Устройство для измерения длительности переходного процесса Советский патент 1984 года по МПК H03K13/17 

Изобретение относится к импульсной технике.

Известно устройство для измерения длительности переходного процесса, содержащее генератор импульсов, соединенный через ключи с измерител . ным блоком, распределитель импульсЪв 1 .

Недостатком .устройства является его сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения

длительности переходного процесса, содержащее измерительный блок, генератор импульсов, первый и второй элменты И, элемент ИЛИ и три счетчика импульсов, причем выход генератора соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходом Переполнения второго счетчика, первый выход измерительного блока соединен с третьим входом первого элемента И и со счетным входом Первого счетчика, а второй выход измерительного блока соединен со входом элемента ИЛИ, выход которого соединен со входом установки в ноль второго счечика, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход второго элемента И соединен со счетным входом третьего счетчика инверсный вход элемента ИЛИ соедине С третьим входом второго элемента И и входами установки в ноль первого и Третьего счетчиков 2j ,

Недостатком этого устройства является ограниченность диапазона измерения времени переходного процесса, так как показания третьего счетчика в этом устройстве превышают реальное время измеряемого переходного процесса на длительность переполнения второго счетчика. Поэтому число разрядов второго счетчика не может быть сделано достаточно большим, что снижает диапазон измерения, а коэффициент пересчета этого счетчика нельзя изменять в процесе эксплуатации устройства, иначе невозможно определить погрешность, вносимую в измерение вторым счетчиком.

Цель изобретения - расширение ди пазона измерения длительности переходного процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения длительности переходного процесса, содержащее измерительный блок, генератор импульсов, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, первый, вто рой и третий счетчики импульсов, выход генератора соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходом переполнения второго

учетчика илпульсов, первый выход измерительного блока соединен с третьим входом первого элемента И и со счетным бходом первого счетчика импульсов, а второй выход измерительного блока соединен с входом элемента ИЛИ, выход которого соединен .с входом установки в нольвторого счетчика импульсов, счетный вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход второго элемента И соединен со счетнш- входомтретьего счетчика импульсов, инверсный вход .элемента ИЛИ соединен с третьим входом элемента И и входами установки в ноль первого и третьего счетчиков импульсов, введены , Т-триггер, третий элемент И и второй элемент ИЛИ, причем выход переполнения второго счетчика импульсов соединен с первым входом второго элемента ИЛИ и счетным входом Т-триггера, вход установки в ноль которого соединен со входом установки в ноль третьего счетчика импульсов инверсный выход Т-триггера соединен с четвертыми входами первого и второго эле-. ментов И, а его прямой выход соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом третьего элемента И, выход которого подключен к входам обратного счета второго и третьего счетчиков импульсов, а второй вход третьего элемента И соедине|1 с выходом генератора импульсов.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит измерительный блок 1, генератор 2 импульсов, элементы И 3 - 5, элементы ИЛИ б и 7, первый счетчик 8 импульсов, второй счетчик 9 импульсов, третий счетчик 10 импульсов, Т-триггер 11. Положительный перепад напряжения поступает на шину 12 Пуск, напряжение измеряемого переходного процесса поступает по шине 13 Измерение а окончание измерения фиксируется по шине 1.4, по шине 15 поступает сигнал Задержка для переключения коэффициента пересчета счетчика 9. Первый счетчик 8 считает количество выбросов напряжения переходного процесса, второй счетчик 9 измеряет время нахождения сигнала в зоне Норма, третий счетчик 10 определяет время переходного процесса.

Измерительный блок, представляет собой двухпороговый компаратор, на вход которого поступает напряжение измеряемого переходного процесса, при этом на двух его выходах имеется два взаимно противоположных уровня напряжения: Норма и Не норма При значении входного напряжения, лежеицем за пределами зоны Норма 5 на одном из выходов измерительного блока 1 устанавливается потенциал логической единицы, на другом его выходе - потенциал логического нуля При достижении входным напряжением уровня границ зоны Норма потенциалы на выходах блока 1 изменяются на п ютивоположные. Устройство работает следукицим образом. На измеряемое и измерительное уст ройство (на шину 12 Пуск последнего) одновременно поступает положительный перепад напряжения. Поскольку любая измеряемая система обладает постоянной времени, то напряжение переходного процесса на ее выходе, а, следовательно и на шине 13 устройства, появится не сразу, а с некоторой задержкой. Однако третий счетчик 10 сразу же начнет считать импульсы, формируемые генератором 2 и поступающие на вход этого счетчика через элемент И 4, При достижении измеряемым напряжением зоны Норма, импульсы, формируемые генератором 2, через эле мент И 3 -поступают на счетный вход счетчика 9. При отклонении величины измеряемого напряжения от уровня Норма потенциалы на выходах измерительного блока 1 меняются на противоположные, при этом поступление импульсов, формируемых генератором 2 через элемент И 3 на вход счет чика 9 блокируется, а сам счетчик об нуляется через элемент ИЛИ 6. Если измеряемое напряжение установится в пределах зоны Норма, то счетчик 9 досчитает до переполнения, при этом на его выходе переполнения установится потенциал логического нуля. В результате заблокирует ся поступление импульсов, формируемых генератором 2, на счетные входы счетчиков 9 и 10 через элементы И 3 и 4, а Т-триггер 11 перейдет из исходного нулевого состояния.в единичное . При этом импульсы, формируемые генератором 2, будут поступать через элемент И 5 на входы обратного счета счетчиков 9, и 10. Хотя на выходе переполнения счетчика 8 при обратном счете снова установится потенциал логической единицы, поступле ние импульсов, формируемых генератором 2, на счетные входы счетчиков 9 и 10 Через элементы И 3 и 4 будет по-прежнему заблокировано, но только потенциалом логического нуля с инверсного выхода Т-триггера 11. Обратный счет счетчиков 9 и 10 будет продолжаться до тех пор, пока на выхо-. де переполнения счетчика 9 снова не появится потенциал логического нуля. в результате Т-триггер 11 снова уста новится в нулевое состояние, поступление импульсов, формируемых генератором 2, через элементы И 3 - 5 на входы счетчиков 9 и 10 заблокируется, а на выходе элемента ИЛИ 7 (а следовательно и на шине 14 устройства) установится потенциал логического нуля. При этом показания счетчика 10 (т.е. измеряемое время переходного процесса) будет скорректировано на число импульсов, сосчитанное до переполнения счетчиком 9, т.е. на время, в течение которого измеряемое напряжение находилось зоне Норма. Счетчик 8 сосчи- тает количество-выбросов напряжения переходного процесса до момента достижения им установившегося значения, при этом на его счетный вход поступают отрицательные перепады напряжения с выхода Норма измерительного блока 1При ВЕЛходе измеряемого напряжения из зоны Норма-, Таким образом, по окончании измерения на счетчике 8 зафиксируется число выбросов, характеризующее порядок системы. Таким образом, измеренное счетчиком 10 время переходного процесса не зависит от величины времени Задержки по шине 15, в течении которой измеряемое напряжение находилось перед окончанием в зоне Норма позволяет увеличить контрольное время, в течении которого измеряемое напряжение должно находиться в зоне Норма и сделать эту задержку изменяемой (т.е. изменять коэффициент пересчета счетчика 9, подавая значение требуемого коэффициента на шину 15 Задержка устройства), что расширяет диапазон измерения устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА, содержгицее измерительный блок, генератор импульсов, первый и второй элементы И, алемент ИЛИ, первый, второй и третий счетчики импульсов, причем выход генератора импульсов соединен с первыми входами первого и второго . элементов И, вторые входы кото1Н с соединены с выходом переполнения второго счетчика импульсов первый выход измерительного блока соединен с третьим входом первого элемента И и со счетным входом первого счетчика импульсов, а второй выход измерительного блока соединен с входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом установки в ноль второго счетчика импульсов, счетнЕ1й вход которого соединен с выходом первого элемен- та И, выход второго элемента И соег динен со счетным входом третьего счетчика импульсов, инверсный вход элемента ИЛИ соединен с третьим входом второго элемента И и входами установки в ноль первого и третьего счетчиков импульсов, отличающ е е с я тем,, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены Т-триггер, третий элемент И и второй элемент ИЛИ, причем выход переполнения второго счетчика импульсов соединен с первьм входсмн второго элемента ИЛИ и счетным входе Т-триггера, вход установки в ноль которого соединен с входом установки в ноль третьего счетчика импульсов, инверсный В(:1ход Т-триггера соединен с четвертыми входами первого и второго элементов И, а его прямой выход соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и с первым входом треть его элемента И, выход которого подключен к входам обратного счета второго и третьего счетчиков импульсов, а второй вход третьего элемента И 50 соединен с выходом генератора импульсов . э: