Устройство для измерения частоты Советский патент 1990 года по МПК G01R23/00 

О1 СЛ

СО

со

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения частоты тока в рельсовых цепях метрополитена. Устройство для измерения частоты содержит частотный датчик 1, триггер 2, элемент И 4, генератор 5 стабильных одиночных импульсов, одновибраторы 7, 8, индикатор 9, счетчик 10 импульсов. Введение элемента НЕ 3 и элемента ИЛИ-НЕ 6 позволило повысить точность измерения частоты за счет уменьшения погрешности дискретизации и повышения точности синхронизации. 2 ил.

Фиг. 1

Иаобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в устройствах контроля частотных параметров аппаратуры автоматической регулировки скорости на железной дороге для измерения частоты или периода путем подсчета числа импульсов, укладывающихся в определенный временной интервал. i

Цель изобретения - повышение точности измерения за счет уменьшения погрешности дискретизации и повышения точности синхронизации.

На фиг. 1 приведена схема устрой- ства для измерения частоты; на фиг.2 вр.еменные диаграммы его работы.

Устройство содержит частотный датчик 1, триггер 2, элемент НЕ 3, элемент И 4, генератор 5 стабильных ода- ночных импульсов, элемент ИЛИ--НЕ 6, первый и второй одновибраторы 7, 8, индикатор 9 и счетчик 10 импульсов.

Выход частотного датчика 1 соединен -с С-входом триггера 2 и через элемент НЕ 3 с первым входом элемента И 4, второй вход которого соединен с выходом генератора 5 стабильных одиночных импульсов, первым входом элемента ИЛИ-НЕ 6 и входом пер- вого одновибратора 7, соединенного по выходу со вторым одновибратором 8, вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 6 и первым входом индикатора 9, второй вход которого соединен с выходом счетчика 10 импульсов. Первый вход счетчика 10 импульсов соединен с выходом элемента И 4, а второй вход - с выходом второго одновибратора 8 и третьим входом элемента ИЛИ-НЕ 6, выход которого соединен с D-входом триггера 2, соединенного по выходу с входом генератора 5 стабильных одиночных импульсов.

Устройство работает следующим об- разом.

Измерение частоты в устройстве осуществляется путем подсчета числа импульсов от датчика 1 частоты, укладывающихся в определенный временной интервал, заданный генератором 5 стабильных одиночных импульсов.

До начала цикла измерений, т.е. в случае, если генератор 5 стабильных одиночных импульсов, первый и второй одновибраторы 7 и 8 закончили работу и на входы элемента ИЛИ-НЕ 6 с их выходов поступают нулевые сигналы, на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 формируется

з

0

5 0 ,Q

дс

CQ

5

5

единичный сигнал, поступающий на D- вход триггера 2. Измеряемая частота с частотного датчика 1 поступает на элемент НЕ 3 и на С-вход триггера 2.

По переднему фронту импульса входной частоты с частотного датчика 1 на выходе триггера 2 формируется единичный сигнал, запускающий генератор 5 стабильных импульсов, задающий время измерения входной частоты.

При этом по сигналу с его выхода, поступающему на первый вход элемента И 4, разрешается прохождение входных частотных сигналов, предварительно инвертированных в элементе НЕ 3, через элемент И 4 на счетчик 10 импульсов и одновременно на выходе элемента ИЛИ- НЕ 6 формируется нулевой сигнал, который по переднему фронту следующих импульсов входной частоты переписывается в триггер 2. Инвертирование обеспечивает запаздывание переключения счетчика 10 импульсов на полпериода входной частоты в случае меандра (частотная последовательность со скважностью 2).

Таким образом, методическая погрешность дискретизации уменьшается до 0,5 дискрета, что обеспечивается путем фазового сдвига начала измерения входного частотного сигнала на половину периода измеряемой входной частоты относительно его начала. По окончании работы генератора 5 стабильных одиночных импульсов на выходе элемента И 4 формируется нулевой сигнал, закрывающий вход счетчика 10 импульсов, его состояние фиксируется, запускается первый одновибратор 7, с помощью которого содержимое счетчика 10 импульсов переписывается в индикатор 9. Импульс с выхода одновибратора 7 удерживает элемент ИЛИ-НЕ б в нулевом состоянии, по окончании его запускается второй одновибратор 8, сигнал с выхода которого возвращает в исходное состояние счетчик 10 импульсов и продолжает удерживать в нулевом состоянии элемент ИЛИ-НЕ 6. По окончании работы второго одновибратора 8 на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 формируется единичный сигнал, поступающий на вход триггера 2. Переключение в единичное состояние триггера 2 осуществляется по переднему фронту сигнала входной частоты, обеспечивая очередной запуск устройства на новый цикл измерения.

515

Формула изобретения Устройство для измерения частоты, содержащее частотный датчик, последовательно соединенные элемент И, счетчик импульсов и индикатор, триг- гер, генератор стабильных одиночных импульсов, выход которого соединен с первым входом элемента И и входом первого одновибратора, выход которого соединен с управляющим входом индикатора, второй одновибратор, выход которого соединен с управляющим входом счетчика импульсов, отличающееся тем, что, с целью п

«1ш

3

2 S 7 8

6 4

10

I-I (-I I-I I-I Г

л

п

n

п

П

1

,

0

36

вышеник точности измерения, в него введены элементы НЕ и ИЛИ-НЕ, при ; этом вход элемента НЕ соединен с выходом частотного датчика и синхронизирующим входом триггера, а выход - с вторым входом элемента И, D-вход триггера соединен с выходом элемента ИЛИ-НЕ, первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго одновибраторов, соединенных последовательно, а третий вход - с выходом генератора стабильных одиночных импульсов, вход которого соединен с выходом триггера.

п

t t

п

t f

7

П

1

Фаг. 2