Устройство для измерения временных интервалов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее датчик, выход которого соединен с первым входом триггера, генератор /и счетчики, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства в него введены кодирующий , делитель частоты, эапоминшоций , регистр и ксжмутатор, вход генератора объединен с первыми входами первого и второго счетчиков и подключен к вхсщу устройства, первый выход генератора соедийен с вторым входом триггера и через делихель частоты - с первыми входами второго счетчика, коммутатора, запоминающего блока и регистра, выходы первого и второго счетчиков подклю-, чены соответственно к второму и третьему входам коммутатсфа, выход триггера и второй выход генератора подключены соответственно к первся «у и второму входам кодирующего блсжа, первый выход которого соединен с вторыми входами эапсминанщего блсжа и первого счетчика, выходы с третьими.входами запоминающего блока, выход коммутатора - с четв.ер° тьм входом запоминакяцего блока, выход которого соединен с вторым входсмк регистра, выход регистра соединен с выходом устройства.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Н9) (И) 359 G 08 С 19 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРС ПЗЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3508577/18-24 (22) 22 ° 10 ° 82 (46) 23.01 ° 84 ° Вюл. 9 3 (72) Л.Г. Геворков, Э.И. Криман и О.T. Гусейнов (53) 621 ° 398(088 ° 8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

В 410423, кл.. G 06 И 3/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 819973, кл. Н 03 К 23/24, 1981 (прототип) . (54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ, содержащее датчик, выход которого соединен с первым входом триггера, генератор ,и счетчики, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства s него введены кодирующий блок, делитель частоты, запоминающий блок, регистр и коммутатор, вход генератора объединен с первыми входами первого и второго счетчиков и подключен к входу устройства, первый выход генератора соедийен с вторым входом триггера и через дели- тель частоты — с первыми входами второго счетчика, коммутатора, запоминающего блока и регистра, вых<щы первого и второго счетчиков одклю-, чены соответственно к второму и третьему входам коммутатора, выхсд триггера и второй выход генератора подключены соответственно к первому и второму входам кодирующего блока, первый выход которого соединен с вторыми входами запоминаищего блока и первого счетчика, вторые выходыс третьими, входами за аминаФцего I блсжа, выход коммутатора - с четвертым входом запсиинающего блока, выход которого соединен с вторым вхо дом регистра, выход регистра соединен с выходом устройства. а

1068967

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кодирующий блок содержит элементы И, элемент

ИЛИ, элемент НЕ,. элемент задержки, счетчик, первый вход первого элемента И объединен с входом элемента НЕ и подключен к первому входу кодирующего блока, второй вход первого элемента И объединен с первым входом второго элемента И и подключен к второму входу кодирующего блока, выход первого элемента И соединен с

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в системах сбора и обработки информаций, а также в телеметрических 5 системах для подсчета мгновенного значения интенсивности потока частиц, .например, от датчиков проникающей ра.— диации или счетчиков Гейгера.

Изв естно счетное устройство, содержащее счетчики с переменным коэффициентом пересчета, двоичный счетчикк и поз ицион ный счетч ик. t 11 .

Недостатком устройства является низкая точность измерения. 15

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является счетное устройство, содержащее генератор, датчик, выход которого соединен с первыми входами коммутатора и первой счетной ячейки (триггера), выход каждой предыдущей счетной ячейки соединен с первым входом каждой последующей счетной ячейки, выход последней счетной ячейки соединен с вторым входом коммутатора, выход коммутатора соединен с первым входом первого счетчика, выход которого соединен с первым входом второго счетчика, вторые входы первого и второго счетчиков, счетных ячеек и третий вход коммутатора объединены и подключены к входу устройства, первые и второй выходы второго счетчика соединены соответственно с третьими входами счетных 35 ячеек и входом триггера, первый выход триггера и вторые выходы первого счетчика соединены с выходами устройства, второй выход триггера соединен с четвертым входом коммутатора и 4р через формирователь — с третьими входами первого и второго счетчиков С21

Недостатком известного устройства является низкая разрешающая способность во времени, поскольку информа- 45 ция об изменении интенсивности потока частиц внутри временного. интервала первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом кодирующего блока и через элемент задержки — с первым входом счетчика, выход элемента НЕ соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика, выходы счетчика соединены соответственно с вторыми выходами кодирующего блока и входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ.

2 между двумя последовательными точками опроса теряется безвозвратно.

Целью изобретения является повышение точности измерений мгновенных значений потока частиц.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для измерения временных интервалов, содержащее датчик, выход которого соединен с первым входом триггера, генератор и счетчики, введены кодирующий блок, делитель частоты, запоминающий блок, регистр и коммутатор, вход генератора объединен с первыми входами первого и второго счетчиков и подключен к входу устройства, первый выход генератора соединен с вторым входом триггера и через делитель частоты — с первыми входами второго счетчика, коммутатора, запоминающего блока и регистра, выходы первого и второго счетчиков подключены соответственно к второму и третьему входам коммутатора, выход триггера и второй выход генератора подключены соответственно к первому и второму входам кодирующего блока, первый выход которого соединен с вторыми входами запоминающего блока и первого счетчика, вторые выходы — с третьими входами запоминающего блока, выход коммутатора с четвертым входом запоминающего блока, выход которого соединен с вторым входом регистра, выход регистра соединен с выходом устройства.

Кроме того, кодирующий блок содержит элементы И, элемент ИЛИ, элемент НЕ, элемент задержки, счетчик, первый вход первого элемента И объединен с входом элемента НЕ и подключен к первому входу кодирующего блока, второй вход первого элемента И объединен с первым входом второго элемента И и подключен к второму входу кодирующего блока, выход первого элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым выходом кодирующего

1068967 блока и через элемент задержки — с первым входом счетчика, выход элемента НЕ соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого соединен с вторым входом счетчика, выходы счетчика соединены соответственно с вторыми выходами кодирующего блока и входами третьего элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ.

На фиг.1 представлена функциональ- 10 ная схема устройства для измерения временных интервалов; на фиг.2 функциональная схема кодирующего блока.

Устройство для измерения времен- 15 ных интервалов содержит датчик 1, триггер 2, кодируЮщий блок 3, генератор 4 тактовых импульсов, делитель 5 частоты, запоминающий блок 6, регистр

7 сдвига, счетчик 8 адреса записи, счетчик 9 адреса считывания, коммутатор 10, входы 11 и 12 кодирующьго блока, элемент И 13 элемент HE 14, элемент ИЛИ15, элемент И 16, элемент

17 задержки, счетчик 18, элемент

И 19, выходы 20 и 21 кодирующего блока.

Устройство работает следующим образом.

На вход Запуск подается импульс, который сбрасывает в ноль счетчики 8 и 9 и запускает генератор

4, выдающий прямоугольные импульсы с частотой, равной максимально возможной частоте следования импульсов с датчика 1, определяемой его разре- 35 шающей способностью. Импульсы на выходах генератора 4 сдвинуты относительно друг друга на 180 .

Рассмотрим работу устройства в промежутке времени между двумя по- 40 следовательными импульсами на выходе генератора 4. Если за этот промежуток времени с выхода датчика 1 не поступило счетного импульса, то импульс с выхода генератора 4 суммируется в кодирующем блоке 3 с уже подсчитанными счетчиком 18 импульсами от генератора 4. Если с датчика 1 приходит счетный импульс, то он устанавливает триггер 2 в единичное состояние, при этом открывается элемент

И 13 и импульс от генератора 4 проходит через элемент ИЛИ 15 на вход запоминающего блока 6, разрешая запись числа, хранящегося в счетчике

18, в блок 6 по адресу, задаваемому счетчиком 8. Этот же импульс, поступая на вход счетчика 8, своим задним фронтом увеличивает код счетчика 8 на единицу, а также, пройдя через элемент 17 задержки, сбрасывает со- 60 держимое счетчика 18. Если после прихода последнегб счетного импульса с выхода датчика 1 от генератора 4 на вход счетчика 18 пришло таксе число импульсов, что содержимое счет-65 чика 18 полностью запомнилось, то открывается элемент И 19,посыпая импульс Запись через элемент ИЛИ 15 на вход блока 6 для записи содержимого счетчика 8 в блок 6 по адресу, задаваемому счетчиком 8. После чего код счетчика 8 увеличивается на единицу, а содержимое счетчика 18 сбрасывается.

Считывание информации из блока 6 и запись ее в регистр 7 происходит следующим образом.

Импульсы с выхода генератора 4 устанавливают в нулевое состояние триггер 2 и через делитель 5 частоты поступают на вход Считывание блока 6. При этом информация, хранимая в блоке 6 по адресу, записанному в счетчике 9, переписывается в регистр 7. Своим, задним фронтом импульс с выхода делителя 5 частоты увеличивает код.счетчика 9 на единицу. Таким образом, в канал связи поступает код, содержащий информацию о величине временного интервала между двумя последовательными импульса- ми от датчика.

Интервал времени Т между двумя следующими друг за другом импульсами с выхода датчика 1 определяется по фор уле

" = (К (22-1) +(4j А)) Ъ, где к — количество слов - величина .

I которых равна 2 -1, пришедших после (t, — 1) импульса с выхода -датчика 1, т.е. после последнего слова в конце связи, величина которого не равна 2"-1; мертвое время датчика 1.

В интервалы времени Т интенсивность потока частиц определяется как отношение известного количества час-. тиц на входе датчика 1 х, вызывающих появление одного счетного импульса на его выходе, к величине интервала .Т, т.е.

Л .(ут.,2 2) " ! =1 З 1.1 Т„.

Таким образом, в каждый момент времени, определяемый с точностью до интенсивность Аф определяется однозначно с погрешностью, опреде ляемой погрешностью ь х задания параметра датчика 1 х р . Полная абсолютная погрешность определения А() для любой точки +, кратной ь, равна .Л Xqoo л Х„р

K (2 -()1ф +1) и зависит только от параметров датчика 1 °

Так как максимальная интенсивность, которую можно зарегистрировать данным счетчиком

Хлои a =

1068967

RаоР xmas

» «

Т 2 5 10ç

А х а Э а.х па9

«,а Яйй

0,25 10

Составитель М. Никуленков

Редактор A. Шишкина Техред М.Гергель корректор В. Бутяга

Заказ 11475/46 Тираж 573. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП 1 Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 то приведенная отно"ительная погрешность измерения составляет

О" Л

Л ъщ ра к щ>Ф и определяется относительной погрешностью лх параметра датчика х ю

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет измерить поведение функции Ь1+) во времени с точностью до с и восстановить отсчеты с погреш- !О ностью не выше, чем фв

Известные датчики имеют разрешающую способность по времени 0,25.10 с °

Существующие аналоговые радиотелеме- !5 трические сигналы обеспечивают Тц в2,5 мс. Погрешность измерения х при тарировке датчиков не превышает

0,1В, т.е. - ф- 10 . Таким образом, s известном устройстве измерения . 20 проводятся с разрешающей способностью . по времени. Т„2,5 10 с и с погрешкостью но амплитуде примерно

В предлагаемом устройстве измерения проводятся с разрешающей способностью по времени Ф0,25 10" с и с погрешностью по амплитуде, равной

Таким образом, отношение относительной погрешности по амплитуде предлагаемого устройства к относительной погрешности по амплитуде известного устройства равно:

Я ах ч

Отношение разрешающей способности по времени известного устройства. к разрешающей способности по времени предлагаемого устройства равно

Т2510

-10

0,25 10

Таким образом, относительная погрешность по амплитуде предлагаемого устройства приблизительно в 100 раэ меньше относительной погрешности по амплитуде известного устройства, а разрешающая способность предлагаемого устройства больше, чем у известного прчблизительно в 10 раз.. ЭФфективность предлагаемого устройства определяется ценностью информации о поведении функции Л ф внутри интервалов накопления счетчиков, применяемых в настоящее время для измерения интенсивностей. Наиболее эффективно применение предлагаемого устройства в тех случаях, когда экспериментатора инте суют именно быстрые изменения A (}, например при каком-либо искусственном воздействии на излучающие частицы, объект или среду, в которой распространяются частицы, в частности при активных воздействиях в атмосфере.