控制电压的数字量并输出至数模变换电路120。

可选地，数模变换电路120，用于将输入的控制电压的数字信号转换为模拟量，并将压控晶振130的输出频率变更为模拟量。

可选地，压控晶振130，用于产生秒信号，并将秒信号发送至分频电路140进行分频；压控晶振130，还用于根据数模变换电路120输出的模拟量变更输出频率，并将输出频率发送至逻辑电路150。

可选地，分频电路140，用于将压控晶振130产生的秒信号进行分频，并将分频的秒信号发送至时间间隔测量模块110。

可选地，逻辑电路150，用于将输出频率进行内部分频与倍频处理，得到的高精度时基频率信号；并将高精度时基频率信号发送给主控电路20。

其中，滤波与控制算法模块是主控电路20的一部分，滤波与控制算法模块可以运用卡尔曼滤波算法对测量的时间间隔进行数字滤波，用于消除输入秒信号的抖动情况。具体算法为：取相隔采样周期的两个滤波后的时间间隔差值，然后计算相对频率偏差Δf，并根据压控晶振130的压控灵敏度系数K计算被校晶体振荡器控制电压的数字量。计算公式为：

U＝U₀+Δf/K

其中，U₀为输入电压，U为得到的控制电压。

需要说明的是，压控晶振130产生的秒信号经过分频电路140进行分频后输入到时间间隔测量模块110，同时，外部的秒信号也输入到时间间隔测量模块110，时间间隔测量模块110测量上述两种秒信号的上升沿之间的时间间隔，并将测量结果传送给主控电路20的滤波与控制算法模块，滤波与控制算法模块通过上述算法得到控制电压的数字量，数模变换电路120通过数模变换得到控制电压的模拟量，并根据此模拟量改变压控晶振130的输出频率，将此输出频率发送给逻辑电路150。逻辑电路150采用CPLD(Complex ProgrammableLogic Device复杂可编程逻辑器件)芯片，通过此芯片将输入的频率进行内部分频与倍频处理，得到高精度时基频率信号，并将其输入到主控电路20中。

本实施例提供的晶振驯服电路10，通过逻辑电路150的内部分频与倍频处理，可以实现提高内置晶振的精度，进一步的，可以提高时间间隔测量设备校准的准确度。

图7为本实用新型实施例提供的时间间隔测量设备的校准装置的结构示意图二，请参照图7，本实用新型实施例中，主控电路20还连接输入设备60，或者，主控计算机70。

主控电路20还用于根据输入设备60或者主控计算机70，输入的校准指令，确定待校准类型；并根据校准后的秒脉冲信号，控制待校准类型对应的校准电路对待校准类型的时间间隔测量设备进行校准。

其中，输入设备60包括有：键盘模块61和显示模块62，键盘模块61和显示模块62都与主控电路20连接。具体的，键盘模块61为带控制芯片的键盘，其控制芯片为BC7281(8位/16位数码管显示及键盘接口专用控制芯片)，用于输入控制指令，键盘模块61供电电压为3.3V，由电源电路90提供；显示模块62由液晶显示屏和驱动芯片组成，用于将主控电路20设置的数据进行显示，显示模块62供电电压为5V，由电源电路90提供。

主控电路20与主控计算机70之间通过通信单元71进行连接，通信单元71通常采用串行通信接口例如RS232模块(通讯接口)，通信单元71可接收主控计算机70发送的指令，并将该指令输出至主控电路20；通信单元71还可接收主控电路20发送的测试完成指令，并将该完成指令输出至主控计算机70。其中，主控计算机70可以通过任意一种或者多种类型的接口实现对主控电路20的控制。

需要说明的是，键盘模块61、显示模块62以及通信单元71都通过光电隔离电路80与主控电路20连接。光电隔离电路80由光电耦合器组成，用于对模块之间进行电气隔离，提高装置的安全性。

需要说明的是，输入设备60可以在无主控计算机70时，通过操控键盘模块61而输入对应的控制指令。

可选地，校准装置还包括：电源电路90；电源电路90具有多路稳压芯片，多路稳压芯片用于输出多路直流电信号；各直流电信号的输出端，与直流电信号对应的直流电源输入端连接，直流电源输入端为主控电路20，或者，多个校准电路40中任一直流电源输出端。

需要说明的是，电源电路90与主控电路20相连，电源电路90具有多路稳压芯片，该多路稳压芯片芯片可以为三端稳压集成电路芯片。电源电路90通过多路稳压芯片以及整流桥后可以输出的电源至少包括有3.3V的电压、5V的电压以及12V的电压，其中：3.3V的电压用于给第二直流电源32、第五直流电源35以及键盘模块61供电；5V的电压用于给第三直流电源33、第四直流电源34以及显示模块62供电；12V的电压用于给位于主控电路20和校准电路40之间的放大器结构供电。

可选地，电源电路90还通过滤波电路91和变压器92与外接电源93相连。其中，滤波电路91可以采用EMI(Electro Magnetic Compatibility电磁干扰)滤波器，EMI滤波器通过自身的串联电抗器和并联电容器，可以将电信号中的高频干扰信号滤除。变压器92一般采用隔离变压器，变压器92的一次侧绕组电压为220V，二次侧绕组电压为15V。变压器92通过一次侧绕组和二次侧绕组的电磁耦合关系，可以将外接电源93接收到的电信号降压。外接电源93为220V的交流电，可以通过三端电源插头将电信号输入至变压器92。

本实施例提供的电源电路90，通过多路稳压芯片以及整流桥，可以输出固定大小的直流电压，为校准装置中部分模块提供电压，从而避免因电路中需要多种电压而外接大量电源导致装置的结构复杂性的增加，进一步的，可以提高装置的集成度。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种测量系统，包括上述校准装置，和至少一个时间间隔测量设备；校准装置中，每个校准电路用于连接一个时间间隔测量设备。

本实施例提供的一种测量系统，通过采用上述校准装置，可以实现对各类不同时间间隔测量设备的校准，进一步的，根据不同类型的时间间隔测量设备，校准装置可采取不同的校准方法；采用上述的晶振驯服电路10，可以实现提高内置晶振的精度，进一步的，可以提高时间间隔测量设备校准的准确度。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种时间间隔测量设备的校准装置，其特征在于，所述校准装置包括：多个校准电路、晶振驯服电路和主控电路，其中，每个所述校准电路对应一种类型的时间间隔测量设备；所述晶振驯服电路与所述主控电路连接，所述主控电路与每个所述校准电路连接；

所述晶振驯服电路，用于对输入的秒脉冲信号进行校准后，将校准后的秒脉冲信号输出至所述主控电路；

所述主控电路，用于根据所述校准后的秒脉冲信号，分别控制所述校准电路对所述校准电路对应类型的时间间隔测量设备进行校准。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，多个所述校准电路，包括：第一校准电路、第二校准电路、第三校准电路以及第四校准电路，其中：

所述第一校准电路对应的时间间隔测量设备为电子秒表或机械秒表，用于在所述主控电路的控制下，根据所述校准后的秒脉冲信号对所述电子秒表或所述机械秒表进行校准；

所述第二校准电路对应的时间间隔测量设备为指针式电秒表，用于在所述主控电路的控制下，根据所述校准后的秒脉冲信号对所述指针式电秒表进行校准；

所述第三校准电路对应的时间间隔测量设备为数字式电秒表，用于在所述主控电路的控制下，根据所述校准后的秒脉冲信号对所述数字式电秒表进行校准；

所述第四校准电路对应的时间间隔测量设备为时间继电器，用于在所述主控电路的控制下，根据所述校准后的秒脉冲信号对所述时间继电器进行校准。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一校准电路，包括：放大三极管；所述放大三极管的基极与所述主控电路的输出端连接，所述放大三极管的集电极与第一直流电源连接，所述放大三极管的发射极与秒表的阀用电磁铁连接，所述阀用电磁铁与所述秒表的打表机构连接，所述秒表为电子秒表或机械秒表，其中：

所述主控电路用于根据所述校准后的秒脉冲信号，输出第一触发信号至所述放大三极管；

所述放大三极管，用于对所述第一触发信号的电流进行放大之后，输出放大之后的电流信号至所述阀用电磁铁，用以使得所述阀用电磁铁在所述放大之后的电流信号的驱动下，带动所述打表机构打击所述秒表的触点。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第二校准电路，包括：可控硅驱动器以及阻容网络，所述可控硅驱动器包括：第一发光二极管和第一三极管；所述主控电路的输出端与所述第一发光二极管的正极连接，所述第一发光二极管的负极与第二直流电源连接，所述阻容网络包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻以及电容；所述第一三极管的集电极与所述第一电阻连接，所述第一电阻通过交流电与所述指针式电秒表的一端连接；所述第一三极管的发射极通过所述第二电阻与所述指针式电秒表的另一端连接，所述第一电阻通过所述第三电阻与所述电容的一端连接，所述电容的另一端连接所述指针式电秒表的另一端；

所述主控电路用于根据所述校准后的秒脉冲信号，输出第二触发信号至所述第一发光二极管，所述第一发光二极管发出的光线，用于驱动所述第一三极管导通，使得所述第一三极管对所述指针式电秒表进行校准；

所述交流电，用以通过所述阻容网络为所述指针式电秒表提供电源。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第三校准电路，包括：两个三极管、两个限流电阻，两个所述三极管的基极分别与所述主控电路的输出端连接；

所述主控电路用于根据所述校准后的秒脉冲信号，输出两路触发信号，分别输出至两个所述三极管的基极；

两个所述三极管的集电极分别通过一个所述限流电阻与第三直流电源连接；两个所述三极管的发射极均接地，两个所述三极管的集电极还分别连接所述数字式电秒表的两个端子；

两个所述三极管用于分别在两路触发信号的作用下，产生两路校准信号，用以对所述数字式电秒表进行校准。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第四校准电路，包括：两个限流电阻以及光耦芯片；所述光耦芯片包括：第二发光二极管和第四三极管；所述主控电路的输出端与所述三极管的集电极连接，所述第四三极管的发射极接地，所述第二发光二极管的正极与所述时间继电器的一端连接，所述第二发光二极管的负极与一个所述限流电阻接地，所述时间继电器的另一端还连接第四直流电源；所述第四三极管的集电极还通过一个所述限流电阻连接第五直流电源；

所述第二发光二极管在所述时间继电器发生闭合动作后，产生光电信号；所述光电信号用以导通所述第四三极管，所述第四三极管导通后，所述第四三极管的集电极电位变为低电位；

所述主控电路用于检测所述第四三极管的集电极电压，并根据检测到电位由低电位变为高电位的时长进行校准。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述晶振驯服电路，包括：时间间隔测量模块、数模变换电路、压控晶振、分频电路以及逻辑电路，所述主控电路的滤波与控制算法模块的输入端和所述分频电路分别连接在所述时间间隔测量模块的两端，所述分频电路还与所述压控晶振连接，所述压控晶振还通过所述数模变换电路与所述主控电路的滤波与控制算法模块的输出端连接；所述压控晶振还通过所述逻辑电路与所述主控电路连接；

所述时间间隔测量模块，用于测量输入的秒脉冲信号和所述分频电路分频的秒信号的上升沿之间的时间间隔，输出至所述主控电路的滤波与控制算法模块，所述主控电路的滤波与控制算法模块用于根据所述时间间隔，计算频率偏差之后，根据所述频率偏差以及所述压控晶振的压控灵敏度系数计算，得到晶体振荡器的控制电压的数字量并输出至所述数模变换电路；

所述数模变换电路，用于将输入的所述控制电压的数字信号转换为模拟量，并将所述压控晶振的输出频率变更为所述模拟量；

所述压控晶振，用于产生所述秒信号，并将所述秒信号发送至所述分频电路进行分频；所述压控晶振，还用于根据所述数模变换电路输出的模拟量变更所述输出频率，并将所述输出频率发送至所述逻辑电路；

所述分频电路，用于将所述压控晶振产生的秒信号进行分频，并将所述分频的秒信号发送至所述时间间隔测量模块；

所述逻辑电路，用于将所述输出频率进行内部分频与倍频处理，得到的高精度时基频率信号；并将所述高精度时基频率信号发送给所述主控电路。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主控电路还连接输入设备，或者，主控计算机；

所述主控电路还用于根据所述输入设备或者所述主控计算机，输入的校准指令，确定待校准类型；并根据所述校准后的秒脉冲信号，控制所述待校准类型对应的所述校准电路对所述待校准类型的时间间隔测量设备进行校准。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述校准装置还包括：电源电路；所述电源电路具有多路稳压芯片，多路所述稳压芯片用于输出多路直流电信号；各所述直流电信号的输出端，与所述直流电信号对应的直流电源输入端连接，所述直流电源输入端为所述主控电路，或者，多个所述校准电路中任一直流电源输出端。

10.一种测量系统，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项的所述校准装置，和至少一个时间间隔测量设备；所述校准装置中，每个所述校准电路用于连接一个所述时间间隔测量设备。

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