Устройство для измерения временных интервалов Советский патент 1984 года по МПК G08C19/28 

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кодирующий блок содержит элементы И, элемент ИЛИ, элемент НЕ,, элемент задержки, счетчик, первый вход первого элемента И объединен с входом элемента НЕ и подключен к первому входу кодирующего блока, второй вход первого элемента И объединен с первым входом второго элемента И и подключен к второму входу кодирующего блока, выход первого элемента И соединен с

первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом кодирующего блока и через элемент задержки - с первым входом счетчика, выход элемента НЕ соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика, выходы счетчика соединены соответственно с вторыми выходами кодирующего блока и входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ,

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее датчик, выход которого соединен с первым входом триггера, генератор /и счетчики, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства в него введены кодирующий , делитель частоты, эапоминшоций , регистр и ксжмутатор, вход генератора объединен с первыми входами первого и второго счетчиков и подключен к вхсщу устройства, первый выход генератора соедийен с вторым входом триггера и через делихель частоты - с первыми входами второго счетчика, коммутатора, запоминающего блока и регистра, выходы первого и второго счетчиков подклю-, чены соответственно к второму и третьему входам коммутатсфа, выход триггера и второй выход генератора подключены соответственно к первся «у и второму входам кодирующего блсжа, первый выход которого соединен с вторыми входами эапсминанщего блсжа и первого счетчика, выходы с третьими.входами запоминающего блока, выход коммутатора - с четв.ер° тьм входом запоминакяцего блока, выход которого соединен с вторым входсмк регистра, выход регистра соединен с выходом устройства.

Изобретение относится к информационно-измерительной и-вычислительной технике и может быть использова но в системах сбора и обработки информации, а также в телеметрических системах для подсчета мгновенного значения интенсивности потока части .например, от датчиков проникакндей р диации или счетчиков Гейгера, Известно счетное устройство, содержащее счетчики с переменным коэф фициентом пересчета, двоичный счетчик и позиционный счетчик LI. Недостатком устройства является низкая точность измерения, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является счетное устро ство, содержащее генератор, датчик, выход которого соединен с первыми входами коммутатора и первой счетно ячейки (триггера), выход каждой пре дыдущей счетной ячейки, соединен с первым входом каждой последующей счетной ячейки, выход последней сче ной ячейки соединен с вторым входом коммутатора, выход коммутатора соединен с первым входом первого счетчика, выход которого соединен с пер вым входом второго счетчика,- вторые входы первого и второго счетчиков, счетных ячеек и третий вход коммутатора объединены и подключены к входу устройства, первые И второй выходы второго счетчика соединены соответственно с третьими входами счетных ячеек и входом триггера, первый выход триггера и вторые выходы первого счетчика соединены с выходами устрой ства, второй выход триггера соедй. нен с четвертым входом коммутатора и через формирователь - с третьими вхо дами первого и второго счетчиков tl2l Недостатком известного устройства является низкая разрешающая способность во времени, поскольку инфррмация об изменении интенсивности поток частиц внутри временного.интервала между двумя последовательными точками опроса теряется безвозвратно. Целью изобретения является повышение точности измерений мгновенных значений потока частиц. Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения временных интервалов, содержащее датчик, выход которого соединен с первым входом триггера, генерлтор и счетчики, введены кодирующий блок, делитель частоты, запоминающий блок, регистр и коммутатор, вход генератора объединен с первыми входами первого и второго счетчиков и подключен к входу устройства, первый выход генератора соединен с вторым входом триггера и через делитель частоты - с первыми входами второго счетчика, коммутатора, запоминающего блока и регистра, выходы первого и второго счетчиков подключены соответственно к второму и третьему входам коммутатора, выход триггера и второй генератора подключены соответственно к первому и второму входам кодирующего блока, первый выход которого соединен с вторыми входами запоминающего блока и первого счетчика, вторые выходы - с третьими входами запоминающего блока, выход коммутатора с четвертым входом запоминающего блока, выход которого соединен с вторым входом регистра, выход регистра соединен с выходом устройства. Кроме того, кодирующий блок содержит элементы И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, элемент задержки, счетчик, первый вход первого элемента И объединен с входом элемента НЕ и подключен к первому входу кодирующего блока, второй вход первого элемента И объединен с первым входом второго элемента И и подключен к второму входу кодирующего блока, выход первого элемента И соединение первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом кодирующего блока и через элемент задержки - с первым входом счетчика, выход элемента НЕ соединен с вторым входом второго э-лемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика, выходы счетчика соединены соответственно с вторыми выходами кодирующего блока и входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ. На фиг.1 представлена .функционал ная схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг.2 Функциональная схема кодируклцего блока. Устройство для измерения временных интервалов содержит датчик 1, триггер 2, кодирукиций блок 3, генер тор 4 тактовых импульсов, делитель частоты, запоминающий блок 6, регис 7 сдвига, счетчик 8 адреса записи, счетчик 9 адреса считывания, коммут тор 10, входы 11 и 12 кодирующего блока, элемент И 13, элемент НЕ 14, элемент ИЛИ 15, элемент И16, элемен 17 «задержки, счетчик 18 элемент И 19, выходы 20 и 21 кодирующего бл ка. Устройство работает следующим образе. На вход Запуск подается импульс, который сбрасывает в ноль счетчики 8 и 9 и запускает генерато 4, вьвдающий прямоугольные импульсы с частотой, равной максимально возможной частоте следования импульсов с датчика 1, определяемой его разре шающей способностью. Импульсы на выходах генератора 4 сдвинуты относительно друг друга на 180° . Расс мотрим работу устройства в промежутке времени между двумя последовательными импульсами на выход генератора 4. Если за этот промежуток времени с выхода датчика 1 не поступило счетного импульса, то импульс с выхода генератора 4 суммируется в кодирующем блоке 3 с уже подсчитанными счетчиком 18 импульса ми от генератора 4, Если с датчика приходит счетный импульс, то он уст навливает триггер 2 в единичное сос тояние, при этом открывается элемен И 13 и импульс от.генератора 4 проходит через элемент ИЛИ 15 на вход запоминающего блока 6, разрешая запись числа, хранящегося в счетчике 18, в блок 6 по адресу, задеваемому счетчиком 8. Этот же импульс, пост пая на вход счетчика 8, своим задни фронтом увеличивает код счетчика 8 на единицу, а также,пройдя через элемент 17 задержки, сбрасывает содержимое счетчика 18, Если после прихода последнего счетного импульс с выхода датчика 1 от генератора 4 на вход счетчика 18 пришло такое |Число импульсов, что содержимое сче чика 18 полностью запомнилось, то открывается элемент И 19,посылая импульс Запись через элемент ИЛИ 15 на вход блока 6 для записи содержимого счетчика 8 в блок 6 по адресу, задаваемому счетчиком 8. После чего код счетчика 8 увеличивается на единицу, а содержимое счетчика 18 сбрасывается. Считывание информации из блока 6 и запись ее в регистр 7 происходит следующим образе. Импульсы с выхсда генератора 4 устанавливают в нулевое состояние триггер 2 и через делитель 5 частоты поступают на вход Считывание блока 6. При этом информация, хранимая в блоке 6 по адресу, записанному в счртчике 9, переп 1сывается в регистр 7. Своим .задним фронтом импульс с выхода делителя 5 частоты увеличивает код счетчика 9 на единицу. Таким образсяи, в канал связи поступает код, содержащий информацию о величТ1не временного интервала межДУ двумя последовательными импульсами от датчика. Интервал времени Т между двумя следующими друг за другом импульсами С выхода датчика 1 определяется по формуле Tl4t(2 -1 ftlv0)1r, где к - количество слов -tt, величина которых равна 2-1, пришедших после (t-1) импульса с выхода-датчика 1, т,е, после последнего слова в конце . связи, величина которого не равна tr - мертвое время датчика 1. В интервалы времени Тц интенсивность потока частиц определяется как отношение известного количества час-тиц на входе датчика 1 х вающих появление одного счетного импульса на его выходе, к величине интервала .Т , т.е. С фф }Таким образом, в каждый момент времени, определяемый с точностью до t, интенсивность AC-t) определяется однозначно с погрешностью, опредёляемой погрешностью д х. задания параметра датчика 1 . Полная абсолютная погрешность определения Л(;1) для любой точки -t , кратной t , равK-C2Z:- fcti.) И зависит только от параметров Датчика 1. Так как максимальная интенсивность, которую можно зарегистрировать анным счетчиком ТО приведенная относительная погреш ность измерения составляет ,ле6 г «й1за8 « Анчач хпо и определяется относительной погрешностью дхпор параметра датчика Таким образсян, предлагаемое устройство позволяет измерить поведени функции Л/V} во времени с точностью до t и восстановить отсчеты с погреш ностью не выше, чем , Известные датчики имеют разрешаю пую способность по времени Ъ-6,251о с. Существующие аналоговые радиотелеме трические ситна ш обеспечивают Тц % 2,5 мс. Погрииность измерения х при тарировке датчиков не превышает 0,1%, т.е. . 10. таким образом, в известном устройстве измерения щзоводятся с разрешаквдей способностью по времени. Т 2,5.10 с и с погре ностью по амплитуде примерно Тц 2,5,10 В предлагаемом устройстве измере ния проводятся с разрешающей способ ностью по времени ,25 .10 с и с погрешностью по амплитуде, равной ., т 0,25-10- Таким образом, отношение относительной погрешности по амплитуде

Г

31 предлагаемого устройства к относительной погрешности по амплитуде известного устройства равно: S &v -2 . Отношение разрешаницей способности по BpW-ieHH известного устройства к разрешающей способности по времени предлагаемого устройства равно . Su t 0,25-10 Таким образом, относительная погрешность по амплитуде предлагаемого устройства приблизительно в 100 раз меньше относительной погрешности .по амплитуде известного устройства, а разрешающая способность предлагаемого устройства больше, чем у известного приблизительно в 10 раз. Эффективйость предлагаемого устройства определяется ценностью ицформации о поведении функции Л fc) внутри интервалов накопления счетчиков, применяемых в настоящее время для измерения интенсивностей. Наиболее эффективно применение предлагаемого устройства в тех случаях, когда экспериментатора интересуют именно быстрые изменения Л (t)-, например при каком-либо искусственном воадействии на излучающие частицы, объект или среду, в которой распространяются частицы, в частности при активных воздействиях в атмосфере.