Измеритель временных интервалов

1»428353

ОП ИСА НИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 17.01.72 (21) 1738766/26-9 с присоединением заявки— (32) Приоритет—

Опубликовано 15.05,74. Бюллетень № 18

Дата опубликования описания 12.02.75 (51) М.1 л. 6 04f 11/08

Государственный комитет

Совета Министров СССР йо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.77 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Землянский и А. С. Яроменок (71) 3 а я в.и тел ь!

1 (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ

Изобретение относится к электронному приборостроению и может быть использовано в современной технике при исследовании быстро протекающих процессов.

Известны измерители временных интервалов, содержащие кварцевый автогенератор образцовой частоты, два верньерных генератора ударного возбуждения, две схемы совпадения, два верньерных счетчика импульсов, главный счетчик импульсов и электронные ключи. Период повторения выходных импульсов генератора образцовой частоты T. отличается от периодов повторения выходных импульсов верньерных генераторов T. на относительно малую величину AT, которая определяет погрешность измерения прибора.

Запуск верньерных генераторов ударного возбуждения осуществляется с помощью входных электрических сигналов, между которыми измеряется временной интервал. 20

Измеряемый временной интервал разбивается на три временных отрезка: отрезок от первого входного сигнала до следующего за ним импульса генератора образцовой ча- 25 стоты; отрезок (2 — от данного первого импульса генератора образцовой частоты до последнего импульса генератора образцовой частоты, после которого следует второй входной сигнал; отрезок (з — от последнего импульса з0 генератора образцовой частоты до второго входного сигнала.

В известном верн ьерном измерителе вретяен ных интервалов временной отрезок fz определяется методом прямого счета путем соответствующего заполнения главного счетчика импульсами генератора образцовой частоты и умножения полученного числа и> на период колебаний Т., а временные отрезки f> и f3 определяются верньерным методом путем подсчета чисел импульсов п1 и по верньерных генераторов до их совпадения с импульсами генератора образцовой частоты и умножения полученных значений на величину AT. При этом измеряемый интервал определяется по следующей формуле

/изб — — п 1о+ (пав+по) Л

Однако известные измерители временных интервалов имеют сложную электрическую схему, ограниченную точность, измерения из-за возможности температурных изменений частот верньерных генераторов различных знаков, возможность сбоя показаний прибора при неблагоприятном совпадении одного из входных сигналов с некоторым из импульсов генератора образцовой частоты из-за просчета этого импульса глаBHûì счетчиком. Под неблагоприятным совпадением подразумева428353 ется случай, когда момент отпирания ключа, пропускающего импульсы генератора образцовой частоты на главный счетчик, совпадает с зад и им фронтом,импульса генератора обр азцо вой частоты.

С целью уменьшения температурной погрешности и исключения случаев просчета импульсов генератора образцовой частоты в соответствующем счетчике в предлагаемый измеритель введены два триггера с раздельными и счетными входами и три схемы «И», которые включены на входах счетчиков, причем первый триггер, на один из входов которого поданы пусковой и стоповый импульсы, последовательно соединен с верньерным генератором, выход которого соединен со второй и третьей схемами «И», вход первой схемы «И» соединен с генератором эталонной частоты, выход схемы совпадения подключен к входам обоих триггеров, первый выход триггера со счетным входом соединен с первой и третьей схемами

«И», а второй его выход — со второй схемой «И».

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого измерителя временных интервалов; на фиг. 2 — график прохождения сигналов.

Измеритель содержит согласующие каскады I, 2, обеспечивающие формирование входных сигналов в виде электрических импульсов требуемой амплитуды и длительности, статический триггер 8 с раздельными входами, опроиидываемый выходными сигналами согласующих каскадов и обеспечивающий запуск верньерного LC — генератора 4 ударного возбуждения, схему совпадения 5, на:входы которой поступают выходные импульсы генератора 4 ударного возбуждения и генератора б образцовой частоты, статический триггер

7 со счетным входом, обеспечивающий управление электроннымы ключами (схемами «И»

8, 9, 10), счетчики импульсов,ll, 12, 18, на входы которых поступают выходные импульсы верньерного генератора и генератора образцовой частоты.

Первый входной сигнал а {фиг. 2), сформированный согласующим каскадом 1 в виде импульса требуемой величины, переключает триггер 3 из состояния «0» в состояние «1», Выходной сигнал в триггера 8 вызывает запуск верньерного генератора 4 ударного возбуждения, на выходе которого появляются электрические сипналы с периодом повторсния Т.. Электрические сигналы верньерного генератора через нормально открытый ключ 9 поступают на вход счетчика 12 и на первый вход схемы совпадения 5, на второй вход которой поступают импульсы е генератора б образцовой частоты, имеющие период повторения Т..

При совпадении во времени некоторого импульса верньерного генератора и соответствующего импульса генератора образцовой частоты срабатывает схема совпадений 5 и на ее выходе появляется электрический импульс д вызывающий переброс триггера 7 из состояния «0» в состояние «1» и триггера 8 из состояния «1» в состояние «О». Выходным сигналом ж триггера 7 закрывается ключ 9 и открываются ключи 8, 10. К моменту запирания ключа 9 в счетчике 12 накапливается ni импульсов верньерного генератора. При этом генератор 4 ударного возбуждения включается, а на вход главного счетчика 11 через ключ

8 поступают импульсы генератора образцовой

10 частоты.

Второй входной сигнал б (фиг. 2), сформированный согласующим каскадом 2 в виде и мпульса требуемой.величины, снова переключает триггер 8 из состояния «0» в состояние

15 «1». Выходной сигнал триггера 8, соответствующий второму входному сигналу, вызывает повторный запуск верньерного генератора 4 ударного возбуждения. Выходные импульсы г верньерного генератора 4 проходят через ключ

20 10 на вход счетчика 18 и поступают на первый вход схемы совпадения 5. При совпадении импульсов верньерного генератора 4 m импульсов генератора б схема совпадения 5 срабатывает, на ее выходе появляется второй сигнал д

25 (фиг. 2), который переключает триггер 7 из состояния «1» в состояние «0». При этом выключается верньерный генератор 4, запираются ключи 8 и 10, и поступление импульсов на входы всех счетчиков прекращается. К момен30 ту запиравия ключей 8 и 10 в счетчике 11 накапливается nq импульсов генератора б образцовой частоты, а в счетчике 18 накапливается п импульсов верньерного генератора 4.

Измеренный интервал времени между перЗ5 вым и вторым выходными сигналами может быть выражен следующим образом через числа импульсов пь п2, пз, накопленных в счетчиках 11, 12, 18 и периодах повторения импульсов верньерного генератора и генератора об40 разцовой частоты Т. и Т..

Временной интервал от первого входного сигнала до момента второго срабатывания схемы совпадения 5 можно представить через временные отрезки t, 4, t„показанные на

45 фиг. 2. При этом изыеряемый интервал времени t .. может быть выражен следующим образом.

1вв =4+4 — э

Из приведенных на фиг. 2 графиков с уче50 том принципа действия нониусного преобразователя видно, что

To — Тв =ЛТ в1 = Л1 Тв, tg = П2 То) (3 = ПЪ Тв, tè3ì=n!Tв+n>Tо — йзTв= (n +n2 — n ) Tо+

55 +(n3 п,)ЬТ.

При n< — — n3 составляющая погрешности прибора, определяемая температурой нестабильностью частоты верньерного генератора, компенсируется полностью, а при n +nq — частич60 но. Возможность просчетов импульсов генератора образцовой частоты в главном счетчике

12 полностью исключена, так как моменты отпирания ключа 8 точно синхронизированы по времени с соответствующими импульсами ге65 нер атор а образцовой частоты.

428353

Предмет

5 изобретения

Измеритель временных интервалов, содержащий генератор эталонной частоты и верньерный генератор ударного возбуждения, соединенные со схемой совпадения, и три счетчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения, введены два триггера с раздельными и счетными входами, и три схемы И», которые включены на входах счетчиков, причем первый триггер, на один из входов которого поданы пусковой и стоповый импульсы, последовательно соединен с верньер ным генератором, выход;которого соединен со второй и третьей схемами «И», 5 вход первой схемы «И» соединен с генератором эталонной частоты, выход схемы совпадения подключен к входам обоих триггеров, первый выход триггера со счетным входом соединен с первой и третьей схемами «И», а второй

lo его выход — со второй схемой «И», 428353

Фиг. 2

Составитель А. Рассмотров

Техред А. Камышникова Корректор В. Кочкарева

Редактор T. Морозова

Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книи:ной торговли

Заказ 5019 Изд. № 1601 Тираж 482 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5