Устройство для преобразования временного интервала в напряжение

 

Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и позволяет осуществить преобразование временных интервалов, начало и конец которых ограничены различными сигналами, требующими их предварительного усиления, и может быть использовано в ультразвуковых расходеи скоростемерах ИзоЬретение позволяет повысить точность устройства за счет того,что в устройство, содержащее два усилителя и преобразователь время напряжение, введены два коммутатора, триггер и блок усреднения. Введенные элементы позволяют устранить влияние на конечный результат разности времен срабатывания усилителя и расширить нижний диапазон измеряемых временных интервалов 2 з п. ф-лы, 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю Н 03 M 1/50

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4620071/24 (22) 12,12.88 (46) 30,12.91. Бюл, йг 48 (71) Проектно-конструкторский и технологический институт "Водавтоматика и метрология" (72) Н.Д. Петрийчук, Ю. И. Абгаров и Е.А. Эдель (53) 681,325(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1244794, кл. Н 03 М 1/52, 1984.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1278587, кл. 6 01 F 1/66, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА В НАПРЯЖЕНИЕ (57) Изобретение относится к импульсной и вычислительной технике и позволяет

Изобретение относится к технике преобразования временных интервалов, начало и конец которых ограничены различными (разнесенными в пространстве) сигналами, требующими их предварительного усиления, и может быть использовано, например, в ультразвуковых расходо- и скоростемерах.

Целью изобретения является повышение точности.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма его работы.

Устройство содержит усилители 1 и 2, коммутаторы 3 и 4, входные шины 5 и 6, преобразователь 7 время — напряжение, блок 8 усреднения, шину 9 "Пуск", триггер

10, ключи 11 — 14.

„„5U„„1702527 А1 осуществить преобразование временных интервалов, начало и конец которых ограничены различными сигналами, требующими их предварительного усиления, и может быть использовано в ультразвуковых расходо- и скоростемерах. Изобретение позволяет повысить точность устройства за счет того, что в устройство, содержащее два усилителя и преобразователь время — напряжение, введены два коммутатора. триггер и блок усреднения.

Введенные элементы позволяют устранить влияние на конечный результат разности времен срабатывания усилителя и расширить нижний диапазон измеряемых временных интервалов. 2 з. и, ф-лы, 2 ил, Преобразователь 7. время - напряжение содержит управляемый генератор тока (УГТ) 15, одновибратор 16, ключ 17 и элемент памяти на конденсаторе 18, повторитель напряжения (усилителя тока) 19 и ключ 20.

До начала процесса преобразования на третью входную шину 9 подается импульс сброса (см. фиг. 2), например, с первого выхода внешнего генератора запуска.

При этом замыкается ключ 17 преобразователя время — напряжение. который разрежает конденсатор 18. Триггер 10 устанавливается импульсом сброса в положение, противоположное установленному, при котором замкнуты ключи 11 и 13 и разомкнуты ключи 12 и 14.

1702527

КТвх (3) 10

20

Старт-импульс (на первой входной шине 5) поступает через открытый ключ 11 на вход первого усилителя 1, усиливается им и через коммутатор 4 подается на первый вход и реобразователя 7, Стоп-импульс (на второй входной шине 6) поступает через открытый ключ 13 на вход второго усилителя 2, усиливается им и через коммутатор

4 подается на второй вход преобразовате. ля 7. Последний преобразует временный интервал между старт- и стоп-импульсами в пропорциональное ему выходное напряжение Овых1, равное

Овых1 = К(Твх. и + t2 ) = К(Твх + A 1 ) (1), где К вЂ” коэффициент преобразования

ПВН 9, 8/с;

Твх — длительность входного интервала на входе преобразователя (на входных шинах 5 и 6, т.е. истинное значение входного интервала), с; т1 — задержка входного сигнала первым усилителем 1, с, г2 — задержка входного сигнала вторым усилителем 2, с;

At- разность времен задержки второго и первого усилителей, с.

По истечении промежутка времени, превышающего максимально возможный преобразуемый интервал (верхний диапазон) в сумме с длительностью формируемого одновибратором 16 импульса (определяющего время преобразования

ПНВ 9), на входную шину 9 вновь поступает импульс сброса (см. фиг. 2), а на шины 5 и 6 сигналы с выходов объекта измерения, означающие начало и конец преобразуемого интервала. Импульсом сброса триггер 10 устанавливается в противоположное состояние "0", замыкая ключи 12 и 14 и размыкая ключи 11 и 13. При этом изменяется включение усилителей 1 и 2, так как старт-импульс (на первой входной шине 5) поступает через открытый ключ 12 на вход (т,е. другого, чем при первом включении) усилителя 2, усиливается им и через коммутатор 4 подается на первый вход преобразователя 7, Стоп-импульс (на второй входной шине 6) поступает через открытый ключ 14 на вход (т.е. другого, чем при первом включении) усилителя 1, усиливается им и через коммутатор 4 подается на второй вход преобразователя 7. Последний преобразует временной интервал между старт- и стоп-импульсами в пропорциональное ему выходное напряжение

Овых 2, РаВНОЕ

Овых2 К(Твх+ t1 t2 )= К(1вх At ) . (2,) 30

Блок 8 усреднения определяет среднее арифметическое Оср иэ двух значений Овых

И Овых2, РаВНОЕ

Овых1 + Овых2 ср

Это напряжение поступает на выход преобразователя временного интервала и соответствует истинному значению измеряемого интервала Твх, так как, как следует из выражения (3), из результата преобразования исключены временные параметры усилителей 1 и 2, влияющие на точность преобразования в прототипе

Преобразователь 7 работает следующим образом.

После разряда конденсатора 18 с помощью ключа 17 импульсом сброса, поступающим на вход преобразователя 7, и приема старт-импульса начинается заряд конденсатора 18 постоянным током УГТ 15 (см. фиг. 2), Заряд продолжается до появления стоп-импульса, поэтому напряжение на конденсаторе 18 в конце заряда пропорционально временному интервалу между старт- и стоп-импульсами, По сигналу на втором входе преобразователя 7 срабатывает также одновибратор 16, который замыкает ключ 20, в результате чего напряжение с конденсатора 18 через повторитель 19 в конце цикла преобразователя поступает на выход.

Блок усреднения 8 запоминает выходное напряжение преобразователя 7 с помощью элемента памяти до следующего цикла преобразования. Элемент усреднения может быть выполнен также на элементах вычислительной техники в виде последовательной цепи из синхронизируемых по сигналу одновибратора 16 АЦП, сумматора и делителя.

Формула изобретения

1. Устройство для преобразования временного интервала в напряжение, содержащее два усилителя, преобразователь время-напряжение, отл ича ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности, в него введены два коммутатора, триггер и блок усреднения, выход которого является выходной шиной, а вход соеДинен с выходом преобразователя время-напряжение, управляющий вход которого объединен с входом триггера, является шиной "Пуск", а первый и второй информационные входы соединены соответствующими выходами первого коммутатора, первый и второй уп1702527 равляющие входы которого обьединены с соответствующими управляющими входами второго коммутатора и подключены к прямому и инверсному выходам триггера, а первый и второй информационные входы первого коммутатора соответственно через первый и второй усилители подключены к соответствующим выходам второго коммутатора, первый и второй информационные входы которого являются соответственно первой и второй входными шинами, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что каждый из коммутаторов выполнен на четырех ключах, первые входы первого и второго из которых объединены и являются первым информационным входом коммутатора, вторым информационным входом которого являются информационные входы третьего и четвертого ключей, управляющие входы первого и третьего ключей объединены и являются первым управляющим входом коммутатора, вторым управляющим входом которого являются управляющие входы второго и четвертого ключей, выходы первого и четвертого ключей являются первым выходом коммутатора, вторым выходом которого являются выходы второго и третьего ключей, 3. Устройство по и. 1, отл и ч à ю ще е5 с я тем, что преобразователь время — напряжение выполнен на управляемом генераторе тока, одновибраторе, двух ключах, элементе памяти, выполненном на конденсаторе и повторителе напряжения, выход

10 которого соединен с информационным входом первого ключа, а вход объединен с первым выводом конденсатора. информационным входом второго ключа и подключен к выходу управляемого генератора тока, 15 первый и второй входы которого являются первыи и вторым информационными входами преобразователя, выходом и управляющим входом которого являются соответственно выход первого ключа и уп20 равляющий вкод второго ключа, выход которого обьединен с вторым выводом конденсатора и является шиной нулевого потенциала, а управляющий вход второго ключа через одновибратор объединен

25 с первым входом управляемого генератора тока.

1702527 ОГ 2

Редактор З.Ходакова

Заказ 4551 Тираж

ВНИИПИ Гос а тв, Подписное

Государственного комитета пс изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

> ь в ф

Составитель И.Романова

Техред M,Моргентал Корректор T.nàëèé роизводственно-издательский комбинат Патент" r. Ужгоро,,Г жгород, ул, агарина, 101