Устройство для измерения времени переходного процесса

 

Изобретение относится к области измерительной техники ,в частности, к устройствам для измерения интервалов времени. Целью изобретения является повышение точности измерений времени переходного процесса. Цель достигается введением элемента 3 задержки, дифференциального усилителя 4, компаратора 6 напряжения, при помощи которых осуществляется точное определение момента окончания переходного процесса как по величине амплитуды сигнала, так и по величине производной сигнала. Кроме того, устройство содержит генератор 1 ступенчатого напряжения, объект 2 испытания, компаратор 5 напряжения, элемент ИЛИ-НЕ 7, формирователи 8,9 переднего уровня, генератор 10 тактовой частоты, RS-триггер 11, счетчик 12. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

< 11 G 01 R 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 42921 37/24-21 (22) 03.08.88 (46) 07.07.89. Бюл. Ф 25 (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро физико-механического институТа АН СССР (72) О.К. Куценко, И.В. Кедровский и В.А. Погрибной (53) 621.317.077(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 68741 5, кл . G 04 F 10/04, . 979 .

Авторское свидетельство СССР

11 1007080, кл.G 04 F 1О/04, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДДЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА (57) Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для измерения ин„„SU„„1492311 А 1 терв алов времени. Целью изобретения является повышение точности измерений времени переходного процесса.

Цель достигается введением элемента 3 задержки, дифференциального усилителя 4, компаратора 6 напряжения, при помощи которых осуществляется точное определение момента окончания переходного процесса как по величине амплитуды сигнала, так и по величине производной сигнала.

Кроме того, устройство содержит re— нератор 1 ступенчатого напряжения, объект 2 испытания, компаратор 5 напряжения, элемент HJIH-НЕ 7, формирователи 8, 9 переднего уровня, генератор 1О тактовой частоты, RSтриггер 11, счетчик 12. 2 ил.

1 4 !231!

И )обре те)<ие <)тHocnT(Я Y H )и(l)

Целью изобретения являетгя ноны— шение т<чности измерений времени пе— реходногп процесса .

На фи! . 1 представлена блок — схе— мл предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство для измерения времени переходного процесса содержит генератор 1 ступенчатого напряжения, объект 2 испытания, элемент 3 задержки, дифференциальный усилитель

4, трехвходовые компараторы 5 и 6 напряжения, элемент ИЛИ-НЕ 7, формирователи 8 и 9 переднего фронта, генератор 10 тактовой частоты, RSтриггер 11, счетчик 12, причем выход генератора 1 ступенчатого напряжения подключен к входу формирователя 9 переднего фронта, вь(ход которого подключен- к входу установки в нуль счетчика 1 2 и входу установки в единицу RS-триггера 11, прямой выход которого подключен к входу разрешения счета счетчика 12, а инверсный — к выходу индикации конца измерений, выходы разрядов счетчика 12 подключены к выходу устройства, входы управления зоной чув— ствительности первого 5 и второго 6 компараторов напряжения объединены и образуют вход управления зоной чувствительности, выход элемента

ИЛИ-НЕ 7 подключен к входу формирователя 8 переднего фронта, выход которого подключен к входу установки в нуль RS-триггера 11, выход генерлтора 10 тактовой частоты соединен с синхровходом счетчика 12, выход генератора ступенчатого напряжения подключен к входу объекта 2 испытания и входу порогового напряжения первого трехвходового компаратора 5 напряжения, выход объекта 2 испытания подключен к сигнальному входу первого компаратора 5 напряжения, первому входу дифференциального усилителя 4 и входу элемента 3 задержки, выход которого подключен к второму входу дифференциального усилителя 4, выход последнего подключен к сигнальному входу трехвходового компаратора 6 напряжения, вход опорного ко1 о1)ог () (<)< )!и)! ен (()б<<(е)! ))))))<< ))! v(т1)()

5 входам элемента ИЛИ-НЕ 7.

Нл фиг. 2 приведены временные диаграммы работы устройства при рлзличHblx )(p )(Tel) )< TIp åõîä)<ûõ процесгов

1р колебательного (фиг. 2 л), экспо— ненцилльного <,фиг. 2 в) и апериодического (<1)иг. 2 б) хлрактера, возможных при различных структурах объ— ектл 2 испытания. На временной дил15 грамме обозначены: напряжение нл выходе генератора 1 U>,, напряжение на выходе объекта 2 измерений Б()т, напряжение на выходе элемента 3 задержки U() напряжение на выходе

20 комплратора 5 — a, напряжение на выходе компаратора 6 — б, напряжение на выходе RS-триггера 11 — в.

Устройство работает следующим образом.

25 В исходном состоянии триггер LI находится в состоянии "0", и с его выхода подается запрещающий сигнал нл вход счетчика 1 2, ввиду чего син— хросигнал счета времени переходного

30 процесса, поступающий с выхода генератора 10, не изменяет состояния счетчика 12. На выходах компараторов

5 и 6 присутствует высокий потенциал, а на выходе формирователя 8 присутствует нулевой потенциал . Перед началом измерений на входе управления зоной чувствительности устанавливается напряжение, onределяющее ширину зоны чувствительности ком4р параторов 5 и 6, чем задается точность, при которой переходный процесс считается законченным.

Работа устройства начинается с поступления с выхода генератора 1 по45 ложительного перепада напряжения определенного уровня Цв)(, которое поступает на вход компаратора 5, где используется для задания величины середины зоны чувствительности компаратора 5, на вход испытуемого объекта 2, а также нл вход формирователя 9. При этом формирователь 9 вырабатывает синхросигнал, поступающий на Ф-вход счетчика 12, что приводит к установке последнего в нулевое состояние, а также íà S-вход триггера 11 и переводит последний в единичное состояние, при этом нл вход гчетчика 12 поступает сигнал разI4×

"on ствительности.

Рс и!об(ИВ (<б б 1;1, 11 < 1111 1 < III«< II <÷ В !)е— мени, опрс де. Inf мь 1 <б;бстот<Ф импудьсон на Выходе генерат< ра 10, бброисходит изменение кода на Вых<бд< g ус гройстВа. При эTОм Hа ВыхAде устанаВлива ется нулевой потенциал, с игнализирующий о рабочем состоянии устройстВа. Напряжение с Выхода объекта 2,ха— рактеризуюшее переходный процесс В нем, поступает на Вход компаратора

5, на один из входов дифференциального усилителя 4 и через элемент 3 задержки, на другой его вход. В зависимости от структуры объекта 2 напряжение на входах этих блоков может изменяться согласно функциям, представленным на фиг. 2 а, б, в.

Переходный процесс гчитается закон ченным, если

x(t) = BUDA П,„! г„; (!)

x (t) = К Uon — (3„! а Un> (2) где x(t) — переходный процесс;

x (t) — первая пр<эизводная переходного процесса x(t)., К вЂ” коэффициент усиления усилителя 4, позволявший согласовать зоны чувствительности по x(t) и х (); величина порога зоны чув—

При этом, если условие (! ) выполняется, то на выходе компапатора 5 будет нулевой потенциал (фиг. 2,а), а если выполняется условие (2), то на выходе компаратора Ь устанавливается нулевой потенциал (фиг. 2,б) .

Совместное выполнение условий (1) и (2) приводит к появлению высокого потенциала на Выходе элемента

ИЛИ-НЕ 7, положительный перепад напряжения на его выхопе возбуждает формирователь 8, и импульс его выхода устанавливает триггер l! в нулевое состояние (фиг. 2,в).Это приводит к прекращению счета времени переходного процесса счетчиком 12 и установке сигнала Конец измерений на выходе триггера !!. На этом цикл измерения заканчивается и код времени переходного процесса находится на выходе устройства до начала следующего цикла измереббия.

2:311 6

УстройстВо для измерения Времени переходного бброцесса, содержащее генератор ступенчатого напряжения, 5

КЛЕММ< б дЛВ ПС,дКЛЮЧЕНИя ОбЪЕКта ИСПЫтания, трехвходовый компаратор напряжения, элемент ИЛИ-НЕ, для формирователя переднего фронта, генератор тактовой частоты, RS-триггер, счетчик, причем выход генератора ступенчатого напряжения подключен к входу первого формирователя переднего фронта, выход которого подключен к входу установки в 0 счетчика и входу установки в l RS-триггера, прямой выход которого подключен к входу разрешения счета счетчика, а инверсный — к выходу индикации конца измеоения уст20 ройства, выходы разрядов счетчика под ключены к информационному выходу устройства, вход управления зоной чувствительности подключен соответственно к входам управления зоной чувствитель

25 ности первого и второго компараторов напряжения, выход элемента ИЛИ-НЕ подключен к входу втоРого формирователя переднего фронта, выход которого подключен к входу установки в

30 0 RS-триггера, а выход генератора тактовой частоты соединен с синхровходом счетчика, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерения времени переходного процесса, оно дополнительно со35 держит элемент задержки, дифференциальный усилитель, второй трехвходовый компаратор напряжения, причем выход генератора ступенчатого напряжения подключен к входной клемме

40 с для подключения объекта испытания и входу порогового напряжения первого трехвходового компаратора напряжения, выходная клемма для подключения объекта испытания подключена к вхо45 ду сигнала первого трехвходового компаратора напряжения, первому входу дифференциального усилителя,и входу элемента задержки, выход которого

50 подключен к второму входу дифференциального усилителя, выход последне" го подключен к входу сигнала второго трехвходового компаратора напряжения, вход опорного напряжения котоРого соединен с общей шиной устройства, 55 выходы первого и второго трехвходовых компараторов напряжения подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ-НЕ.

149231 1

Составитель В. Антохин

Техред А. Кравчук Корректор И. Горная

Редактор И. Горная

Заказ 3873/48 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101