Устройство для измерения постоянной времени

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ, содержащее делитель напряжения, выход которого подключен к первому входу первого компаратора , второй вход которого соединен с первой шиной исследуемого объекта, источник опорного напряжения и элемент И, выход которого соединен с входом счетчика, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , в него введен ограничитель напряжения, второй компаратор, аналоговое запоминающее устройство, инвертор и интегратор, вход которого является входной шиной устройства, а выход через ограничитель напряжения соединен с второй шиной подключения исследуемого объекта и первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к первому входу элемента И и управляющему входу аналогового запоминающего устройства, ® информационный вход которого соединен со вторым входом первого компаратора , а выход подключен к входу делителя напряжения, причем выход первого компаратора через инвертор соединен с вторым входом элемента И. СД Q У1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) q g G 04 F 10/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3529285/24-21 (22) 27.12.82 (46) 15.04.85. Бюл. Ф 14 (72) Е.А.Лосев и Е.Л.Лукоянова (53) 621.317(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР В 18473?, кл. G 04 F 10/04.

2. Ремез Г.А. Радиоизмерения.

М., "Связь", 1966, с. 347-348, рис. 10.56. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ, содержащее делитель напряжения, выход которого подключен к первому входу первого компаратора, второй вход которого соединен с первой шиной исследуемого объекта, источник опорного напряжения и элемент И, выход которого соединен с входом счетчика, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен ограничитель напряжения, второй компаратор, аналоговое запоминающее устройство, инвертор и интегратор, вход которого является входной шиной устройства, а выход через ограничитель напряжения соединен с второй шиной подключения исследуемого объекта и первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к первому входу элемента И и управляющему входу аналогового запоминающего устройства, И информационный вход которого соеди- Е нен со вторым входом первого компаратора, а выход подключен к входу делителя напряжения, причем выход первого компаратора через инвертор соединен с вторым входом элемента И.

11506

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерений постоянных,времени.

Известно устройство для измерения постоянной времени объектов, содержащее настраиваемую модель, сравнивающее устройство, интегрирующий усилитель и реверсивный двига-. тель t1) .

fO

Недостатком известного устройства являются ограниченные функциональные воэможности, в частности большая постоянная времени исполнительного реверсивного двигателя. f5

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее конденсатор, один выход которого соединен с общей шиной устройства,а второй с помощью 2п подвижного контакта переключателя подключается либО к выходу источника опорного напряжения, либо к первому входу сравнивающего устройства, соединенному через ограничительное соп- 35 ротивление с общей шиной устройства, причем источник опорного напряжения через резистивный делитель напряжения подключен к второму входу сравни. вающего устройства, выход которого через генератор управляющих импульсов подключен к вентилю, вход которого соединен с выходом кварцевого генератора,. а выход подключен к входу счетчика f2) .

Недостаток известного устройства— отсутствие воэможности измерения пос- тоянной времени объектов, представляющих собой дифференцирующие звенья с неизвестным уровнем напряжения на выходе.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее делитель напряжения, выход которого подключен к первому входу первого компаратора, второй вход которого соединен с первой шиной исследуемого объекта, источник опорного напряжения и элемент И, выход которого соединен с входом счетчика, дополнительно введены ограничитель напряжения, второй компаратор, аналоговое запоминающее устройство, инвертор, и интег- 55 ратор, вход которого является входной шиной устройства, а выход через ограничитель напряжения соединен с

15 2 второй шиной подключения исследуемого объекта и первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход подключен к первому входу элемента И и управляющему входу аналогового запоминающего устройства, информационный вход которого соединен с вторым входом первого компаратора, а выход подключен к входу делителя напряжения, причем выход .первого компаратора через инвертор подклюяен к второму входу элемента И.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройстве, на фиг. 2 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит первый компаратор 1, делитель напряжения 2, аналоговое запоминающее устройство 3, инвертор 4, элемент И 5, счетчик времени 6, второй компаратор 7, источник 8 опорного напряжения, ограничитель напряжения 9., интегратор 10, входную шину 11, первую 12 и вторую 13 шину исследуемого сигнала.

Первый вход первого компаратора 1 соединен с выходом делителя напря-. жения 2, вход которого подключен к выходу аналогового запоминающего устройства 3, информационный вход которого соединен с вторым входом пер вого компаратора 1, выход которого через инвертор 4 подключен к второму входу элемента И 5, выход которого соединен с входом счетчика времени 6, а первый вход элемента И 5 подключен к управляющему входу аналогового запоминающего устройства 3 и входу второго компаратора 7, второй вход которого соединен с выходом источника 8 опорного напряжения, а первый вход подключен к второй шине подключения объекта, и через ограйичитель напряжения 9 соединен с выходом интегратора 10, вход которого подключен к входной шине 11 устройства, а первая шина 12 подключения объекта соединена с вторым входом первого компаратора 1.

На фиг. 2 указаны напряжения: а) на выходе интегратора 10; б) на выходе ограничителя напряжения 9 в) на выходе второго компаратора 7,"

r) на выходе объекта, д) на выходе аналогового заломинающего устройства 3;

1 150615

3 е) на выходе делителя 2 ж) на входах первого компаратора 1, з) на выходе первого компаратора 1, 5 и) на выходе инвертора 4; к) на выходе элемента И 5.

В исходном состоянии отсутствует напряжение на входе устройства и обнулен счетчик времени. Исследу- 1р емый объект подключается к шинам t2 и 13.

При подаче на вход устройства постоянного уровня напряжения на выходе интегратора 10 формируется линейно нарастающее по уровню напряжение (фиг. 2а), которое пост..пает на вход ограничителя 9. Величина напряжения на входе устройства выбирается такой, чтобы длительность времени нарастания напряжения на выходе интегратора до величины ограничения превышала ожидаемую величину постоянной времени объекта. Выходное напряжение ограничителя 9 также линейно нарастает до значения ц „ (фиг. 2 ).

Напряжение с выхода ограничителя напряжения 9 поступает на вход исследуемого объекта и на первый вход второго компаратора 7, где сравнивается с опорным напряжением, поступающим на его первый вход с выхода источника опорного напряжения 8.

Объект представляет собой дифференцирующее звено первого порядка с пе35 редаточной функцией кр ®=т, Трт1 где k — коэффициент передачи, Т вЂ” постоянная времени.

Диаграмма напряжения на выходе объекта приведена на фиг. 2 Z, Выходное напряжение исследуемого

45 объекта поступает на вход аналогового запоминающего устройства 3 и второй вход компаратора 1, запоминающее устройство до момента срабатывания компаратора 7 отслеживает величину

50 выходного напряжения объекта (фиг. 2у) На первый вход первого компаратора 1 через делитель напряжения 2 подается напряжение с выхода аналого55 вого запоминающего устройства 3.

Масштабный коэффициент деления дели- . теля равен О, 37.

Величина напряжения на выходе источника 8 опорного напряжения выбирается такой, чтобы обеспечивалось надежное срабатывание второго компаратора 7 при достижении на выходе ограничителя напряжения 9 уровня напряжения 0 «р .

Таким образом,. с момента подачи на входную шину устройства постоянного уровня напряжения до момента срабатывания второго компаратора 7 на выходе первого компаратора 1 присутствует нулевой уровень выходного сигнала, так как уровень сигнала на его втором входе с выхода объекта превышает уровень сигнала, поступающего на его первый вход с выхода делителя 2 (фнг. 2 ). При этом на выходе второго компаратора 7 также присутствует нулевой уровень сигнала, так как напряжение на его первом входе с выхода ограничителя 9 не превышает уровня опорного напряжения с выхода источника 8 опорного напряжения.

Нулевой уровень сигнала на выходе второго компаратора 7, во-первых, запирает элемент И 5, на выходе которого также присутствует нулевой уровень сигнала, запрещающий счет времени, а во-вторых, устанавливает аналоговое запоминающее устройст- во 3 в режим отслеживания уровня напряжения на входе объекта. В момент t1 (фиг. 2), при достижении выходным напряжением ограничителя напряжения 9 значения lJ pp срабатывает второй компаратор 7 (фиг. 2о). При этом отпирается элемент И 5, на выходе которого формируется единичный уровень напряжения и аналоговое запоминающее устройство 3 переводится в режим запоминания. Счетчик времени б начинает отсчет времени. С момента t1 на выходе объекта уровень напряжения начинает уменьшаться по экспоненциальному закону (фиг. 2 ) . В момент t g уровень напряжения на втором входе компаратора 1 с выхода объекта достигает уровня напряжения на его первом входе, поступающего с выхода делителя напряже ния 2. Компаратор срабатывает, и на его выходе устанавливается единичный уровень напряжения. При этом на выходе иивертора 4 устанавливается ну:левой уровень сигнала, -запирающий

1150615 д 1 2

Фя7.2

ВНИКЖ Заказ 2142/37 Тираж 406 Подписное шыал ШШ "Патент", г. Ужгород,ул.Проектная, 4 элемент И 5 и прекращающий счет времени счетчиком 6.

Время работы счетчика времени 6, а следовательно, и постоянная времени исследуемого объекта определяется как

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет расширить функциональные возможности за счет обеспечения

5 измерения постоянной времени независимо от уровня выходного напряжения исследуемых объектов и уровня напряжения на входе устройства.