SU1413554A1 - Измеритель времени установлени переходных процессов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  времени установлени  переходных процессов в цифровой форме. Целью изобретени   вл етс  повьппение достоверности измерений . Дл  достижени  поставленной пет ли в устройство, содержащее измерительный блок I, триггер 2, элемент И 3 и счетчики 4 и 5, дополнительно введены формирователь 6 импульсов и блок 7 пам ти. Устройство обеспечивает преобразование временного интервала в код и запись кодов в блок пам ти в моменты перехода исследуемым сигналом границ допусковой зоны. Работа устройства по сн етс  по временным диаграммам, приведенным в описании изобретени . 2 ил. с « (Л

Description

СО

ел Р1

1

0aj$.i

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  времени установлени  переходнык процессов в цифровой форм е,

Сущность изобретени  заключаетс  в преобразовании временного интервала в код и записи кодов в блок пам ти в моменты перехода исследуемым сигналом границ допусковой зоны при фиксации окончани  измерени  по равенству времени нахождени  исследуемого сигнала в допусковой зоне и эталонного интервала временг}, кото- рьй  вл етс  переменным и увеличиваетс  по мера установлени  переходного процесса.

фиг. 1 приведена структурна  схема измерител ; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Измеритель .содержит (фиг.1) измерительный блок 1, первый выход которо го через последовательно соединенные триггер 2 и элемент ИЗ соединен со счетными входами счетчиков 4 и 5. К второму выходу измерительного блока . I подключены управл ющий ; вход второго счетчика 5 и последовательно соединенные формирователь 6 импульсов и блок 7 цам ти. Информационные входа последнего соединены с выходами первого с.четчика 4, Выход генер атора 8 импульсов соединен с другим входом элемента ИЗ. Выход переноса второго счетчика 5 соединен с другим входом триггера 2,

Измерительный блок Г на входе устройства обеспечивает регулировку уров н  установившегос  значени  входного напр жени , ширины зоны норма, а. также напр жени  U (фиг.2), с момента достижени  которого входным сигналом начинаетс  отсчет времени установлени  переходных процессов (обычно ,l Uuj.) . Элемент И 3 .разрешает или запрещает прохождение импульсов от генератора 8 импульсов на счет . ные входы счетчиков 4 и 5 в зависиь|О- сти от потенциала на выходе триггера 2. Второй счетчик 5  вл етс  ревер- .сивным, и режим суммировани  или вычитани  в нем устанавливаетс  сигналом, поступающим на его управл ющий вход с второго выхода измерительного блока 1 . В блоке 7 пам ти фиксируютс  коды первого счетчика 4 по сигналам с выхода формировател  6 импульсов. Формирователь 6 импульсов вырабатыва

5

0

5

0

5

0

5

0

ет короткие управл юпше и ульсы на выходе из перепадов напр жени  на его входе (фиг. 2).

Измеритель работает следующим образом .

На первом выходе измерительного блока-1 йсегда присутствует низкий уровень напр жени , и только в момент достижени  входным сигналом уровн  Uj, на этом выходе по вл етс  импульс . На втором выходе измерительного блока I высокий потенциал присутствует тблько при значени х входного напр жени , наход щихс  В пределах зоны норма, при других значени х входного напр жени  на этом выходе действует низкий потенциал.

Перед началом измерений измеритель с помощью импульса сброса перевод т в исходное состо ние {цепь сброса на фиг. 1 не показа на). При этом в-счетчиках 4 и 5 устанавливаетс  нулевой код, а триггер 2 переводитс  в -состо ние , при котором на его выходе присутствует низкий (запрещаюнщй) потенциал и импульсы генератора 8 импульсов не проход т через элемент ИЗ. .

Пусть переходной процесс представл етс  временной диaгpa -Iмoй, идобра- женной на фиг. 2а. В момент t, когда напр жение на входе измерительного блока 1 д остигает уровн  U , на первом выходе этого блока по вл етс  импульс (фиг. 2б), который переключает триггер 2.

На входе элемента И 3 по вл етс  .высокий (разрешающий) потенциал (фиг. 2г), и импульсы генератора 8 импульсов начинают поступать на счетные входы счетчиков 4 и 5. На втором выходе измерительного блока 1 в .этот момент присутствует низкий потенциал (фиг. 2в). Данный режим длитс  до момента t (фиг.2а). В этот момент потенциал на управл ющем входе второго счетчика 5 измен етс  (фиг. 2в) и он переходит в режим вычитани . Одновременно формирователь 6 импульсов вырабатывает импульс (фиг. 2д), по которому в блоке 7 пам ти записываетс  код первого счетчика 4, равный

п ip-(- fco). .

где Тд - период колебаний генератора 8 импуль сов.

31413554

В момент tj, (фиг.2а) второй счетчик 5 снова переходит в режим суммировани , а в блоке 7 пам ти записываетс  число

П l-{t,j-tj.

Таким образом, в момент t, когда входной сигнал последний раз войдет в зону норма, т.е. переходной процесс считаетс  законченным, в блоке

7пам ти оказываетс  записано число

п i.(t,-tj ,

Арio

где t - брем  установлени  переходного процесса, а во втором .счетчике - число

. )+{t,-tj)-(t4-t ,)+(t5-t4)-(tfe-ts)4-(t,-t6). I- (tT-tJ -2(,),- -2(tj-t,).

В моментч t- второй летчик 5 переодит в режим вычитани  и из числа п вычитаютс  импульсы до момента t (фиг.2а). В момент tj, во втором счетчике 5 устанавливаетс  нулевой код и сигнал с выхода переноса этого счетчика переключает триггер, низкий отенциал с выхода которого запрещает прохождение импульсов генератора

8импульсов через элемент И 3 на счетные входы счетчиков 4 и 5. Измеение окончено, и в блоке 7 пам ти казываетс  записанным код, пр мо ропорциональный времени установлени  ереходного процесса.

Из принципа работы измерител  слеует , что в отличие от известного стройства в предлагаемом устройстве талонный интервал, по которому опреел етс  врем  окончани  переходного роцесса не nocTOfiHeHj а определ етс  временем предшествующего переходного процесса. Например, к моменту t,, когда переходной процесс первый раз входит в зону норма, эталонный интервал, определ емый числом, записанным во втором счетчике 5, равен At,(t,-tg), как и в известном устIQ в

15 х

20 п

25 с

t

30 ш

п

25 р а в

40 г о в л л

45 Н и н

50 р л в

ройстве. Когда переходной процесс во второй раз входит в зону норма (момент tj на фиг. 2а), эталонный интервал уже равен l,t.( + (tj-tj), и т.д.

Таким образом, в предлагаемом иэ- мерителе по мере установлени  переходного процесса и увеличени  интерQ вала времени нахождени  входного сигнала в зоне норма увеличиваетс  и значение эталонного интервала, что исключает ошибки в определении времени установлени  даже при контроле пере5 ходных процессов нелинейных устройств. При измерении параметров процесса, представленного на фиг. 2а, известным устройством ошибка достигает значительной величины. Действительно,

0 поскольку интервал больше, чем интервал , принимаемый за эталон-. ный, то в известном устройстве измерение закончитс  раньше, чем выходной сигнал достигнет момента t. и в каче5 стве времени установлени  переходного процесса зафиксирует величину

, ) + (t5-t2) + {t,-to)tj-t.

Из фиг. 2а следует, что ошибка измерений в приведенном случае превы- 0 шает 50%.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Измеритель времени установлени  переходных процессов, содержащий изме5 рительный блок, первый выход которого соединен с одним из входов триггера, а второй выход - с управл ющим входом второго счетчика, счетный вход которого соединен с счетным входом перво0 го счетчика и выходом элемента И, один из входов которого подключен к выходу генератора импульсов, о т - личающи с  тем, что, с целью повышени  достоверности измере

   5 НИИ, в него введены последовательно соединенные формирователь импульсов и блок пам ти, при этом информационные входы последнего подключены к выходам первого счетчика, а вход форми0 ровател  импульсов соединен с управ- входом второго счетчика, к выходу переноса которого подключен вход триггера, выход которого соединен с другим входом элемента И,