Способ измерения временныхиНТЕРВАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G04F10/04 

1

Изобретение относится к измерительной технике.

Известен способ измерения временных интервалов, основанный на их масштабном преобразовании, осуществляемом путем сравнения и фиксации момента равенства двух развертывающих функций, последовательно формируемых в начале и конце измеряемого интервала, и кодировании преобразованного временного интервала импульсами генератора стабильной частоты 1.

Недостатком указанного способа является то, что он не обеспечивает высокой точности измерений, так как практически невозможно обеспечить задание больщих и стабильных коэффициентов масштабного преобразования, которые определяются стабильностью во времени и параметрами используемых развертывающих функций.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ измерения временных интервалов, основанный на расширении измеряемого интервала с помощью двух линейно изменяющихся напряжений с разными наклонами, формируемых с моментов начала и окончания измеряемого интервала, и подсчете количества импульсов стабильной

частоты, укладывающихся в расширенном интервале 2.

Однако указанный способ измерения временных интервалов не обеспечивает высокой точности измерения из-за наличия нелинейности развертывающих напряжений. Кроме того, возможность повышения точности ограничена предельным значением коэффициента масштабного преобразования, который зависит от величины амплитуд развертывающих напряжений, скорости их нарастания, диапазона сравниваемых напряжений и порога чувствительности нуль-органов.

Цель изобретения - повышение точности измерений временных интервалов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения временных интервалов, основанном на расширении измеряемого интервала и подсчете количества импульсов стабильной частоты за расширенный интервал времени, расширение интервала осуществляют путем периодического и синхронного изменения направления изменения указанных напряжений, чередуя их возрастание и убывание, причем со нощение углов наклона возрастающих и убывающих напряжений задают одинаковым. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие основные операции способа. Устройство состоит из входного формирователя 1, входных триггеров 2 и 3, генераторов 4 и 5 пилообразных напряжений, генератора 6 образцовой частоты, электронных ключей 7 и 8, триггера 9 фиксации расщиренного временного интервала, счетчика 10 импульсов, блока II сравнения и делителя 12 частоты. Причем выходы формирователя 11, вырабатывающего импульсы, соответствующие переднему и заднему фронтам измеряемого интервала, соединены соответственно со входами установки триггеров 2 9 и 3 в единичное состояние, входы установки триггеров 2 и 3 в нулевое состояние объединены и подключены.к выходу блока 11 сравнения, который, в свою очередь, соединен со входом установки, триггера 9 в нулевое состояние. Выход генератора 6 образцовой частоты подключен ко входам ключей 7 и 8, другие входы которых соответственно соединены с выходами триггеров 3 и 9. Выходы электронных ключей 8 и 7 соответственно подключены ко входам счетчика 10 импульсов и делителя 12 частоты, выход которого соединен с объединенным счетным входом триггеров 2 и 3. Кроме того, выходы триггеров 2 и 3 соединены, соответственно, со входами генераторов 5 и 4 пилообразных напряжений, выходы которых подключены ко входам блока 11 сравнения. Измерение временных интервалов осуществляется следующим образом. Перед началом измерения все триггеры находятся в состоянии «О. В момент времени t, соответствующий переднему фронту измеряемого интервала tj выходным сигналом Ui4 формирователя 1 триггеры 2 и 9 переключаются в состбяние «1. При этом выходным сигналом триггера 2 запускается г«гнератор 5 пилообразного напряжения, а выходным сигналом триггера 9 открывается ключ 8, и на счетчик 10 начинают поступать импульсы, вырабатываемые генератором 6 образцовой частоты. В момент вре.мени t., соответствующий заднему фронту измеряемого интервала 1д выходным сигналом , входного формирователя 1, триггер 3 переключается в состояние «1, запускает генератор 4 пилообразного напряжения и открывает ключ 7, через который начинают проходить импульсь1 генератора 6 образцовой частоты на делитель 12 частоты. Выходные импульсы делителя 12 частоты с помощью триггеров 2 и 3 управляют работой генератора пилообразных напряжений - в момент прихода каждого очередного импульса делителя частоты изменяется наклон развертывающих напряжений. При этом величины развертывающих напряжений и U постоянно сравниваются блоком 11 сравнения. В момент их равенства вырабатывается сигнал , который устанавливает все триггеры в исходное состояние, и прекращается рабочий ход генераторов пилообразных напряжений. На этом цикл измерения заканчивается. Количество импульсов, прощедщее через ключ 8 и зафиксированное счетчиком 10 пропорционально измеряемому временному интервалу t в соответствии с заданным коэффициентом масщтабного преобразования К, который определяется величинами наклонов развертывающих напряжений. Повыщение точности- измерения в предлагаемом способе достигается уменьщением влияния нелинейности развертывающих напряжений, что обеспечивается за счет уменьшения используемой длительности рабочего хода и величин амплитуд развертывающих напряжений. Кроме того, введение в процессе преобразования и измерения временного интервала дополнительной операции периодического и синхронного изменения наклонов линейно изменяющихся развертывающих напряжений позволяет увеличить значение коэффициента масщтабного преобразования без предъявления каких-либо дополнительных требований к длительности рабочего хода, величинам амплитуд развертывающих напряжений,-скорости их изменения, диапазону сравниваемых напряжений, порогу чувствительности используемых нуль-органов, что также приводит к повыщению точности измерений. Формула изобретения Способ измерения временных интервалов, основанный на расщирении измеряемого интервала с помощью двух линейно изменяющихся напряжений с разными наклонами формируемых с моментов начала и окончания измеряемого интервала, и подсчете количества импульсов стабильной частоты за расщиренный интервал времени, отличающийся тем, что, с целью повыщения точности измере ний, расщирение интервала осуществляют путем периодического и синхронного изменения направления изменения указанных напряжений, чередуя их возрастание и убывание, причем соотношение углов наклона возрастающих и убывающих напряжений задают одинаковым Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Мартящин А. И. и др. Преобразование электрических параметров для систем контроля и измерения. М., «Энергия, 1976, с. 228 2.Архипенко А. Ф. Архипенко А. Ф. Оценка эффективности метода кодирования временных интервалов, основанного на расширении интервалов. Труды Новочеркасского политехнического института. Сб, «Приборостроение, т. 315, Новочеркасск, 1975, с. 54.

л

п