SU1702527A1 - Устройство дл преобразовани временного интервала в напр жение - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной и вычислительной технике и позвол ет осуществить преобразование временных интервалов, начало и конец которых ограничены различными сигналами, требующими их предварительного усилени , и может быть использовано в ультразвуковых расходе- и скоростемерах ИзоЬре- тение позвол ет повысить точность устройства за счет того,что в устройство, содержащее два усилител  и преобразователь врем  напр жение, введены два коммутатора, триггер и блок усреднени . Введенные элементы позвол ют устранить вли ние на конечный результат разности времен срабатывани  усилител  и расширить нижний диапазон измер емых временных интервалов 2 з п. ф-лы, 2 ил.

Description

со

с

Изобретение относитс  к технике преобразовани  временных интервалов, начало и конец которых ограничены различными (разнесенными в пространстве) сигналами, требующими их предварительного усилени , и может быть использовано , например, в ультразвуковых расходе- и скоростемерах

Целью изобретени   вл етс  повышение точности

На фиг. 1 предстарлена функциональна  схема устройства, на фиг 2 - временна  диаграмма его работы

Устройство содержит усилители 1 и 2, коммутаторы 3 и 4, входные шины 5 и б, преобразователь 7 врем -напр жение, блок 8 усреднени , шину 9 Пуск триггер 10, ключи 11-14.

Преобразователь 7 врем  - напр жение содержит управл емый генератор тока (УГТ) 15, одновибратор 16. ключ 17 и элемент пам ти на конденсаторе 18. повторитель напр жени  (усилител  тока) 19 и ключ 20.

До начала процесса преобразовани  на третью входную шину 9 подаетс  импульс сброса (см фиг 2), например с первого выхода внешнего генератора запуска При этом замыкаетс  ключ 17 преобразовател  врем -напр жение, который разрежает конденсатор 18 Триггер 10 устанавливаетс  импульсом сброса в положение , противоположное установленному , при котором замкнуты ключи 11 и 13 и разомкнуты ключи 12 и 14

vl О

Ю

ел

Ю

VJ

Старт-импульс (на первой входной шине 5) поступает через открытый ключ 11 на вход первого усилител  1. усиливаетс  им и через коммутатор 4 подаетс  на первый вход преобразовател  7. Стоп-импульс (на второй входной шине 6) поступает через открытый ключ 13 на вход второго усилител  2, усиливаетс  им и через коммутатор 4 подаетс  на второй вход преобразовател  7. Последний преобразует временный интервал между старт- и стоп-импульсами в пропорциональное ему выходное напр жение ивых1. равное

и„ых1 К(Твх. -ri + т2 ) К(Твх 4- Дт)

(1). где К - коэффициент преобразовани 

ПВН 9, В/с;

ТВх длительность входного интервала на входе преобразовател  (на входных шинах 5 и 6, т.е. истинное значение входного интервала), с;

ri - задержка входного сигнала первым усилителем 1, с,

Т2 задержка входного сигнала вторым усилителем 2, с;

А г- разность времен задержки второго и первого усилителей, с.

По истечении промежутка времени, превышающего максимально возможный преобразуемый интервал (верхний диапазон ) в сумме с длительностью формируемого одновибратором 16 импульса (определ ющего врем  преобразовани  ПНВ 9), на входную шину 9 вновь поступает импульс сброса (см. фиг. 2), а на шины 5 и б сигналы с выходов объекта измерени , означающие начало и конец преобразуемого интервала . Импульсом сброса триггер 10 устанавливаетс  в противоположное состо ние О, замыка  ключи 12 и 14 и размыка  ключи 11 и 13. При этом измен етс  включение усилителей 1 и 2, так как старт-импульс (на первой входной шине 5) поступает через открытый ключ 12 на вход (т.е. другого, чем при первом включении) усилител  2, усиливаетс  им и через коммутатор 4 подаетс  на первый вход преобразовател  7, Стоп-импульс (на второй входной шине 6) поступает через открытый ключ 14 на вход (т.е. другого , чем при первом включении) усилител  1, усиливаетс  им и через коммутатор 4 подаетс  на второй вход преобразовател  7. Последний преобразует временной интервал между старт- и стоп-импульсами в пропорциональное ему выходное напр жение ивых 2. равное ивых2-КЛ-вх+ Ti - г2 ) К(ТВХ - Л г ) . (2)

Блок 8 усреднени  определ ет среднее арифметическое Ucp из двух значений 11Вых1 и ивых2, равное

.. ЦВых1 + 11вых2 Ucp 2

К -(Твх+ДО + КСТвх-Дт)

Ј- КТв

(3)

Это напр жение поступает на выход преобразовател  временного интервала и соответствует истинному значению измер емого интервала Твх, так как. как следует из выражени  (3), из результата

преобразовани  исключены временные параметры усилителей 1 и 2, вли ющие на точность преобразовани  в прототипе.

Преобразователь 7 работает следующим образом.

После разр да конденсатора 18 с помощью ключа 17 импульсом сброса, поступающим на вход преобразовател  7, и приема старт-импульса начинаетс  зар д конденсатора 18 посто нным током УГТ 15

(см. фиг. 2). Зар д продолжаетс  до по влени  стоп-импульса, поэтому напр жение на конденсаторе 18 в конце зар да пропорционально временному интервалу между старт- и стоп-импульсами. По сигналу на

втором входе преобразовател  7 срабатывает также одновибратор 16, который замыкает ключ 20, в результате чего напр жение с конденсатора 18 через повторитель 19 в конце цикла преобразовател  поступает на выход.

Блок усреднени  8 запоминает выходное напр жение преобразовател  7 с помощью элемента пам ти до следующего цикла преобразовани . Элемент усреднени  может быть выполнен также на элементах вычислительной техники в виде последовательной цепи из синхронизируемых по сигналу одновибратора 16 АЦП, сумматора и делител .

Claims (3)

1. Устройство дл  преобразовани  временного интервала в напр жение, содержащее два усилител , преобразователь врем  - напр жение, отличающеес 

тем, что, с целью повышени  точности, в него введены два коммутатора, триггер и блок усреднени , выход которого  вл етс  выходной шиной, а вход соединен с выходом преобразовател  врем -напр жение,

управл ющий вход которого объединен с входом триггера,  вл етс  шиной Пуск, а первый и второй информационные входы соединены соответствующими выходами первого коммутатора, первый и второй управл ющие входы которого объединены с соответствующими управл ющими входами второго коммутатора и подключены к пр мому и инверсному выходам триггера, а первый и второй информационные входы первого коммутатора соответственно через первый и второй усилители подключены к соответствующим выходам второго коммутатора , первый и второй информационные входы которого  вл ютс  соответственно первой и второй входными шинами.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с   тем, что каждый из коммутаторов выполнен на четырех ключах, первые входы первого и второго из которых объединены и  вл ютс  первым информационным входом коммутатора, вторым информационным входом которого  вл ютс  информационные входы третьего и четвертого ключей, управл ющие входы первого и третьего ключей объединены и  вл ютс  первым управл ющим входом коммутатора, вторым управл ющим входом которого  вл ютс  управл ющие входы второго и четвертого ключей, выходы первого и четвертого ключей  вл ютс  первым выходом коммутатора , вторым выходом которого  вл ютс  выходы второго и третьего ключей

3. Устройство по п. 1,отличающеес   тем, что преобразователь врем  - напр жение выполнен на управл емом генераторе тока, одновибраторе, двух ключах, элементе пам ти, выполненном на конденсаторе и повторителе напр жени , выход

которого соединен с информационным входом первого ключа, а вход объединен с первым выводом конденсатора, информационным входом второго ключа и подключен к выходу управл емого генератора тока,

первый и второй входы которого  вл ютс  первый и вторым информационными входами преобразовател , выходом и управл ющим входом которого  вл ютс  соответственно выход первого ключа и управл ющий вход второго ключа, выход которого объединен с вторым, выводом конденсатора и  вл етс  шиной нулевого потенциала, а управл ющий вход второго ключа через одновибратор объединен

с первым входом управл емого генератора тока.

фигА

сриг.2