Устройство для измерения длительности переходного процесса

- -"-"т л 5: - т

piГ -,i<

° -,1 с ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 25.Ч.1970 (№ 1432627/18-24) МПК Н 03k 13/17

G 06j 3, 00 с присоединением заявки №

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

Сссо

УДК 681.325(088.8) Опубликовано 21.!Х.1971. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 15.Х1.1971

Автор изобретения

A. А. Рыжков

Кадиевский филиал Коммунарского горнометаллургического института

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для измерения длительности переходного прзцесса в цифровой форме.

Извсстны устройства для измерения длительности переходного процесса, принцип действия которых основывается в большинстве случаев на:предварительной регистрации переходного процесса и последующей его математической обработке. Применяемые для этих целей электронные осциллоскопы, обладая значительной шириной полосы пропускания, не дают необходимой точности измерений. Электромеханические регистрирующие устройства (осциллографы, потенциометры и др.) обладают узким частотным диапазоном, что,приводит к большим погрешностям при регистрации быстро протекающих процессов.

Таким образом, известные цифровые измерители времени не позволяют с высокой точностью замерить длительность переходного процесса.

Цель изобретения — повышение точности измерения длительности переходного .процесса.

Эта цель достигается соединением выходов измерительного блока с,потенциальными входами ключей, импульсные, входы которых подключены к выходу генератора импульсов стабилизированной регулируемой частоты, а выходь соединены со входами распределителей. ЗО

Один вход каждого распределителя подключен к шине сброса одного счетчика, к управляющему входу второго распределителя и через логическую схему «ИЛИ» к счетному входу второго счетчика и через схему временной задержки к управляющему импульсному входу соответству|ощей схемы переноса кода.

3,ругой .выход каждого распределителя через логическую схему «ИЛИ» соединен со счетнтм входом соответствующего счетчика, разрядные выходы которого через схему переноса кода подключены к разрядным входам другого счетчика.

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаамого устройства; на фпг. 2 — вариант схемы распределителя импульсов; на фиг. 3 — пример кривой переходного процесса .с отметками характерных моментов времени.

Устройство содержит измерительный блок

1, генератор 2 импульсов стабилизированной частоты, регулируемой в широких пределах, электронные ключи 8, 4 распределители импульсов 5, б схемы ", 8 временной задержки, логические схемы «ИЛИ» 9, 10, схемы 11, 12 переноса кода и счетчики импульсов 18, 14.

Распределитель импульсов содержит триггер 15 потенциально-импульсные логические

«И» схемы 1б, 17 и схему временной задержк t 18. т-1а входе устройства стоит измерительный

315290

3 блок 1, имеющий два выхода, один из которых соединен с управляющим входом ключа

3, а второ" — с управляющим входом ключа 4.

При работе устройства на,выходах блока 1 в любой момент времени действуют два взаимll0 противоположных фиксированных уровня напряяения «норма» и «не норма». Блок обеспечивает регулировку уровня установившегося значения входного напряжения, а также ширины зоны «норма». При значениях входнсго напряжения, лежащих за пределами зоны <.норма», высокий (разрешающий) потенциал действует на выходе, связанном с ключом 8, в это же время на втором выходе блока 1, связанном с ключом 4, действует потенцaaJI низкого уровня (запрещающий). При достижении входным напряжением зоны «норма» потенциалы на выходах блока 1 изменяются на противоположные.

Ключи 8 и 4 пропускают последовательно сть импульсов, поступающую с генератора

2, только при наличии на их управляющих входах разрешающего потенциала от блока

1. Выходы, ключей 8 и 4 соединены соответственно с рабочими входами распределителей импульсов 5 и б.. Каждый распределитель, кроме рабочего, имеет управляющий иипульсный вход, служащий для приведения распределителя в исходное состояние, и два импульсных выхода. Один выход каждого распределителя соединен с шиной сброса одного из счетчиков; со схемой переноса кода через схему временной задержки, с управляющим им пульсным входом другого распределителя и через логическую схему «ИЛИ» со счетным выходом второго счетчика. Другой выход каждого, распределителя связан со счетным входом соответствующего, счетчика через логическую схему «ИЛИ». Каждый распределитель работает таким образом, что при подаче серии импульсов на его вход,первый из этой серии импульсов проходит на вход, Ieпосредственно связанный с шиной,сброса счетчика, а все последующие — на выход, связанный со счетным входом того же счетчика.

Распределители могут быть построены, например, по схеме показанной на фиг. 2. Противоположные потенциальные выходы триггера 15 связаны с управляющими входами потенциально импульсных логических схем «И», импульсные входы которых объединены и образуют входную цепь распределителя. Выходы схем «И» являются выходами распределителя. В исходном состоянии распределителя триггер, находясь в состоянии «0», обеспечивает присутствие разрешающего потенциала на входе схемы 17 и запрещающегося на входе схемы 15.

При подаче серии импульсов на вход распределителя первый импульс проходит через схему 17 а сбросовый выход распределителя и через схему задержки 18, перебрасывает триггер Ж в противоположное состояние. В результате все последующие импульсы, поступающие на вход распределителя, проходят

15 го

so

4 только через схему 1б на счетный выход распределителя. Схема задержки 18 обеспечивае"r nO lIIOe lIPO ;OS le»ae lIePaOl O IDIll laCa Ieрез схему 17 и только после этого перебрасывается триггер.

Схемы задержки 7 и 8, обеспечивающие задержку импульса на время, достаточное для сброса счет-гиков, могут быть построены по любому известному принципу.

Разрядные выходы каждого счетчика соединены с разрядными входами другого счетчика через схемы переноса кода 11 и 12, представляющие собой серию потенциально импульсных логических схем «И», число которых равно числу двоичных разрядов счетчика, импульсные входы которых объединены и явл я ю тся входом схемы.

Перед началом измерений схему с помощью импульса сброса, переводят,в исходное состояние (цепь сброса на фиг. 1 не показана).

При этом в счетчиках 13 и 14 устанавливается нулевой код, а распределители 5 и б подготавливаются для пропускания первого счетного импульса на шину сброса счетчика. Одновременно с подачей напряжения исследуемого переходного процесса запускается генератор 2.

Пусть переходный процесс описывается, например, кривой напряжения, приведенной на фиг. 3. В промежутке времени Π— tI, когда напряжение на входе не достигло границы зоны «норма», на выходе блока 1, соединенном ключом 3, действует разрешающий потенциал и счетные импульсы от генератора 2 проходят через ключ 3 на вход распределителя 5.

Ключ 4 счетные импульсы не пропускает, так как на его управляющем входе присутст вуег запрещающии потенциал. Первый счетный импульс поступает через схему 10 lla счетный вход счетчика 14 и устанавливает в нем код, равный 1. Кроме этого, первый импульс поступает на управляющий вход распределителя б и шину счетчика 13, подтверждая их исходное состояние. Первый импульс через схему задеряки 7 поступает на вход схемы переноса кода, которая, срабатывая, производит передачу единичного кода в счетчик 18. Все последующие импульсы, поступающие с ключа

3 la распределитель 5, попадают через схемy

< ИЛИ» 9 на счетный вход счетчика 18. Код счетчика 13 возрастает до момента времени

4 (на фиг. 3), т. е. пока исследуемый параметр не пересечет границу зоны «норма». В этом момент переключаются выходные потенциалы блока 1. В результате на управляющий вход ключа 4 подается разрешающий потенциал, а на ключ 8 — запрещающий.

Первый из серии импульсов, поступивших с выхода ключа 4 на распределитель б, сбрасывает счетчик 14 в нуль, переводит распределитель 5 в исходное состояние, прибавляет единицу к:коду счетчика 13, а затем через схему задержки 8, воздействуя на схему переноса кода 12, производит перенос кода

"четчика 18 в счетчик 14. Все последующие

315290 иь:пульсы,серии, поступающей с выхода ключа 4 на распределитель б, проходят на счетный,вход счетчика 14, увеличивая его код до момента времени 4,,когда входное напряжение вновь выйдет за,пределы зоны «норма».

В этот момент счетные импульсы вновь начинают проходить на ключ 8, и схема работает аналогично. Первый импульс сбрасывает,код счетчика 18, в счетчик 14 добавляет единицу, подготавливает распределитель б, и затем производит перенос кода из счетчика 14 в счетчик 18. Код счетчика 18 возрастает пропорционально времени нахождения параметра за пределами зоны «норма». Затем в момент времени t3 схема заново:переключается.

Переключение схемы из одного состояния в другое, вызывающее переброс кода из одного счетчика в другой и его,возрастание, пропорционально соответствующим промежуткам времени, происходит до момента tr, соответствующего последнему входу параметра в зону «норма».

В этом момент в последний раз открывается ключ 4, сбрасывается счетчик 14 .в нулевое состояние, затем код счетчика 18 (увеличенный на единицу) переносится в счетчик 14. В течение всего последующего времени код счетчика 14,возрастает до переполнения или момента остановки действия прибора, зарачее заданной перед началом измерений, например,,с помощью реле:времени.

Код, содержащийся в счетчике 18, соответствует промежутку времени, прошедшему с чачала переходного процесса до момента tr, т. е. длительности переходного процесса.

Меняя частоту генератора 2, можно обеспечить точное измерение времени переходного процесса, колеблющегося в широких пределах. При этом работа устройства не зависит от характера переходного процесса, что поззоляет применять его для исследования случайных явлений, например случайных выбросов параметров, процесса за,пределы зоны

«норма» в системах автоматики.

5 При многократном исследовании переходных процессов прибор позволяет также, меняя уровень и ширину зоны «норма», исследовать характер переходного процесса, т. е. снимать кривую переходного процесса.

Предмет изобретения

Устройство для измерения длительности переходного процесса, содержащее измерительный блок, генератор импульсов регулируемой стабилизированной частоты, два счетчика, два распределителя, две схемы переноса кода, две схемы временной задержки, два клю20 ча и две логические схемы «ИЛИ», отлачаюи ееся тем, что, с целью повышения точности измерений, выходы измерительного блока соединены с потенциальнымп входами ключей, импульсные входы которых подключены к выходу генератора импульсов стабилизированной регулируемой частоты, а выходы соединены со входами распределителей; один выход каждого распределителя подключен к шине сороса одного счетчика, к управляющему вхоз0 ду второго распределителя и через логическую схему «ИЛИ» к счетному .входу второго счетчика и через схему временной задержки к управляющему импульсному входу соответствующей схемы переноса кода, другой выЗ5 ход каждого распределителя через логическую схему «ИЛИ» соединен со счетным входом соответствующего счетчика, разрядные выходы которого через схему переноса кода подключены к разрядным, входам другого

40 счетчика.

3j5290

Фиг. 1

Фи,7

Фиг. 2

Составитель Н, А. Козлов

Редактор Л. А. Утехина Техред 3. H. Тараненко Корректор Л. А. Царькова

Заказ 3092/7 Изд. № 1277 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2