SU1504626A1 - Устройство дл измерени посто нной времени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  посто нной времени. Цель изобретени  - повышение точности и быстродействи  достигаетс  за счет одновременности начала переходного процесса и счета импульсов и измерени  посто нной времени во врем  остановки переходного процесса. Устройство содержит ключи 1 и 2, делитель напр жени  3, нуль- орган 4, интегратор 5, нуль- орган 6, клеммы 7 и 8 дл  подключени  объекта измерени  9, аналоговый запоминающий блок 10, регистр 11, счетчик 12, генератор 13 опорной частоты, элемент 14 неравнозначности, элемент ИЛИ-НЕ 15, триггер 16. Нулевое состо ние, от которого начинает счет счетчик 12 в момент начала экспоненциального падени  напр жени , позвол ет исключить погрешность, возникавшую из-за неодновременности запуска счетчика и начала переходного процесса в объекте измерени , и тем самым повысить точность предлагаемого устройства. Измерение посто нной времени объекта измерени  во врем  остановки изменени  напр жени  на выходе интегратора 5 как после линейного роста, так и после линейного уменьшени  позвол ет увеличить быстродействие устройства примерно вдвое. 2 ил.

Description

4

О)

ю

О5

Фиг. 1

3.1504

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  посто нной вре- Мени,

: Цель изобретени  - повышение точ- Цости и быстродействи . ; На фиг,1 представлена схема уст- тройств а .на фиг,2 - диаграммы.

Устройство содержит первый и вто- рой ключи 1 и 2, делитель 3 напр же- |ни , первый нуль-орган 4, ннтегра- |тор 5, второй нуль-орган 6, первую 1и вторую клеммы 7 и 8 дл  подключе- |ни  объекта 9 измерени , аналоговый запоминающий блок (АЗБ) 10, регистр ill, счетчик .12, генератор 13 опорной Iчастоты, элемент неравнозначности |14, элемент РЛИ-НЕ 15 триггер 16.

Входы устройства через ключи 1 и 2 подключены к входу интегратора 5, выход которого подключен к первому входу второго нуль-органа 6 и к первой клемме 7 объекта 9 измерени , втора  клемма которого подключена к информационному входу АЗБ и второму входу первого нуль-органа 4, к первому входу которого через делитель 3 напр жени , подключен выход АЗБ 10 Выход второго нуль-органа 6 подключен к входу установки в О счетчика 12 и к R-входу триггера 16, выход которого подключен к управл ющему входу второго ключа 2 и входу генератора 13 опорной частоты.

Вьгкод генератора 13 опорной частоты подключен к входу регистра 11 и к входу счетчика 12, выходы разр дов которого, кроме двух старших, подключены к входам регистра 11, выходы ко- торого  вл ютс  выходами устройства, Самый старший разр д счетчика 12 подключен к первому.входу элемента неравнозначности 14, к первому входу элемента 15 и к входу установки в 1 триггера 6„ Второй, начина  от старшего разр д счетчика 12 подключен к второму входу элемента ШШ- НЕ 15 и к входу управлени  АЗВ 10. Выход элемента ИЛИ-НЕ 15 подключен к управл ющему входу первого ключа 1, выход элемента неравнозначности 14 подключен к входу переноса информации в регистр 1 1 , Выход первого нульоргана 4 подключен к второму входу г элемента неравнозначности 14.

При разомкнутом ключе 17 АЗБ переходит в режим хранени  информации на выходе.

На временных диаграммах фиг.2 цифрами обозначены выходы соответствующих элементов схемы по фиг.1. В скобках обозначены номера трех элементов диаграммы на выходах которых изображены пунктиром.

Вход установки в О счетчика 12 подключен к входам установки в О всех разр дов счетчика, кроме двух старших.

Вход регистра 11,.подключенный к выходу генератора 13,  вл етс  синхронизирующим входом и подключен к С-входу D-триггера, вход щего в состав регистра. К D-входу этого триггера подключен вход разрешени  переноса информа.ции в регистр, соединенный с выходом элемента неравнозначности 14. Это вызвано необходимостью исключить перенос в регистр состо ни  счетчика во врем  пробега в нем единицы переноса после поступлени  очередного импульса в счетчик,

К входам устройства подключают источники отрицательного и положительного опорных напр жений (не показаны) Объект 9 измерени  включаетс  между первой 7 и второй 8 клеммами. Счетчик

12подсчитывает импульсы генератора

13опорной частоты при нахождении триггера 16 в О, При нахождении триггера 16 в 1 генератор 13 не выдает импульсы. Два старших разр да счетчика включены по схеме пересчета на 3 (0,1,2,0,1,2,.,.; остальные разр ды счетчика могут работать в любой системе).

Работа устройства протекает в 4 такта.

Б первом такте (интервал , ) по вл етс .единица на выходе элемента И-НЕ 15, замьжаетс  ключ 1 и напр жение на выходе интегратора 5 растет . Напр жение на выходе объекта контрол  (клемма 8) постепенно возрастает до установившегос  уровн , определ емого свойствами объекта, АЗБ 10 в этом такте подачей нул  на его управл ющий вход устанавливаетс  в режим отслеживани  входного напр жени  и запоминает уровень, до которого вырастает напр жение на выходе объекта измерени  к концу первого такта.

Во втором такте (интервал ) ключ 1 размыкаетс , интегратор 5 устанавливаетс  в режим хранени  выходного напр жени , напр жение на вы

ходе объекта измерени  экспоненциально стремитс  к нулевому уровню. Это напр жение подаетс  на второй вход нуль-органа 4, На первый вход этого нуль-органа через делитель.3 подаетс напр жение с выхода АЗБ 10, переведенного во втором такте в режим хранени  напр жени . Это напр жение имеет уровень, до которого доросло напр жение на выходе объекта измерени  к концу первого такта, и поступает на вход нуль-органа 4 через делитель 3 с коэффициентом передачи 0,37. Через врем , равное посто нной времени объекта измерени , уровни напр жений на входах нуль-органа 4 сравниваютс , а затем напр жение на выходе объекта измерени  становитс  меньше напр жени  на выходе делител  3 напр жени , В этот момент на выходе нуль-органа 4 по вл етс  1, На выходе элемента неравнозначности 4 также по вл етс  1 и в этот момент число из счетчика 12.переноситс  в регистр 11, Учитьша , что в момент начала второго такта младшие разр ды счетчика переполн ютс  и устанавливаютс , в О, в регистр переноситс  число, пропорциональное посто нной времени объекта измерени .

В конце второго такта в момент установки в 1 старшего разр да счетчика 12 в 1 устанавливаетс  триггер 16, При этом он включает ключ 2 и прекращает подачу импульсов с выхода генератора 13 на вход счетчика 12. Счетчик останавливаетс , старший разр д счетчика 12 находитс  в положении 1, остальные - в нулевом положении. Начинаетс  обратный ход интегратора 5, т.е. напр жение на егб выходе падает с посто нной скоростью. В это врем  на выходе объекта измерени  напр жение растет в обратную по сравнению с первым тактом сторону (растет напр жение отрицательной пол рности). АЗБ 10 переводитс  в режим отслеживани  этого напр жени  (интервал вр емен- ной диаграммы). Уровень на выходе элемента неравнозначности 14- становитс  нулевым, так как старший разр д счетчика 12 установлен в 1. К концу третьего такта на выходе АЗБ 10 напр жение равно напр жению на выходе объекта 9 измерени .

Третий.такт работы устройства заканчиваетс  тогда, когда напр жение

0

на выходе интегратора 5 достигает нулевого уровн , что фиксируетс  нуль- органом 6, который возвращает триггер 16 в нулевое состо ние и устанавливает в О все разр ды счетчика, кроме двух старших.

В четвертом такте установкой в 1 второго, начина  от старшего, разр да счетчика 12 АЗБ 10 переводитс  в режим запоминани  и на его выходе устанавливаетс  напр жение, равное напр жению на выходе объекта 9 измерени  к концу третьего такта. В то же

5 врем  напр жение на выходе объекта 9 измерени  в начале четвертого такта благодар  прекращен1- Ю изменени  напр жени  на выходе интегратора 5 начинает экспоненциально стремитьс  к ну0 . лю. Когда это напр жение становитс  равным напр жению на выходе АЗБ 10, т поделенному Делителем 3, на выходе нуль-органа 4 единичное напр жение становитс  нулевым, а на выходе эле5 мента неравнозначности нулевое напр жение становитс  единичным. Благодар  происходит перенос с.о- сто ни  младших разр дов счетчика 12 в регистр 11 (интервал .), Б ре0 гистр 11, образом, во втором и четвертом тактах работы устройства переноситс  состо ние счетчика 12 в момент равенства напр жени  на врзгхо- де объекта 9 измерени  0,37 от уровн , с которого напр жение на выходе объекта- измерени  начинает экспоненциально уменьшатьс  с посто нной времени этого объекта в момент нулевого состо ни  счетчика 12 (кроне его двух старших разр дов)« Поэтому в регистр 1 переноситс  число, пропорциональное посто нной времени объекта 9 измерени .

Таким образом, нулевое состо ние, от которого начинает счет счетчик 12 в момент начала экспоненциального падени  напр жени , позвол ет исключить погрешность, присущую прототипу из-за неодновременности запуска счетчика и начала переходного процесса в объекте, измерени , и тем самьгм повысить точность предлагаемого устройства.

Измерение посто нной времени объекта измерени  во врем  прекращени  изменени  напр жени  на выходе ратора 5 как после линейного роста , так и после линейного уменьшени , позвол ет увеличить быстродействие i

5

0

5

0

5

устройства примерно вдвое, так как во врем  второго измерени  проис- ходит одновременно приведение устройства в исходное состо ние.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  посто нной времени, содержащее интегратор, первый нуль-орган, делитель напр жени , аналоговый запоминающий блок, выход которого через делитель напр жени  подключен к первому входу первого нуль-органа, к второму входу которого подключены перва  клемма дл подключени  объекта измерени  и информационный вход аналогового запоминающего блока, второй нуль-opraHj генератор опорной частоты и счетчик, отличающеес  тем, чтод с целью повьшени  точности и быстродействи , в него введены два ключа, регистр, триггер, элементы ИЛИ-НЕ и неравнозначности, причем входные шины устройства через ключи подключены к входу интегратора, выход которого подключен к первой клемме объ

   5

   0

   5

   екта измерени  и к первому входу второго нуль-органа, второй вход которого заземлен, а выход подключен к входу установки в О счетчика и к R- входу триггера выход которого подключен к управл ющему входу второго ключа и входу генератора опорной частоты , выход генератора соединен с входами регистра и счетчика, выход старшего разр да которого подключен к первым входам элементов ИЛИ-НЕ и неравнозначности и установочному вхо ду триггера, выход второго, начина  от старшего, разр да счетчика подключен к второму входу элемента ИЛИ-НЕ и входу управлени  аналоговым запоминающим блоком, выходы -остальных разр дов счетчика соединены с информационными входами регистра, выходы которого  вл ютс  выходами устройства, к входу разрешени  регистра подключен выход элемента неравнозначности, к второму входу которого подключен . выход первого нуль-органа, а к управл ющему входу первого ключа подключен выход элемента ИПИ-НЕ.