Измеритель временной задержки со стробоскопической индикацией сигнала Советский патент 1984 года по МПК G01R13/30 

2.Измеритель поп.1, отличающийся тем, что датчик опорного напряжения состоит из реверсивного двоичного счетчика импулсов и цифроаналогового преобразователя, вход опорного напряжения которого связан с первым входом датчика опорного напряжения, выход - с выходом датчика опорного напряжения,

а цифровой вход - с цифровым выходом реверсивного двоичного счетчика импульсов, входы сложения и вычитания которого соединены с вторым и третьим входами датчика опорного напряжения.

3.Измеритель поп.1, отличающийся тем, что управляемый датчик уровня медленного пилообразного напряжения состоит из делителя частоты следования импульсов с переключаемым коэффициентом деления, двоичного очетчика импульсов и цифроаиалогового преобразователя, цифровым входом подключенного к цифровому выходу двоичного счетчика импульсов, цифровой вход которого связан с выходом делителя частоты следования импульсов с переключаемым коэффициентом деления, входом связанного с вторым входом управляемого датчика уровня медленного пилообразного напряжения, первый вход которого соединен с входом опорного напряжения циф1эоаналогового преобразователя, а выход - с выходом цифроаналогового преобразователя.

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННОЙ ЗАДЕРЖКИ СО СТРОБОСКОПИЧЕСКОЙ ИНДИ КАЦИЕЙ СИГНАЛА, содержащий датчик напряжения масштаба, первый вход которого соединен с выходом датчика опорного напряжения, а выход с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора быстрого пилообразного напряжения, а выход - с вторым входом стробоскопического преобразователя, первый вход которого соединен с сигнальной линией, а выход - с входом канала вертикал ного отклонения блока осциллографи ческой индикации, вход канала гори зонтального отклонения которого по ключен к выходу генератора медленного пилообразного напряжения, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен источником эталонного напряжения, управляемым датчиком уровня медленного пилообразного напряжения, блоком цифровой индикации , двумя кнопочными выключател11ми и генератором управляющих импульсов, выход которого соединен с входом генератора быстрого пилообразного напряжения, вторыми входами управляемого датчика уровня медленного пилообразного напряжения и генератора медленного пилообразного напряжения, через первый кнопочный выключатель с ВТОРШ4И входами датчика опорного напряжения и блока цифровой индикации и через второй кнопочный выключатель с первым входом блока цифровой индикации и третьим входом датчика опорного напряжения, первый вход которого соединен с выходом-с источника эталонного напряжения, первым входом генератора медленного пилорбра ого напряжения и первым входом управляемого датчика уровня медленного пилообразного напряжения, выходом подключенного к второму входу датчика опорного напряжения.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при разработке импульсных рефлекторов и стробоскопических измерителей.

Известен измеритель временной задержки со стробоскопической индикацией сигнала, содержащий генераторы быстрого и медленного пилообразных напряжений, блок сравнения, стробоскопический преобразователь и блок осциллографической индикации ij .

Недостатком устройства является низкая точность измерения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измеритель временной задержки со стробоскопической индикацией сигнала, содержащий датчик напряжения масштаба, первый вход которого соединен с выходом датчика опорного напряжения, а выход - с первым входом блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора быстрого пилообразного напряжения, а выход с вторым входом стробоскопического преобразователя, первый вход которого соединен с сигнальной линией, а выход - с входом канала вертикального отклонения блока осциллографической индикации, вход канала горизонтального отклонения которого подключен к выходу генератора медленного пилообразного напряжения и второму входу датчика напряжения масштаба з

Недостатком известного устройства является низкая -точность измерения, обусловленная температурной и временной нестабильностью двух независимых источников опорного напряжения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Эта цель достигается тем, что измеритель временной задержки со стробоскопической индикацией сигнала,

содержащий датчик напряжения масшта,ба, первый вход которого соединен с выходом датчика опорного напряжения, а выход - с первым входом блока

o сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора быстрого пилообразного напряжения, а выход с вторым входом стробоскопического преобразователя, первый вход которо5 го соединен с сигнальной линией, а выход - с входом канала вертикального отклонения блока осциллографической индикации, вход канала горизонтсшьного отклонения которого подключен к выходу генератора медленно го пилообразного напряжения, снабжен источником эталонного напряжения, управляемым датчиком уровня медленного пилообразного напряжения, блоком цифровой индикации, двумя кнопочными выключателями и генератором управляющих импульсов, выход которого соединен с входом генератора быстрого пилообразного напряжения, вторыми входами управляемого

0 датчика уровня медленного пилообразного напряжения и генератора мед,ленного пилообразного напряжения, через первый кнопочный выключатель с вторыми входами

5 датчика опорного напряжения и блока цифровой индикации и через второй кнопочный выключатель с первым входом блока цифровой индикации и третьим входом датчика опорного напряже0 ния, первый вход которого соединен с выходом источника эталонного напр жения, первый входом генератора мед ленного пилообразного напряжения и первым входом управляемого датчика уровня медленного пилообразного .напряжения, выходом подключенного к второму входу датчика опорного напряжения. Причем датчик опорного напряжени состоит из реверсивного двоичного счетчика импульсов и цифроаналогово го преобразователя, вход опорного напряжения которого связан с первым входом датчика опорного напряжения, выход - с выходом датчика опорного напряжения, а цифровой вход - с циф ровым выходом реверсивного двоичного счетчика импульсов, входы сложения и вычитания которого соединены с вторым и третьим входами датчика опорного напряжения. Кроме того, управляемый датчик уровня медленного пилообразного напряжения состоит из делителя частоты следования импульсов с переключаемым коэффициентом деления, двоичного счетчика импульсов и цифроаналогового преобразователя, цифровым входом подключенного к циф ровому выходу .двоичного счетчика им пульсов, цифровой вход которого свя зан с выходом делителя частоты след иания импульсов с переключаемым коэффициентом деления, входом связанного с вторым ВХО.ДОМ управляемого датчика уровня медленного пилообразного напряжения, первый вход которого соединен с входом опорного напряжения цифроаналог ового преобразователя, а выход - с выходом циф роаналогового преобразователя. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - структурная электрическая схема датчика опорного напряжения; на фиг. 3 - то же, управляемого датчика уровня медленного пило образного напряжения; на фиг. 4 временные диаграммы напряжений на выходах отдельных блоков. Устройство состоит из датчика 1 опорного напряжения (ДОН), генерато ра 2 медленного пилообразного напря жения (МПН), блока 3 осциллографиче кой индикации, датчика 4 напряжения масштаба (ДИМ), генератора 5 быстро го пилообразного напряжения (БПН), блока б сравнения, стробоскопическо го преобразователя 7, источника 8 эталонного напряжения, управляемого датчика 9 уровня медленного пилообразного напряжения (УДУ МПН)/ генератора 10 управляющих импульсов, блока 11 цифровой индикации и кнопо ных выключателей (кнопок) 12 и 13. ДОН 1 состоит из реверсивного двоичного счетчика 14 импульсов и цифроаналогового преобразователя 15. УДУ МПН состоит из делителя 16 частоты с переключаемым коэффициентом деления, двоичного счетчика 17 импульсов и цифроаналогового преобразователя 18. Первый вход ДНМ 4 соединен с выходом ДОН 1, а выход - с первым входом блока 6 сравнения, второй вход которого связан с выходом генератора 5 БПН, а выход - с вторым входом CTpo6ocKonH4ecKpfo преобразователя 7, первый вход которого соединен с сигнальной линией, а выход с входом канала вертикального отклонения блока 3 осциллографической индикации, вход канала горизонтального отклонения которого подключен к выходу генератора 2 МПН. Выход генератора 10 управляющих импульсов связан с входом генератора 5 БПН, вторыми входами УДУ МПН 9 и генератора 2 МПН, через первый кнопочный выключатель 12 с вторыми входами ДОН 1 и блока 11 цифровой индикации и через второй кнопочный выключатель 13 с первым входом блока 11 цифровой индикации и третьим входом ДОН 1, первый вход которого соединен с выходом источника 8 эталонного напряжения, первым входом генератора 2 МПН и первым входом УДУ МПН 9, выхбдом подключенного к второму входу ДОН 1. Вход опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 15 связан с первым входом ДОН 1, выход с выходом ДОН 1, а цифровой вход - с цифровым выходом реверсивного двоичного счетчика 14 импульсов, входы сложения и вычитания которого соединены с вторым и третьим входами ДОН 1. Цифровой вход цифроаналогового преобразователя 18 подключен к цифровому выходу двоичного счетчика 17 импульсов, цифровой вход которого связан с выходом делителя 16 частоты следования импульсов с переключаемым коэффициентом деления, входом связанного с вторым входом УДУ МПН 9, первый вход которого соединен с входом опорного напряжения цифроаналогового преобразователя 18, а выход - с выходом цифроангшогового преобразователя 18. Устройство работает следующим образом. Генератор 10 управляющих импульсов вырабатывает прямоугольные импульсы с периодом Тг (фиг. 4а) . Источник 8 эталонного напряжения выдает напряжение и,,дд, которое является опорным одновременно для ДОН 1 для УДУ МПН 9- и генератора 2 МПН. Генератор 2 МПН вырабатывает напряжение развертки для блока 3 осциллографической индикации путем подсчета импульсов генератора 10 управляющих импульсов и преобразования их количества в соответствую щее выходное напряжениеi Нарастание выходного напряжения генератора 2 МЛН осуществляется . ступенчато, по одной ступеньке за такт. Тг. Длительность ступенчатого МЛН развертки определяется из вырс1жения Тг-З, где N - число разр дов двоичного счетчика генератора 2 МЛН. Амплитуда ступенчатого МЛН раз- вертки равна и, ДОН выдает устанавливаемое on ратором калиброванное напряжение (фиг, 46). П и,таА диапазон установки которого лежит в пределах от О до и,5,д (при изменении п от О до 1) Изменение выходного напряжения ДОН 1 осуществляется нажатием кнопок 12 и 13. Причем при нажатии кнопки 12 реверсивный счетчик 14 р ботает на сложение и выходное напряжение ДОН 1 увеличивается, а при нажатии кнопки 13 - уменьшается. При этом выходное напряжение ДОН 1 можно выразить следующим образом 1 - И и К - 2N 910 .где m - число импульсов, сушмрова ных реверсивным двоичным счеТчиком 14. УДУ ЙПН 9 вырабатывает ступенчатое МЛН сравнения (фиг, 4в1, дли тельность которого равна развертки. Отличие этого напряжения от выходного напряжения генератора заключается в том, что у первого амплитуда может быть изменена oneратором путем переключения коэффициента деления (-j-) делителя 16 частоты, а у второго амплитуда пос тоянна. Амплитуда выходного напряжения УДУ МЛН 9 определяется выражением Uq Ug-ra К, , Оператор, изменяя коэффициент деления делителя 16 частоты, меняет растяжку наблюдаемой рефлектограммы на экране блока 3. Так, при (фиг. 4а) U( / растяжка рефлектограь5 1ы минимальна, т.е. изображение максимально, сжато. ДНМ 4 суммирует постоянное напряжение ДОН 1 со ступенчать МПН сравнения.УДУ МПН 9. Диаграмма выходного напряжения ДНМ 4 приведена на фиг. 4г. Генератор БПН 5 запускается имг пульсами генератора 10 управляющих импульсов и вырабатывает импульсы линейного быстронарастающего пилообразного напряжения (фиг. 4д). Блок б сравнение сравнивает БПН со ступенчатым МЛН сравнения (фиг. и в моменты их равенства выдает импульсы (фиг. , запускающие генератор стробимпульсов, входящий в состав стробоскопического преобразователя 7, на Второй вход которого поступают сигналы из сигнальной линии. Расьииренные импульсы с выхода стробоскопичес1 ого преобразователя 7 поступают на вход канала вертикального отклонения блока 3 осциллографической индикации. Блок 11 цифровой индикации, представляющий собой последовательное включение реверсивного двоично-десятичного счетчика, дешифратора и цифрового индикатора, подсчитывает число импульсов ш, сукаадрованных реверсивным двоичным счетчиком 14 датчика 1 опорного напряжения, и индицирует их количество. Таким образом, меняя прецизионную калиброванную задержку путем изменения выходного напряжения датч-ка 1 опорного напряжения, опер. /р , измеряет временную задержку, которая индицируется на цифровом индиксгоре блока 11, в единицах времени. Так как числа разрядов двоичных счетчиков ДОН 1, УДУ МЛН 9 и генератор 2 МЛН равны и опорные напряжения на соответствующих вxoдak указанных блоков равны, то условие сопряжения - равенство напряжений, соответствующих предельным -значениям времени калиброванной задержки и времени развертки, по экрану обеспечивается автоматически. Калибровка осуществляется установкой величины эталонного напряжения U,. источника эталонного напряжения по шкале индикатора при подаче на второй вход стробоскопического преобразователя калибровочных импульсов. Лредлагаемое устройство позволяет упростить процесс измерения, так как не требуется производить расчет измеряемой величины с учетом коэффициента шкалы отсчетного устройства и коэффициента шкалы индикатора. Лредлагаемое устройство позволяет повысить точность измерения временной задержки путем использования одного эталонного напряжения как для формирования калиброванного опорного напряжения, так и для формирования МЛН, а также -выполнением условия сопряжения. Лричем условие сопряжения выполняется в любом случае, даже при воздействии дестабилизирующих факторов. Закон измене ния величины напряжения сравнения при воздействии дестабилизирующих факторов повторяет закон изменения эталонного напряжения. Эти изменения могут быть учтены для достижения высокой точности измерения при воздействии дестабилизирующих факторов.