Измеритель времени установления переходных процессов Советский патент 1988 года по МПК G01R29/02 

СО

ел Р1

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения времени установления переходных процессов в цифровой форме. Целью изобретения является повьппение достоверности измерений. Для достижения поставленной пет ли в устройство, содержащее измерительный блок I, триггер 2, элемент И 3 и счетчики 4 и 5, дополнительно введены формирователь 6 импульсов и блок 7 памяти. Устройство обеспечивает преобразование временного интервала в код и запись кодов в блок памяти в моменты перехода исследуемым сигналом границ допусковой зоны. Работа устройства поясняется по временным диаграммам, приведенным в описании изобретения. 2 ил. с « (Л

0aj$.i

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения времени установления переходнык процессов в цифровой форм е,

Сущность изобретения заключается в преобразовании временного интервала в код и записи кодов в блок памяти в моменты перехода исследуемым сигналом границ допусковой зоны при фиксации окончания измерения по равенству времени нахождения исследуемого сигнала в допусковой зоне и эталонного интервала временг}, кото- рьй является переменным и увеличивается по мера установления переходного процесса.

фиг. 1 приведена структурная схема измерителя; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Измеритель .содержит (фиг.1) измерительный блок 1, первый выход которо го через последовательно соединенные триггер 2 и элемент ИЗ соединен со счетными входами счетчиков 4 и 5. К второму выходу измерительного блока . I подключены управляющий ; вход второго счетчика 5 и последовательно соединенные формирователь 6 импульсов и блок 7 цамяти. Информационные входа последнего соединены с выходами первого с.четчика 4, Выход генер атора 8 импульсов соединен с другим входом элемента ИЗ. Выход переноса второго счетчика 5 соединен с другим входом триггера 2,

Измерительный блок Г на входе устройства обеспечивает регулировку уров ня установившегося значения входного напряжения, ширины зоны норма, а. также напряжения U (фиг.2), с момента достижения которого входным сигналом начинается отсчет времени установления переходных процессов (обычно ,l Uuj.) . Элемент И 3 .разрешает или запрещает прохождение импульсов от генератора 8 импульсов на счет .ные входы счетчиков 4 и 5 в зависиь|О- сти от потенциала на выходе триггера 2. Второй счетчик 5 является ревер- .сивным, и режим суммирования или вычитания в нем устанавливается сигналом, поступающим на его управляющий вход с второго выхода измерительного блока 1 . В блоке 7 памяти фиксируются коды первого счетчика 4 по сигналам с выхода формирователя 6 импульсов. Формирователь 6 импульсов вырабатыва

5

0

5

0

5

0

5

0

ет короткие управляюпше и ульсы на выходе из перепадов напряжения на его входе (фиг. 2).

Измеритель работает следующим образом.

На первом выходе измерительного блока-1 йсегда присутствует низкий уровень напряжения, и только в момент достижения входным сигналом уровня Uj, на этом выходе появляется импульс. На втором выходе измерительного блока I высокий потенциал присутствует тблько при значениях входного напряжения, находящихся В пределах зоны норма, при других значениях входного напряжения на этом выходе действует низкий потенциал.

Перед началом измерений измеритель с помощью импульса сброса переводят в исходное состояние {цепь сброса на фиг. 1 не показа на). При этом в-счетчиках 4 и 5 устанавливается нулевой код, а триггер 2 переводится в -состояние, при котором на его выходе присутствует низкий (запрещаюнщй) потенциал и импульсы генератора 8 импульсов не проходят через элемент ИЗ. .

Пусть переходной процесс представляется временной диaгpa -Iмoй, идобра- женной на фиг. 2а. В момент t, когда напряжение на входе измерительного блока 1 д остигает уровня U , на первом выходе этого блока появляется импульс (фиг. 2б), который переключает триггер 2.

На входе элемента И 3 появляется .высокий (разрешающий) потенциал (фиг. 2г), и импульсы генератора 8 импульсов начинают поступать на счетные входы счетчиков 4 и 5. На втором выходе измерительного блока 1 в .этот момент присутствует низкий потенциал (фиг. 2в). Данный режим длится до момента t (фиг.2а). В этот момент потенциал на управляющем входе второго счетчика 5 изменяется (фиг. 2в) и он переходит в режим вычитания. Одновременно формирователь 6 импульсов вырабатывает импульс (фиг. 2д), по которому в блоке 7 памяти записывается код первого счетчика 4, равный

п ip-(- fco). .

где Тд - период колебаний генератора 8 импуль сов.

31413554

В момент tj, (фиг.2а) второй счетчик 5 снова переходит в режим суммирования, а в блоке 7 памяти записывается число

П l-{t,j-tj.

Таким образом, в момент t, когда входной сигнал последний раз войдет в зону норма, т.е. переходной процесс считается законченным, в блоке

7памяти оказывается записано число

п i.(t,-tj ,

Арio

где t - бремя установления переходного процесса, а во втором .счетчике - число

. )+{t,-tj)-(t4-t,)+(t5-t4)-(tfe-ts)4-(t,-t6). I- (tT-tJ -2(,),- -2(tj-t,).

В моментч t- второй летчик 5 переодит в режим вычитания и из числа п вычитаются импульсы до момента t (фиг.2а). В момент tj, во втором счетчике 5 устанавливается нулевой код и сигнал с выхода переноса этого счетчика переключает триггер, низкий отенциал с выхода которого запрещает прохождение импульсов генератора

8импульсов через элемент И 3 на счетные входы счетчиков 4 и 5. Измеение окончено, и в блоке 7 памяти казывается записанным код, прямо ропорциональный времени установления ереходного процесса.

Из принципа работы измерителя слеует, что в отличие от известного стройства в предлагаемом устройстве талонный интервал, по которому опрееляется время окончания переходного роцесса не nocTOfiHeHj а определяется временем предшествующего переходного процесса. Например, к моменту t,, когда переходной процесс первый раз входит в зону норма, эталонный интервал, определяемый числом, записанным во втором счетчике 5, равен At,(t,-tg), как и в известном устIQ в

15 х

20 п

25 с

t

30 ш

п

25 р а в

40 г о в л л

45 Н и н

50 р л в

ройстве. Когда переходной процесс во второй раз входит в зону норма (момент tj на фиг. 2а), эталонный интервал уже равен l,t.( + (tj-tj), и т.д.

Таким образом, в предлагаемом иэ- мерителе по мере установления переходного процесса и увеличения интерQ вала времени нахождения входного сигнала в зоне норма увеличивается и значение эталонного интервала, что исключает ошибки в определении времени установления даже при контроле пере5 ходных процессов нелинейных устройств. При измерении параметров процесса, представленного на фиг. 2а, известным устройством ошибка достигает значительной величины. Действительно,

0 поскольку интервал больше, чем интервал , принимаемый за эталон-. ный, то в известном устройстве измерение закончится раньше, чем выходной сигнал достигнет момента t. и в каче5 стве времени установления переходного процесса зафиксирует величину

, ) + (t5-t2) + {t,-to)tj-t.

Из фиг. 2а следует, что ошибка измерений в приведенном случае превы- 0 шает 50%.

Формула изобретения

Измеритель времени установления переходных процессов, содержащий изме5 рительный блок, первый выход которого соединен с одним из входов триггера, а второй выход - с управляющим входом второго счетчика, счетный вход которого соединен с счетным входом перво0 го счетчика и выходом элемента И, один из входов которого подключен к выходу генератора импульсов, о т - личающи ся тем, что, с целью повышения достоверности измере

5 НИИ, в него введены последовательно соединенные формирователь импульсов и блок памяти, при этом информационные входы последнего подключены к выходам первого счетчика, а вход форми0 рователя импульсов соединен с управ- входом второго счетчика, к выходу переноса которого подключен вход триггера, выход которого соединен с другим входом элемента И,