Периодометр для струнных датчиков Советский патент 1986 года по МПК G01H3/06 

фиг}

2. Периодометр по п. , о т л и чающийся тем, что содержит кварцевый генератор, делитель, элементы И, первый и второй кольцевые сдвиговые регистры, а также блок стробирования, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входом узла квантования, причем второй вход соединен с входом делителя, выход которого соединен с первым входом первого кольцевого сдвигового регистра, а второй вход - с выходом блока стробирования и одним из установочных входов второго кольцевого сдвигового регистра, другие установочные входы которого соединены с соответствующими вькодами первого кольцевого сдвигового регистра, первым выходом блока квантования является выход кварцевого генератора, соединенный с первым входом элемента И и тактовым входом второго кольцевого сдвигового регистра, выход которого соединен с вторым входом элемента И,выход которого является вторым вькодом блока квантования;

1 .ПБРИОДОМЕТР ДЛЯ СТРУННЫХ ДАТЧИКОВ, содержащий усилитель-ограничитель, счетчик и блок квантования, состоящий из кварцевого генератора, делителя и элемента И, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повьшения помехоустойчивости и точности, в него введены формирователь, состоящий из первого и второго триггеров, элемента совпадения и элемента задержки, при этом выход усилителя-ограничителя соединен с первым входом формирователя, соединенным с первыми входами первого и второго триггеров и первым входом элемента совпадения, второй вход которого соединен с вторьм входом второго триггера и выходом первого триггера и является первьм выходом формирователя, втор выхог дом которого является выход первого триггера, а вторым выходом фо1 4ирователя является первый вход элемента задержки, второй вход которого соединен с выходом элемента совпадения, а выход элемента задержки соединён с вторым входом первого триггера, при этом первый и второй выходы формирователя соединены соответственно с первым и вторым входом блока квантования, первый выход которого соединен с вторым входом формирователя I второй выход блока квантования соединен с входом счетчика. to Од со 05 СО СП

I

Изобретение относится к элekтpoизмерительной технике и может быть .использовано для измерения периода сигнала струнных датчиков, применяемых в гидротехническом строительстве.

Целью изобретения является улучшение помехоустойчивости и повышение точности устройства путем формирования определенных значений временных измерительных, интервалов.

На фиг.1 представлена блок-схема периодометра для струнных датчиков; иа фиг.2 - блок-схема блока квантования; на фиг.З - временные диаграммы работы узлов периодометра.

Устройство содержит усилительограничитель fyo) 1, блок 2 квантования, кварцевый генератор 3, делитель 4, элемент И 5, счетчик 6, формирователь 7, элемент 8 совпадения, элемент 9 задержки, первый 0 и второй 1 триггеры, блок 12 стробирования пе.рвый 13 и второй 4 кольцевые сдвиговые регистры.

Выход УО 1 соединен с первьы входом формирователя 7, соединенным с первыми входами первого 10 и второго I1 триггеров и первым входом элемента 8 совпадения, второй вход которого соединен с-ВТОРЫМ входом второго триггера 11 и выходом первого триггера 10 и является первым выходом формирователя 7, вторым вькодом хото рого является выход второго триггера 11, а вторым .входом формирователя 7 .является первый вход элемента 9 за

держки. второй вход которого соединен с выходом элемента 8 совпадения, а выход элемента 9 задержки соединен с вторым входом первого триггера 10,

при этом первый и второй выходы формирователя 7 соединены соответственно с первым и вторым входом блока 2 квантования, , первый выход которого соединен с вторым входом формирователя 7 и выходом кварцевого генератора З, второй вход блока 2 квантования соединен с вторым входом блока 12 стробирования и через делитель 4 с первым входом первого кольце5 вого сдвигового регистра.13, выходы которого соединены с соответствующими входами второго кольцевого сдвигового регистра 14, выход которого соединен с вторым входом элемента И 5, первый вход блока 2 квантования соединен с первым входом блока 12 стробирования, выход которого соединен с одним из установочных входов второго кольцевого сдвигового регистра 4, тактовьй вход которого связан с выходом кварцевого генератора 3 и первым входом элемента И 5, а выход - с вторым входом элемента И 5, выход которого является вторым выходом блока 2 квантования и подключен к счетчику 6, при этом второй вход первого , кольцевого сдвигового регистра 13 связан с выходом стробирующего блока 12.

Принцип работы устройства основан на следующем. Яусть срабатывание УО 1 сопровож дается дребезгом, который начинаетс в момент времени t и заканчивается tj. Так как шумовой сигнал имеет нор мальное распределение, то наиболее вероятным моментом прохода чистовог входного сигнала через ноль есть (-.,+Ц)/2. Пусть измерительный интервал со,держит п периодов чистого входного сигнала. В момент его п-го прохода через ноль дребезг на выходе усилителя-ограничителя 1 начинается в t а заканчивается в t, , где (на фиг.З k 5). Сформированные по началу и концу дребезга измерительные интервалы - t - t и tg.- tсоответственно. Суммируя, получают () (t.tp(,) что соответствует наиболее вероятно му, значению измерительного интервала, сформированному по переднему фронту входного сигнала. Для заднег фронта входного сигнала получают ан логично: начало дребезга в момент п прохода первого сигнала через ноль конец - в t., в момент k-ro пр и соответственно, су мируя, подучают ( )--(t +t ) наиболее вероятное значение измерительного интервала. Учитывая возможность смещения нуля УО 1 в качестве значения измерительного интервала, следует взять Ittita));(t,,lt)) 4 ж .)Wti-ti)+ ta;t;i) Для однополупериодной схемы изме рения этот интервал Itiit liafi-t) Устройство работает следующим образом. При наличии в составе входного сигнала УО 1 широкополосньк шумов в момент прохода чистого сигнала че рез ноль возможны многократные срабатывания (дребезг . Элемент 8 совпадения имеет на выходе единицу при совпадении входных логических сигналов и ноль в сл чае несовпадения. 54 Элемент 9 задержки может быть выполнен как счетчик, вход сброса которого является входом элемента 9, на счетный вход счетчика подаются импульсы от кварцевого генератора 3, а выходом элемента 9 является выход тактового разряда счетчика, что с момента появления на- его входе сигнала разрешения счета (нуля) до мо мента появления на данном выходе единицы проходит время, большее максимальной длительности дребезга УО I. Стробирующий триггер 11 представляет собой триггер, на выходе которого устанавливается его входной сигнал, если-этот сигнал отличается от сигнала управления, и который не меняет своего состояния, если эти сигналы совпадают. Стробирующий блок 12 представляет собой устройство, формирующее короткие импульсы по каждому переднему и заднему фронту двух входных сигналов. Формирователь 7 работает следующим образом. Пусть в начальный момент времени на выходе УО 1, выходах Аормирователя (триггеров 10 и 1 О установлен О. На входе триггера 1I и элемента 8 совпадения - О, на выходе элемента 8 совпадения I, устанавливающая элемент 9 задержки в О. При наличии нулей на выходах триггеров О и 11; с появлением первой I на выходе УО 1 триггер 11 уста навливается в 1, на входе элемента 9 задержки появляется О, разрешающий счет. При наличии дребезга в выходном сигнале УО 1 триггер 11 не изменяет своего состояния, а на выходе элемента 8 совпадения с приходом каждого О появляется 1, устанавливающая элемент 9 задержки в ноль. После окончания дребезга через заданный промежуток времени на выходе элемента 9 задержки появляется 1, при этом триггер 10 устанавливается в 1, на выходе элемента 8 совпадения появляется 1, которая устанавливает элемент 9 в ноль. Установка нулей на выходах триггеров 10 и 11 происходит аналогично . На выходе УО 1 появляется О, Триггер П устанавливается в О, а через заданный промежуток времени после окончания дребезга на выходе УО 1, на выходе элемента 9 появляется 1, и триггер 10 устанавливается в ноль. Временные диаграммы работы формирователя показаны на фиг.З, где входной сигнал УО 1, представля ющий собой аддитивную смесь чистого сигнала и широкополосного шума, trweющего нормальное распределение; Uyo - выходной сигнал УО 1 ; U - вы ходной сигнал триггера 1 1 U/ - Выходной сигнал триггера 0, Сигналы с выхода триггера 10 и 11 (фиг.З, зависимости U , U ) поступают на вход блока 2 квантования, формирующего временные измерительные интервалы и и преоб разук1щие их значения в последователь ности счетных импульсов, поступающих на вход счетчика, выходной код которого по окончании цикла измерения соответствует величине измеряемого периода. Блок 2 квантования работает следу ющим образом, В начальный момент регистры 1.3 и 14 обнулены, на выходе регистра 14 ноль и на выходе блока 2 квантования нет счетных импульсов. Делитель частоты 4 также установлен в ноль. Пуст в момент времени перед t 4 делитель 4 установлен в 1. В момент t, по переднему фронту выходного сигнала триггера 1I стробирующий блок 6 формирует короткий импульс. При этом в первый разряд регистра 13 записывает ся , которая по этому же импульсу заносится в четырехтактный кольцевой регистр 14. С приходом импульсов от кварцевого генератора 3 в регистре 14 осуществляется кольцевой сдвиг этой единицы, т.е. с приходом четырех тактовых импульсов кварцевого генератора 3 на его выходе в течение одного такта присутствует единица, поступающая на вход элемента И 5, На выходе которого при этом будет один счетный импульс на каждые четыре тактовых импульса кварцевого генератора 3. В момент t на выходе стробирующего узла 12 появляется втррой импульс. При этом в регистре 13 устанавливаются в 1 первый и второй разряды, переписывающиеся в соответствующие разряды регистра 14. После этого на каждые четьфе тактовых импульса кварцевого генератора 3 на выходе блока 2 квантования появляются по два импульса. В момент t устанавливаются в 1 три-разряда регистров 13 и 14. На выходе блока 2 квантования на каждые четыре импульса кварцевого генератора 3 появляются три счетных импульса. В момент t все четыре разряда регистров 13 и 14 устаиавдиваются в 1, и с каждым импульсом от кварцевого генератора 3 на выходе блока 2 квантования появляется счетньй импульс. По окончании счета делителем 4 . установленного количества периодов на его выходе устанавливается ноль (в момент tj). При этом на выходе стробирующего блока I2 появляется короткий импульс, по которому этот ноль записывается в первый разряды регистров 13 и 14 соответственно. После этого каждым четырем импульсам кварцевого генера тора 3 соответствуют три импульса на выходе блока 2 квантования. В момент t в регистрах 13 и 14 два разряда устанавливаются в ноль; в момент t, -, три и в t., - все четы 8 ре, т.е. каждым четьфем импульсам кварцевого генератора 3 соответствуют два, один, ноль импульсов на выходе блока квантования 2. Импульсы с выхода блока 2 квантования суммируются счетчиком 6, после окончания счета код на выходе которого соответствует величине: ()+2()+3()+4(vtpv -H3((t,-te)H-(tg-t,)t, + tg-(t,+t,-ft3+t,).

фие.г