УСТРОЙСТВО для ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА Советский патент 1971 года по МПК H03M1/50 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для измерения длительности переходного npjцесса в цифровой форме.

Известны устройства для измерения длительности переходного -процесса, принцип действия которых основывается в большинстве случаев на предварительной регистрации переходного процесса и последующей его математической обработке. Применяемые для этих целей электронные осциллоскопы, обладая значительной шириной полосы пропускания, не дают необходимой точности измерений. Электромеханические регистрирующие устройства (осциллографы, потенциометры и др.) обладают узким частотным диапазоном, что приводит к большим погрешностям при регистрации быстро протекающих процессов. Таким образом, известные цифровые измерители времени не позволяют с высокой точностью замерить длительность переходного процесса.

Цель изобретения - повышение точности измерения длительности переходного процесса.

Эта цель достигается 1соед|инением выходов измерительного блока с потенциальными входам11 ключей, импульсные входы которых подключены к выходу генератора импульсов стабилизированной регулируемой частоты, а выходы соединены со входами распределителей.

Один вход каждого распределителя подключен к шлне сброса одного счетчика, к управляющему входу второго распределителя и через логическую схему «ИЛИ к счетному входу второго счетчика и через схему временной задержки к управляющему импульсному входу соответствующей схемы переноса кода. Другой .выход калхдого распределителя через логическую схему «ИЛИ соединен со счетиым входом соответствующего счетчика, разрядные выходы которого через схему переноса кода подключены к разрядным входам другого счетчика. Иа фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-вариант схе.мы распределителя импульсов; па фиг. 3-пример кривой переходного процесса с отметками характерных моментов времени.

Устройство содержит измерительный блок

;, генератор 2 импульсов стабилизированной частоты, регулируе.мой в широких пределах, электронные ключи 3, 4 распределители импульсов 5, 6 схемы 7, 8 временной задержки, логические схемы «ИЛИ 9, 10, схемы //, 12

переноса кода и счетчики импульсов 13, 14.

блок /, имеющий два выхода, один из которых соединен с управляющим входом ключа 3, а второй-с управляющим входом ключа 4. При работе устройства на выходах блока / в любой момент времени действуют два взаимно протиБОноложных фиксиро.ванных уровня напряжения «лорма и «не HOpAia. БлоК обеспечивает регулировку уровня установивщегося значения входного наиряження, а также ширины зоны «норма. Прн значениях входнсго ,, лежащих за пределами зоны «норма, высокий (разрещающий) потенциал действует на выходе, связанном с ключом 3, ,в это же время на втором выходе блОка 1, связанном € ключом 4, действует потенциал низкого уровня (запрещающий). При достижении входным напряжением зоны «норма еотенциалы на выходах блока / изменяЕотся на противоположные.

Ключи 3 и 4 пропускают носледовательнссть импульсов, поступающую € генератора 2, только при наличии на их управляющих входах разрещающего потенциала от блока /. Выходы ключей 3 н 4 соединены соответственно с рабочими входами распределителей импульсов 5 и 6. . Каждый распределитель, кроме рабочего, имеет управляющий импульсный вход, служащий для приведения распределителя в исходное состояние, и два импульсных выхода. Один выход каждого распределителя соединен с щиной сброса одного из счетчиков; со схемой переноса кода через схему временной задержки, с управляющим импульсным входом другого распределителя и Через логическую схему «ИЛИ со счетным выходом второго счетчика. Другой выход каждого .распределителя связан со счетным входом соответствующего счетчика через логическую схему «ИЛИ. Каждый распределитель работает таким образом, что при подаче серии импульсов на его вход .первый из этой серии импульсов нроходит на вход, пепосредствепно связанный с Щиной сброса счетчика, а все последующие - на выход, связанный со счетным входом того же счетчика.

Распределители могут быть построены, например, по схеме показанной на фиг. 2. Противоположные потенциальные выходы триггера 15 связаны с управляющими входами потенциально импульсных логических схем «И, импульсные входы которых объединены и образуют входную цепь распределителя. Выходы схем «И являются выходами распределителя. В исходном состоянии распределителя триггер, находясь в состоянии «О, обеспечивает присутствие разрещающего потенциала на входе схемы 17 и запрещающегося на входе схемы 16.

При подаче серии импульсов на вход -распределптеля первый импульс проходит через схему 17 la сбросовый выход распределителя и через схему задержки 18, перебрасывает триггер /5 в противоположное состояние. В результаге все последующие импульсы, поступающие на вход распределителя, проходят

только через схему 16 на счетный выход распределителя. Схема задержки 18 обесиечивает полное прохождение первого и.мпульса через схему /7 и только после этого перебрасывается триггер.

Схемы задержки 7 и 8, обеспечивающие задерЖку импульса на время, достаточное для сброса счетчнков, могут быть построены по любому известному принципу.

Разрядные выходы каждого счетчика соединены с разрядными входами другого счетчика через схемы переноса кода /) и 12, представляющие собой серию потенциально импульсных логических схем «И, число которых

равно числу двоичных разрядов счетчика, импульсные входы которых объединены и являются входом схемы.

Перед началом измерений схему с помощью импульса сброса, переводят ,в исходное состояние (цепь сброса на фиг. 1 не ноказапа). При этом в счетчиках 13 и 14 устанавливается нулевой код, а раснределителн 5 и 5 подготавливаются для пропускания первого счетного импульса на шину сброса счетчика. Одповременно с подачей напряжения исследуемого переходного процесса запускается генератор 2.

ПуСть переходный процесс описывается, например, |Кривой напряжения, приведенной

на фиг. 3. В про межутке времени О-/i, когда напряжение на входе не достигло границы зоны «норма, на выходе блока 1, соединенном ключом 3, действует разрешающий потенциал и счетные импульсы от генератора 2 проходят через ключ 3 на вход распределителя 5. Ключ 4 счетные импульсы не пропускает, так как па его управляющем входе присутствует запрещающ,ий потепциал. Первый счетный импульс поступает через схему 10 на счетный

вход счетчика 14 и устанавливает в нем код, равный 1. Кроме этого, первый импульс поступает на управляющий вход распределителя 6 и щину счетчика 13, подтверждая их исходное состояние. Первый импульс через схему задерЖКи 7 поступает на вход схемы переноса кода, которая, срабатывая, производит передачу единичного кода в счетчик 13. Все последующие импульсы, поступающие с ключа 3 па распределитель 5, попадают через схему

«ИЛР 9 па счетпый вход счетчика 13. Код счетчика 13 возрастает до момента времени /2 (на фиг. 3), т. е. пока исследуемый параметр не пересечет границу зоны «норма. В этом момент 1нереключаются выходные потенциалы блока 1. В результате на управляющий вход клЕоча 4 подается разрещающий. потенциал, а на КЛЮЧ 3-запрещающий.

Первый ИЗ серии импульсов, поступивщих с выхода ключа 4 на распределитель 6, сбраид;пульсы iCepHH, поступающей с выхода .ключа 4 на распределитель 6, «проходят на счетный вход счетчика 14, увеличивая его код до момента времени iz, .когда входное напряжение вновь выйдет за -пределы зоны «норма. В этот момент счетные импульсы вновь «ачинают проходить на ключ 3, и схема работает аналогично. Первый импульс сбрасывает код счетчика 13, в счетчик 14 добавляет единицу, подготавливает распределитель 6, и затем производит перенос кода из счетчика 14 в счетчик 13. Код счетчика 13 возрастает пропорционально времени .нахождения параметра за пределами зоны «норма. Затем -в момент времени /з схема заново переключается.

Переключение схемы из одного состояния в другое, вызывающее переброс кода из одного счетчика в другой и его возрастание, пропорционально соответствующим промежутка.м времени, происходит до момента IT, соответствующего последнему входу параметра в зону «норма.

В этом момент в последний раз открывается ключ 4, сбрасывается счетчик 14 в нулевое состояние, затем код счетчика 13 (увеличенный на единицу) переносится в счетчик 14. В течение всего последующего времени код счетчика 14 возрастает до переполнения или момента остановки действия прибора, заранее заданной перед началом измерений, например, с помощью реле времени.

Код, содержащиЙ1СЯ в счетчике 13, соответствует промежутку времени, прошедшему с начала переходного процесса до момента /7, т. е. длительности переходного процесса.

Меняя частоту генератора 2, можно обеспечить точное измерение времени переходного процесса, колеблющегося в широких пределах. При этом работа устройства не зависит от характера переходного процесса, что позволяет применять его для исследования случайных явлений, например случайных выбросов параметров процесса за пределы зоны «норма в системах автоматики.

При многократном исследовании переходных процессов прибор позволяет также, меняя уровень и ширину зоны «норма, исследовать характер переходного нроцесса, т. е. снимать кривую переходного процесса.

Предмет изобретения

Устройство для из.мерения длительности переходного процесса, содержащее измерительный блок, генератор импульсов регулируемой стабилизированной частоты, два счетчика, два распределителя, две схемы переноса кода, две схемы временной задержки, два ключа и две логические схемы «ИЛИ, отличающееся тем, что, с целью новыщения точности измерений, выходы измерительного блока соединены с потенциальными входами ключей, импульсные входы которых подключены к выходу генератора импульсов стабилизированной регулируемой частоты, а вы.ходы соединены со входами распределителей; один выход каждого распределителя подключен к шине сброса одного счетчика, к управляющему входу второго распределителя и через логическую схему «ИЛИ к 1счетному в.ходу второго счетчика и через схему временной задержки к управляющему импульсному входу соответствующей схемы переноса кода, другой выход каждого распределителя через логическую схему «ИЛИ соединен со счетным входом соответствующего счетчика, разрядные выходы которого через схему переноса кода подключены к разрядным в.ходам другого

счетчика.

Фиг.. Z