Устройство для измерения отношения двух чередующихся интервалов времени Советский патент 1982 года по МПК G01R19/10 G04F10/00 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для вычисления отношения двух чередукяцихся случайных интервалов времени и в частности, может быть использовано в аппаратуре акустического картожа скважин для измерения отношения периодов импульсных акустических сигналов.

Известно устройство для измерения отношения двух сигналов, содержащее формирователь зарядных сигналов, тиристор, разрядный конденсатор, два резистора, источник компенсационного напряжения и всшьтметр 11.

Недостатком устройства является то, что оно обеспечивает измерение отношения пе)иодов лишь при условии Т . Другим недостатком устройства является то, что его выходной параметр пульсирует относительно его среднего значения из-за неодновременности работы зарядной и разрядной цепей и неодинаковой формы зарядных и разрядных импульсов тока, что.снижает точность измерения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устСЮйство для измерения отношения средних периодов импульсных сигналов.

содержащее генератор постоянного тока, два управляемых ключа, накопительный конденсатор, усилитель постоянного тока н разрядный резистор, генератор соединен с входом управления первого ключа, незаземленный контакт которого соединен с входом усилителя , в цепь отрицательной обратной связи которого включен нако10пительный конденсатор, и, через резистор и контакты второго ключа, с выходом усилителя 2.

Недостатком известного устройства является наличие в выходном напряже15нии аппаратурных пульсаций, вызванных неодновременным поступлением и неодинаковой формой зарядных и разрядных импульсов тока. Это приводит к низкой точности измерения.

20

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для измерения

отношения двух чередующихся интерва 5 времени, содержащее источник , постоянного напряжения, два ключа, входы управления которых являются входами устройства, и запоминающий конденсатор, включенный в цепь отри30

цательной обратной связи усилителя

постоянного tOKa, выход которого является выходом устройства, снабжено преобразователем напряжение-ток, буферным конденсатором, третьим ключом и инвертором напряжения, сигнальный входной контакт первого ключа подсоединен к источнику постоянного напряжения, сигнальный входной контакт второго ключа - к выходу инвертора напряжения, вход которого подсоединен к выходу усилителя постоянного тока, выходные сигнальные контакты первого и второго ключей подсоединены к входу преобразователя напряжение-ток, выход которого соединен с незаземленным полюсом буферного конденсатора ц через сигнальные контакты третьего ключа с входом усилителя постоянного тока, причем управляющий вход второго ключа соединен с управляющим входом третьего ключа через одновибратор.

На фиг. 1 пр)едставлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы импульсов.

Устройство состоит из управляемых ключей 1-3, преобразователя 4 напряжение-ток, буферного конденсатора 5,/ одновибратора 6, запоминающего конденсатора 7, усилителя 8 постоянного тока, инвертора 9 напряжения и источника 10 постоянного напряжения,

На вход управления ключа 1 подают последовательность импульсов длительностью Т (;фиг.2,с1). на вход управления ключа 2 - длительностью T/J фиг.2,6). В первоначальный момент напряжение на выходе усилителя 8 постоянного тока Ugj|| U(j. При поступлении на управляющий вход ключа 1 первого импульса длительностью Т,, ключ 1 подсоединяет источник 10 к преобразователю 4 и буферный конденсатор 5 получает заряд q где k const - коэффициент преобра зования преобразова теля напряжение-ток При поступлении на вход управления ключа 2 импульса длительностью Т к преобразователю 4 через инверт 9 напряжения подается выходное напряжение UQ и с конденсатора 5 снимается, заряд q kU,)T. Задним фронтом импульса длительностью T(j запускается одновибратор б, который генерирует импульс длительностью t - const (фиг.2,9}, длительностью, необходимой для разряда конденсатора 5 на запоминаю щий конденсатор 7. Под действием импульса Тр ключ 3 подключает конде

сатор 5 к запоминающему конденсатору 7/ .кoтopo y cooбщaeтcя заряд Aq q. - q kCEpT -UoT),

где iU-j - оставшееся напряжение на . буферном конденсаторе после действия первой пары импульсов;

Сл - величина емкости буферного конденсатора. Действием второй пары импульсов длительностями Т и Т i2 конденсатору 7 сообщается заряд

k(Uo -t- ли ) Т-г.

aq kEpT

где С - величина емкости запоминающего конденсатора. Действием третьей пары - конденсатору 7 сообщается заряд

д4а kEoT, - + (, +

ли

J

и т.д., причем q. aq3 Действием i-ой пары импульсов конденсатору 7 сообщается заряд

kEoT - + U(i -1 )-T,

ЛЯ

iiM

где U(i - 1) 111 ла„/с-значение

ходного напряжения после действия (i - пары импульсов. Выходное напряжение будет возрастать под действием импульсов до тех пор, пока не закончится переходный процесс, т.е. пока не выполнится условие О .

MI CD

После окончания переходного процесса выходное напряжение равно

и

ЕОТГ т.е. линейно зависит от измеряемого значения длительностей исследуемых импульсов. Поскольку после окончания переходного процесса aq, О, т.е. на запоминающий конденсатор не поступают зарядные и разрядные сигналы, то, следовательно, выходное напряжение устройства практически не содержит арлплитудных пульсаций, чем и обосновывается повышение точности измерения. Особенно эффективно устройство может использоваться в тех случаях, когда необходимо преобразовать выходной параметр в цифровой код для дальнейшей обработки на ЭВМ. Формула изобретения Устройство для измерения отношения двух чередующихся интервалов вре