Устройство для измерения постоянной времени

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения постоянной времени. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия достигается за счет одновременности начала переходного процесса и счета импульсов и измерения постоянной времени во время остановки переходного процесса. Устройство содержит ключи 1 и 2, делитель напряжения 3, нульорган 4, интегратор 5, нульорган 6, клеммы 7 и 8 для подключения объекта измерения 9, аналоговый запоминающий блок 10, регистр 11, счетчик 12, генератор 13 опорной частоты, элемент 14 неравнозначности, элемент ИЛИ-НЕ 15, триггер 16. Нулевое состояние, от которого начинает счет счетчик 12 в момент начала экспоненциального падения напряжения, позволяет исключить погрешность, возникавшую из-за неодновременности запуска счетчика и начала переходного процесса в объекте измерения, и тем самым повысить точность предлагаемого устройства. Измерение постоянной времени объекта измерения во время остановки изменения напряжения на выходе интегратора 5 как после линейного роста, так и после линейного уменьшения позволяет увеличить быстродействие устройства примерно вдвое. 2 ил.

СО103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5)) 4 G О1 В. 29/02

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4306027/24-21 (22) !4.09,87 (46) 30,08.89. Вюл. № - 32 (71) Львовский политехнический институт и Львовский лесотехнический институт (72) В.Г. Врандорф, В,А.Котляров и И,П.Паралюх (53) 621.317,75(088.8) (56) Ремез Г.A. Радиоизмерения. М.:

Связь, 1966, с. 347 348, рис. 10 56.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1150615, кл. G 04 F 10/04, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОИ ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения постоянной времени, Бель изобретения — повышение точности и быстродействия — достигается за счет одновременно ти начала переходного процесса и счета импульсов и измерения постоянной времени во время остановки переходного процесса, „„SU„„3 504626 А 1

Устройство содержит ключи 1 и 2, делитель 3 напряжения, нуль-орган 4, интегратор 5, нуль-орган 6, клеммы 7 и 8 для подключения объекта 9 измерения, аналоговый запоминающий блок 10, регистр 11, счетчик 12, генератор 13 опорной частоты, элемент неравнозначности 14, элемент ИЛИ-НЕ 15„ триггер

16,. Нулевое состояние, от которого начинает счет счетчик 12 в момент начала экспоненциального падения напряжения, позволяет исключить погрешность, возникавшую из-за неодновременности запуска счетчика и начала переходного процесса в объекте измерения, и тем самым повысить точность предлагаемого устройства. Измерение постоянной времени объекта измерения во время остановки изменения напря-. жения на выходе интегратора 5 как после линейного роста, так и после линейного уменьшения позволяет увеличить быстродействие устройства примерно вдвое. 2 ил.

626

3,1 504

Изобретение относится к измерительной технике и может быть испольЗовано для измерения постоянной вреМени.

Цель изобретения — повышение точНости и быстродействия, На фиг.1 представлена схема уст ройства на фиг.2 — диаграммы.

Устройство содержит первый и вто рой ключи 1 и 2, делитель 3 напряже ния, первый нуль-орган 4, интегра тор 5, второй нуль-орган 6, первую ! ! .— ,и вторую клеммы 7 и 8 для подключе;ния объекта 9 измерения, аналоговый

;запоминающий блок (АЗБ) 10, регистр ! 11, счетчик 12, генератор 13 опорной частоты, элемент неравнозначности 14, элемент ИЛИ-НЕ 1 5, триггер 1 б.

Входы устройства через ключи 1 и ! . .2 подключены к входу интегратора 5, 1 выход которого подключен к первОму входу второго нуль-органа б и к пер вой клемме 7 объекта 9 измерения, : вторая клемма которого подключена к информационному входу АЗБ и второму

; входу первого нуль-органа 4, к пер,вому входу которого через делитель 3

: напряжения подключен выход АЗБ 10, Выход второго нуль-органа 6 подключен к входу установки в "0" счетчика 12 и к R -входу триггера 16, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа 2 и входу генератора 13 опорной частоты.

Выход генератора 13 опорной частоты подключен к входу регистра 11 и к входу счетчика 12, выходы разрядов которого, кроме двух старших, подключены к входам регистра 11, выходы которого являются выходами устройства, Самый старший разряд счетчика 1 2 подключен к первому. входу элемента неравнозначности 14, к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 15 и к входу установки в "1" триггера 16. Второй, начиная от старшего, разряд счетчика 1 2 подключен к второму входу элемента ИЛИНЕ 15 и к входу управления АЗБ 10, Выход элемента ИЛИ-HE 15 подключен к управл,.ющему входу первого ключа l выход элемента неравнозначности 14 подключен к входу переноса информации в регистр 11, Выход первого нульоргана 4 подключен к второму входу,элемента неравнозначности 14, При разомкнутом ключе 17 АЗБ переходит в режим хранения информации на выходе, 5

На временных диаграммах фиг.2 цифрами обозначены выходы соответствующих элементов схемы по фиг,1. В скобках обозначены номера трех элементов, диаграммы на выходах которых изображены пунктиром.

Вход установки в "0" счетчика 12 подключен к входам установки в О всех разрядов счетчика, кромЕ двух старших.

Вход регистра 11,.подключенный к выходу генератора 13, является синхронизирующим входом и подключен к

С-входу D-триггера, входящего в состав регистра, К D-входу этого триггера подклочен вход разрешения переноса информации в регистр, соединенный с выходом элемента неравнозначности 14, Это вызвано необходимостью исключить перенос в регистр состояния счетчика во время пробега в нем единицы переноса после поступления очередного импульса в счетчик, К входам устройства подключают источники отрицательного и положительного опорных напряжений (не показаны).

Объект 9 измерения включается между первой 7 и второй 8 клеммами. Счетчик

l2 подсчитывает импульсы генератора

13 опорной частоты при нахождении триггера 16 в "0". При нахождении триггера 16 в "1 генератор 13 не выдает импульсы. Два старших разряда счетчика включены по схеме пересчета на 3 (0,1,2,0,1,2,...; остальные разряды счетчика могут работать в любой системе).

Работа устройства протекает в 4 такта, В первом такте (интервал t -t, ) появляется. единица на выходе элемента И-НЕ 15, замыкается ключ 1 и напряжение на выходе интегратора 5 растет. Напряжение на выходе объекта контроля (клемма 8) постепенно возрастает до установившегося уровня, определяемого свойствами объекта, АЗБ 10 в этом такте подачей нуля на его управляющий вход устанавливается в режим отслеживания входного напряжения и запоминает уровень, до которого вырастает напряжение на выходе объекта измерения к концу первого такта.

Во втором такте (интервал t -t ) клоч 1 размыкается, интегратор 5 устанавливается в режим хранения выходного напряжения, напряжение на вы

5 150462 ходе объекта измерения экспоненциально стремится к нулевому уровню. Это напряжение подается на второй вход нуль-органа 4, На первый вход этого

5 нуль-органа через делитель. 3 подается напряжение с выхода АЗБ 10, переведенного во втором такте н режим хранения напряжения. Это напряжение имеет уровень, до которого доросло на- 10 пряжение на выходе объекта измерения к концу первого такта, и поступает на вход нуль-органа 4 через делитель

3 с коэффициентом передачи 0,37. Через время, равное постоянной времени объекта измерения, уровни напряжений на входах нуль-органа 4 сравниваются, а затем. напряжение на выходе объекта измерения становится меньше напряжения на выходе делителя 3 на- 20 пряжения, В этот момент на выходе нуль-органа 4 появляется "1", На выходе элемента нераннозначности )4 также появляется "1 и в этот момент число из счетчика 12.переносится в 25 регистр 11, Учитывая, что в момент начала второго такта младшие разряды счетчика переполняются и устанавливаются.в "0", н регистр переносится число, пропорциональное постоянной времени объекта измерения, В конце второго такта в момент установки н "1" старшего разряда счетчика 12 н "1" устанавливается триггер 16, При этом он включает ключ 2

35 и прекращает подачу импульсов с выхода генератора 13 на вход счетчика 12. Счетчик останавливается, старший разряд счетчика 12 находится в положении "l остальные — н нулевом положении. Начинается обратный ход интегратора 5, т.е, напряжение на его выходе падает с постоянной скоростью. В это время на выходе объекта измерения напряжение растет в 45 обратную по сравнению с первым тактом сторону (растет напряжение отрицательной полярности). АЗБ 10 переводится в режим отслеживания этого напряжения {интервал С -t временной диаграммы). Уровень на выходе элемента неравнозначности 14 становится нулевым, так как старший разряд счетчика 12 установлен в "1".

К концу третьего такта на выходе АЗБ

l0 напряжение равно напряжению на выходе объекта 9 измерения.

Третий такт работы устройства заканчивается тогда, когда напряжение

6 О на выходе интегратора 5 достигает нулевого уровня, что фиксируется нульорганом 6, который возвращает триггер 16 н нулевое состсяние и устанавливает в "0" нсе разряды счетчика, кроме двух старших.

В четвертом такте установкой н "1" второго, начиная от старшего, разряда счетчика 12 ЛЗБ 10 переводится в режим запоминания и на его выходе устанавливается напряжение, равное напряжению на выходе объекта 9 измерения к концу третьего такта. В тс же время напряжение на выходе объекта 9 измерения н начале четвертого такта благодаря прекращению изменения напряжения на выходе интегратора 5 начинает экспсненциальнс стремиться к нулю. Когда это напряжение становится равным напряжению на выходе АЗБ 10, т поделенному Делителем 3, на выходе нуль-органа 4 едичичнсе напряжение становится нулевым, а на выходе элемента нераннозначности нулевое напряжение становится единичным, гла-. годаря этому происходит перенос сс" стояния младших разрядов счетчика 12 в регистр 11 {интервал t>-t„.), В регистр .1, таким образом, но вторсм и четвертом тактах работы устройства переносится состсяЙие счетчика l2 н момент равенства напряжения на выходе объекта 9 измерения 0,37 от уроння, с которого напряжение на ныходе объекта измерения начинает экспоненциальнс уменьшаться с постоянной времени этого объекта в момент нуленогс состояния счетчика 12 (кроме его двух старших разрядон) Поэтому в регистр 1! переносится число, ггропорциональное постоянной времени объекта 9 измерения.

Таким образом, нулевое состояние, от которого начинает счет счетчик

12 в момент начала экспоненциального падения напряжения, позволяет исключить погрешность, присущую прототипу из-за несднсвременнссти запуска счетчика и начала переходного процесса в объекте. измерения, и тем самым повысить точность предлагаемого устройства, Измерение постоянной времени объекта измерения во время прекращения изменения напряжения на выходе интег» ратора 5 как после линейнсга роста, так и после линейного уменьшения, позволяет увеличить быстродействие, 1 504626 устройства примерно вдвое, так как во время второго измерения проис- ходит одновременно приведение устройства в исходное состояние.

Составитель Л,Стройкова

Редактор И.Рыбченко Техрец М.Дидык Корректор О.Кравцова

Заказ 5249/47 Тираж 714 Подписное

1 ВНИИПИ Государственного -комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ó>Kãoðîä, ул. Гагарина,101

Формула изобретения

Устройство для измерения постоянной времени, содержащее интегратор, первый нуль-орган, делитель напряжения, аналоговый запоминающий блок, выход которого через делитель напряжения подключен к первому входу первого нуль-органа, к второму входу которого подключены первая клемма пля подключения объекта измерения и информационный вход аналогового запоминающего блока, второй нуль-орган, генератор опорной частоты и счетчик, о т л и ч а þ ù е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены два ключа, . регистр, триггер. элементы ИЛИ-HE u неравнозначности, причем входные QIHны устройства через ключи подключены к входу интегратора, выход которого подключен к первой клемме объекта измерения и к первому входу второго нуль-органа, второй вход которого заземлен, а выход подключен к вхо5 ду установки в "0" счетчика и к Rвходу триггера, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа и входу генератора опорной частоты, выход генератора соедииен с

10 входами регистра и счетчика, выход старшего разряда которого подключен к первым входам элементов ИЛИ-НЕ и неравнозначности H установочному входу триггера, выход второго, начиная от старшего, разряда счетчика подключен к второму входу элемента ИЛИ-НЕ и входу управления аналоговым запоминающим блоком, выходы остальных разрядов счетчика соединены с информационными входами регистра, выходы которого являются выходами устройства, к входу разрешения регистра подключен выход элемента неравнозначности, к второму входу которого подключен . выход первого нуль-органа, а к управляющему входу первого ключа подключен выход элемента ИЛИ-НЕ,