CN214122704U - 一种瞬时日差测量装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种瞬时日差测量装置，涉及瞬时日差测量领域，目的在于解决时钟校准时日差测量精度问题，包括非接触传感器、时钟模块、液晶显示模块、FPGA和微处理器，非接触传感器和时钟模块分别连接到FPGA的I/O端口，FPGA连与微处理器相连，微处理器还与液晶显示模块相连，通过非接触测量的方式来测试秒表，石英钟表，能够大大提高计量检定部门，产品质量检验机构的测试速度，降低了测试成本。
Description
技术领域
本申请涉及瞬时日差测量领域，具体涉及一种瞬时日差测量装置。
背景技术
时间的单位秒(s)是现行国际单位制中7个基本单位之一，时间测量历史悠久、情况复杂、是目前测量精度最高的一个单位。时间是连续流逝的物理量，在时间频率测量领域，时间一是表现为时间轴上的某一个时刻，反应物理事件在什么时候发生；二是表现为一个时间段，即两个时刻之间的时间间隔，反应某个物理事件发生持续了多久。因此，时间间隔测量的目的是为了鉴别某个物理事件从开始时刻到结束时刻持续的时间段。
时间间隔的测量一般是以稳定周期性发生的物理事件为基础，通过累积稳定的周期来进行的。时间间隔测量历史悠久，先后经历了原始测量阶段、天文学测量阶段、电子学测量阶段，测量精度越来越高，从最初的粗略统计年月日的测量，已经发展到了精密时间间隔测量的阶段。随着科学技术的不断进步，各个应用领域对时间间隔测量的高精度、高可靠性、多通道的要求也越来越高，因此，多通道精密时间间隔测量的研究意义重大。
秒表主要有机械和电子两大类，电子表又可分为三按键和四按键两大类。绝大部分体育教师使用的多是电子秒表，机械秒表在很多地方已经成为历史。电子秒表是一种较先进的电子计时器，国产的电子秒一般都是利用石英振荡器的振荡频率作为时间基准，采用6位液晶数字显示时间，具有显示直观、读取方便、功能多等优点。对于秒表的准确度检定，传统的方式是使用物理同时按键的方法来启动时间和停止时间，由于同时物理按键引入的误差，和短时间内无法算出日差，需要通过长时间的测试才能确定一个秒表的日差，如果进行校准后，还需要二次长时间的测试确定。
如果有能够测瞬时日差的设备，那么就能快速测试，快速校准，大大提高了效率，降低了成本。能够通过非接触方法来测试秒表内部准确度，并直接换算成为瞬时日差的装置具有重大意义。
实用新型内容
本申请公开了一种瞬时日差测量装置，目的在于通过非接触方式准确对秒表进行日差测量。
为了解决以上问题，本申请采取以下技术方案：
一种瞬时日差测量装置，包括非接触传感器、时钟模块、液晶显示模块、 FPGA和微处理器；
非接触传感器连接到FPGA的I/O端口，时钟模块连接到FPGA的时钟信号输入端，FPGA连与微处理器相连，微处理器还与液晶显示模块相连。
优选地，FPGA与所述微处理器的连接采用SPI总线，液晶显示模块与所述微处理器的连接采用SPI总线。
优选地，微处理器采用ARM处理器。
优选地，ARM处理器选取的型号为STM32F407VET6。
优选地，时钟模块采用3627封装的高精度恒温晶振。
优选地，非接触传感器包括铝金盒子和无线电接收电路，无线电接收电路安置在铝金盒子内。
优选地，液晶显示模块包括7寸液晶显示屏和按键。
优选地，FPGA的型号选取为EP4CE6E22C8。
本申请通过非接触传感器，采用FPGA和微处理器结合的方案对秒表进行感应，可以实现高精度测量，且使用器件少，集成度高，因此装置体积小巧便携；选用3627封装的高精度恒温晶振作为时钟模块，体积小巧，功耗比较低；液晶显示模块直接显示结果，方便观测；非接触传感器设置有铝金盒子作为屏蔽装置，抗干扰能力强，进一步提升了测量精度。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
本申请公开了一种瞬时日差测量装置，其结构如图1所示，包括非接触传感器、时钟模块、液晶显示模块、FPGA和微处理器；非接触传感器连接到FPGA 的I/O端口，时钟模块连接到FPGA的时钟信号输入端，FPGA连与微处理器相连，连接方式可以选择SPI总线，微处理器还与液晶显示模块相连，其连接方式同样可以选择为SPI总线。
微处理器优选采用ARM处理器，ARM处理器选取的型号为STM32F407VET6；时钟模块采用3627封装的高精度恒温晶振，具有较高的短期稳定度，体积小巧，功耗比较低，配合FPGA可以实现高精度低抖动测量；非接触传感器包括铝金盒子和无线电接收电路，无线电接收电路安置在铝金盒子内，铝金盒子起屏蔽作用，提升装置抗干扰力。无线电接收电路可以实现无接触感应，并把检测到的信号放大；液晶显示模块包括7寸液晶显示屏和按键，用户可以直接观察测量结果，也可以通过按键进行操作控制；FPGA的型号选取为EP4CE6E22C8。
本申请工作原理如下：
非接触传感器采用感应电路的设计，能够感应到秒表晶振周围微小的电磁变化，然后将其转成电信号并放大，再将电信号输出到FPGA上；FPGA模块主要对输入的高精度恒温晶振的时钟信号进行PLL倍频，一般选择的作为时钟模块的高精度恒温晶振的频率为10mhz，FPGA需要将其倍频到100mhz使得周期缩短到10ns。作为微处理器的ARM处理器是这个测量系统的数据处理和控制中心，主要负责FPGA的配置，完成对FPGA的数据读取，经过计算处理，在液晶显示模块上面显示测量结果。
ARM处理器的工作流程如下：
ARM处理器首先进行自身的初始化，进行时钟配置、GPIO口模式配置、外部中断配置、SPI配置等等操作；ARM处理器等待液晶显示模块发送开始测量命令，一旦接收到开始命令，系统便通过SPI总线对FPGA和液晶显示模块进行配置；接着主程序进入主循环进行数据处理，在主循环中检查结束命令，一旦液晶显示模块向ARM处理器发送了结束命令，便立即结束测量；在数据处理中，结合公知常识的频率准确度和日差等公式进行计算，最后通过液晶进行模块显示。
Claims (8)
1.一种瞬时日差测量装置，其特征在于：包括非接触传感器、时钟模块、液晶显示模块、FPGA和微处理器；
所述非接触传感器连接到FPGA的I/O端口，所述时钟模块连接到FPGA的时钟信号输入端，FPGA连与微处理器相连，微处理器还与液晶显示模块相连。
2.根据权利要求1所述的一种瞬时日差测量装置，其特征在于：所述FPGA与所述微处理器的连接采用SPI总线；所述液晶显示模块与所述微处理器的连接采用SPI总线。
3.根据权利要求1所述的一种瞬时日差测量装置，其特征在于：所述微处理器采用ARM处理器。
4.根据权利要求3所述的一种瞬时日差测量装置，其特征在于：所述ARM处理器选取的型号为STM32F407VET6。
5.根据权利要求1所述的一种瞬时日差测量装置，其特征在于：所述时钟模块采用3627封装的高精度恒温晶振。
6.根据权利要求1所述的一种瞬时日差测量装置，其特征在于：所述非接触传感器包括铝金盒子和无线电接收电路，无线电接收电路安置在铝金盒子内。
7.根据权利要求1所述的一种瞬时日差测量装置，其特征在于：所述液晶显示模块包括7寸液晶显示屏和按键。
8.根据权利要求1所述的一种瞬时日差测量装置，其特征在于：所述FPGA的型号选取为EP4CE6E22C8。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022351221.7U CN214122704U (zh) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | 一种瞬时日差测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202022351221.7U CN214122704U (zh) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | 一种瞬时日差测量装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214122704U true CN214122704U (zh) | 2021-09-03 |
Family
ID=77500210
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202022351221.7U Active CN214122704U (zh) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | 一种瞬时日差测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN214122704U (zh) |
-
2020
- 2020-10-20 CN CN202022351221.7U patent/CN214122704U/zh active Active
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