Устройство для измерения интервалов времени

 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в радиолокации, лазерной технике, автоматике и экспериментальной физике для измерения интервалов времени с высокой точностью. Устройство содержит основной генератор 1 импульсов, нониусный генератор 2 импульсов, дополнительный нониусный генератор 3 импульсов, блок 4 сброса, элемент 5 совпадения, элементы И 6,10,14 и 15, триггеры 7 и 13, линию 12 задержки, одновибратор 16, элемент ИЛИ 17, основной счетчик 18 импульсов, основной 20 и дополнительный нониусные счетчики импульсов, вычислительный блок 21. Использование счетчиков 19 и 20 позволяет осуществлять независимый подсчет импульсов генераторов опорной, нониусной основной и дополнительной импульсных последовательностей . Это обеспечивает расширение диапазона измерения временных интервалов. 2 ил. (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1 (51) 4 G 04 Е 10/О4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪб СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4002008/24-21 (22) 18.11.85 (46) 15.07.87. Бюл. У 26 (72) Ю.Д,Лошкарев, А.А.Шалаевский и Ю.В.Кулявец (53) 681.317.77 (088.8) (56) Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. М.: Энергия, 1975, с.246.

Авторское свидетельство СССР

Р 970302, кл, G 04 F 10/04э 1981 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕРВАЛОВ ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в радиолокации, лазерной технике, автоматике и экспериментальной физике для измерения интервалов времени с высокой точностью.

Устройство содержит основной генератор 1 импульсов, нониусный генератор

2 импульсов, дополнительный нониусный генератор 3 импульсов, блок 4 сброса, элемент 5 совпадения, элементы И 6,10,14 и 15 триггеры 7 и 13, линию 12 задержки, одновибратор 16, элемент ИЛИ 17, основной счетчик IS импульсов, основной 20 и дополнительный нониусные счетчики импульсов, вычислительный блок 21. Использование счетчиков 19 и 20 позволяет осуществлять независимый подсчет импульсов генераторов опорной, нониусной основной и дополнительной импульсных пос- - I ледовательностей. Это обеспечивает расширение диапазона измерения временных интервалов. 2 ил.

13

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в радиолокации,лазерной технике, автоматике, экспериментальной физике для измерения интервалов времени с высокой точностью, На фиг.1 представлена функциональная схема ; на фиг, 2временные диаграммы его работы.

Устройство для измерения интервалов времени содержит основной генератор 1 импульсов, нониусный генератор

2 импульсов, дополнительный нониусный генератор 3 импульсов, блок 4 сброса, элемент 5 совпадения, элемент

И 6, триггер 7, линию 8 задержки,элемент 9 совпадения, элемент И 10,триггер 11, линию 12 задержки, триггер

13, элементы И 14 и 15, одновибратор

16, элемент ИЛИ 17, основной счетчик

18 импульсов, нониусный счетчик 19 импульсов, дополнительный конусный счетчик 20 импульсов и вычислительный блок 21.

Вход генератора 1 подключен к шине старт-импульсов и третьему входу триггера 13, вход генератора 2 подключен к шине стоп-импульсов и через линию 8 задержки соединен с вторым входом триггера 7, выход которого подключен к первому входу элемента

И б, второй вход которого соединен с выходом генератора 2, а выход — с вторым входом элемента 5 совпадения и входом счетчика 19, Выход счетчика

20 подключен к третьему .входу вычислительного блока 21, второй вход которого соединен с выходом счетчика

19, а первый вход подключен к выходу счетчика 18, Выход элемента 5 совпадения соединен с первым входом блока 4 сброса, первыми входами триггеров 13 и 7, входом запуска генератора 3 и через линию 12 задержки с первым входом триггера 11, выход которого подключен к первому входу элемента И 10, второй вход которого соединен с выходом генератора 3, а выход— с С-входом счетчика 20 и первым входом элемента 9 совпадения, выход которого подключен к второму входу триг гера 11 и второму входу блока 4 сброса, первый выход которого соединен с входом останова генератора 2, а вто рой выход — с входами останова генератора 1 и 3. Второй вход триггера 13 подключен к шине старт-импульсов, . aего первый выход — к первому входу

24008

f5

?О

2 элемента И 14, второй выход — к первому входу элемента И 15, выход кото" рого соединен с входом одновибратора

16, выход которого подключен к второму входу элемента 9 совпадения и первому входу. элемента ИЛИ 17, выход которого соединен с С-входом счетчика 18, а второй вход — с выходом элемента И 14. Выход генератора 1 подключен к вторым входам элементов

И 14 и 15 и первому входу элемента 5 совпадения, В исходном состоянии все генераторы заторможены.

Стандартизованный по амплитуде и длительности старт-импульс -(фиг,2а), фиксирующий начало измеряемого интервала Т,„ (фиг.2б), запускает генератор 1, формирующий последовательность опорных импульсов с периодом T „ (фиг,2в), поступающих на вход элемента 5 совпадения, и устанавливает триггер 13 (фиг.2г), сигнал с первого выхода которого разрешает прохождение импульсов через элемент И 14 (фиг. 2д) на элемент ИЛИ 17 и далее на счетчик 18. По стандартизованному по амплитуде и длительности стоп-импульсу (фиг,2а), фиксирующему конец измеряе- . мого временного интервала Т (фиг,2б), запускается генератор 2, формирующий нониусную последовательность импульсов с периодом Т„ Т (фиг.2е)„ например Тц = 0,9 Тщ,, В исходном состоянии сигнал на выходе триггера 7 (фиг.2э) отсутствует, вследствие чего элемент И 6 не пропускает нониусную последовательность импульсов на вход элемента 5 совпадения. Стоп-импульс, задержанный линией 7 задержки на время Т,, переключает триггер 7 (фиг.2з), и нониусная последовательность импульсов через элемент И 6 начинает подаваться на вход элемента 5 совпадения и на счетчик 19, В момент совпадения импульсов опорной и нониусной последовательностей .элемент 5 совпадения вырабатывает сигнал (фиг,2ж), по которому блок 4 сброса прекращает формирование нониусной последовательности (фиг ° 2е), триггеры 7 и 13 возвращаются в исходное состояние (фиг.2з,и).

Этим же сигналом запускается генератор 3 (фиг.2м), формирующий дополнительную нониусную последовательность

1324008 импульсов с периодов TA < Т „, например TA„= 0,99 Т„п, а так как триггер 13 переключается в противоположное состояние, сигнал с первого выхода триггера 13 отсутствует (фиг ° 2r), 5 а сигнал с второго выхода триггера

13 (фиг.2и) разрешает прохождение импульсов генератора 1 через элемент

И 15 (фиг,2к) на вход одновибратора

16. 10

В исходном состоянии сигнал на выходе триггера 11 отсутствует (фиг.

2н), вследствие чего элемент И 10 не пропускает дополнительную нониусную последовательность импульсов на вход 15 элемента 9 совпадения. Сигнал, выработанный элементом 5 совпадения (фиг.2ж) и задержанный линией 12 saдержки на время Тз, переключает триггер 11 (фиг.2н), и дополнитель- ° 20 ная нониусная последовательность импульсов через элемент И 10 (фиг.2о) начинает подаваться на вход элемента

9 совпадений и на счетчик 20, В момент совпадения импульсов 25 опорной последовательности, сформированных одновибратором 16, длительностью, равной длительности импульсов генератора 3 (фиг.2л), и допол.нительной нониусной последовательности элемент 9 совпадения вырабатывает сигнал, по которому блок 4 сброса прекращает формирование опорной и дополнительной нониусной последовательностей, и триггер 11 возвраща- 35 ется в исходное состояние.

Содержимое счетчиков 18 — 20 преобразуется в результате измерения согласно выражению (1) в вычислительном блоке 21. 40

Пусть период опорной последовательности Т устанавливается начиная оп с N-го импульса (фиг.2в), т.е, периоды 1,2,3...,, (N-1) не равны Т „, суммарная длительность этих (N-1) пе-45 риодов равна Х, Период нониусной последовательности устанавливается начиная с К-го импульса (фиг.2е), т.е. периоды 1,2, 3,..., (К-1) не равны T„. суммарная 50 длительность этих (К-1) периодов рав на Y.

Период дополнительной нониусной последовательности . Т „устанавливает- 5 ся начиная с Р-го импульса (фиг.2м), т.е. периоды 1,2,3,..., (P-1) не равны Т„„, суммарная длительность этих (P-1) периодов равна Z. Параметры задержки Тл и Т» линий.8 и 12 задержки выбирают следующими: т,> максах,у, т > макс(к1. В этом случае. длительности опорной и нони- . усной последовательностей превосходят Х и Y а длительность дополнительной нониусной последовательности превосходит Z.

Пусть показания счетчика 18 — Noo„, счетчика 19 — N„, счетчика 20 — N до зарегистрированных совпадений ймпульсов.

Тогда (1) где Ь = (х-Т N) — (Y-T К) — (Z-T P) .

on н Ай

Использование счетчиков 19 и 20 импульсной нониусной и дополнительной нониусной последовательностей позволяет осуществлять независимый подсчет импульсов генератора опорной, нониусной и дополнительной нониусной последовательностей в отличие от устройства (2), которое обеспечивает подсчет импульсов лишь генератора опорной последовательности. За счет этого расширяется диапазон измерения временных интервалов.

Пусть Б = Т вЂ” Т вЂ” временной инхп н тервал, различаемый устройством при использовании нониусной последовательности ° В. этом случае для надежной работы устройства необходимо, чтобы длительность импульсов генераторов опорной и нониусной последовательностей была равна 8„

- Чтобы повысить точность измерения, обусловленную неполным совпадением импульсов опорного и нониусного генераторов (фиг.2 ), необходим временной интервал, < = Т вЂ” Т Б, разов дн ( личаемый устройством, т,е. импульсы генератора 1, сформированные одновибратором 16, и генератора 3 должны быть равны d

Формула изобретения

Устройство для измерения интервалов времени, содержащее основной генератор импульсов, вход которого соединен с шиной старт-импульсов, а выход подключен к первому входу первого элемента совпадения, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, а выход — с первым вхо: дом блока сброса и с первым входом первого триггера, выход которого под1324008 ключен к первому входу первого эле— мента И, второй вход которого подключен .к выходу нониуснаго генератора импульсов, вход останова которого соединен с первым выходом блока сброса, а вход запуска — с шиной стопимпульсов непосредственно и через первую линию задержки с вторым входом первого триггера, основной счетчик импульсов, выход которого под>g ключен к первому входу вычислительного .блока, о т л и ч a д е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения диапазона измеряемых временных интервалов, в него введены дополнительный нониусный генератор импульсов, наниусный и дополнительный наниусный счетчики импульсов„ одновибратор, элемент ИЛИ, три элемента И, элемент совпадения,. 2О линия задержки и два триггера, причем вход запуска дополнительного нониусного генератора подключен к выходу первого элемента совпадения, чере, вторую линию задержки к первому входу второго триггера и непосредственна к первому входу третьего триггера, второй вход которого соединен с ппьнай старт-импульсов, выход второго триггера подключен,к первому входу втарого элемента И, второй вход каторага соединен с выходом дополнительного нониусногo генератора импульсов „ а выход — с С-входом дополнительногo наниуснаго счетчика импульсов и с первым входам второго элемента совпадения, второй вход которого подключен к выходу одновибратора и первому вхоцу элемента ИЛИ, второй вход которого сае инеи с выходом третьего элемента И, а выход — с С-входом основного счетчика импульсов, выход второго элемента совпадения подключен к второму входу второго триггера и второму входу блока сброса, второй выход которого подключен к входам останова аснавнага генератора импульсов и дополнительного нониуснога генератора импульсов> HepHbIA и второй выходы третьего триггера подключены к первым вхоцам соответственна третьего и четвертого элементов И, вторые входы которых объединены и подключены к выхо,.цу аснавнога генератора импульсов, выход четвертого элемента И соединен с входам аднавибратара, а выходы наниуснага и дополнительного нониуснага с етчикав импульсов подключены к второму и третьему входам вычислительнага блока саатв тственно, 1324008

L

Составитель Л.Плетнева

Редактор А.Огар Техред Л.Сердюкова Корректор Л,Патай

Заказ 2964/51 Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое. предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4