Измеритель временных интервалов
Использование: в импульсной технике для измерения временных интервалов с долговременной памятью зафиксированного временного интервала. Сущность изобретения: измеритель содержит 1 формирователь тока записи (1), 1 блок считывания (2), 1 генератор одиночных импульсов (3), 1 стартовый ключ (4), 1 конденсатор
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (юру 6 04 F 10/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Cmaрт C mon (21) 4762579/21 (22) 27.11.89 (46) 23,09.92. Бюл. № 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт технической физики (72) М.Ж.Хайретдинов (56) Авторское свидетельство СССР
N152201,,кл. G 04 F 10/04, 1962.
Авторское свидетельство СССР
¹ 1022109, кл. G 04 F 10/04, 1981. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ВРЕМЕННЫХ ИНТЕРВАЛОВ
„„533 ÄÄ 1764028 А1 (57) Использование: в импульсной технике для измерения временных интервалов с долговременной памятью зафиксированного временного интервала. Сущность изобретения: измеритель содержит формирователь тока записи (1), 1 блок считывания (2), 1 генератор одиночных импульсов (3), 1 стартовый ключ (4), 1 конденсатор (5) 1 стоповый ключ (6), 1 ферромагнитный сердечник (7), 1 обмотку (8), 1 шину "Включение" (9). Одет 4 2 1+0пит, 4 1; 4—
5; 4 — 6; "Старт" — 3 — 4 "Стоп" — 6: +Обит — 5;
4 — 8 — 1, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.
1764028
Изобретение относится к электроизмерительной технике.
Целью изобретения является расширение диапазона измерения.
На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого мизмерителя; на фиг.
2 — временная диаграмма, поясняющая его работу, на фиг. 3 — характеристика магнитного сердечника; на фиг. 4 — градуировочная характеристика измерителя.
Измеритель временных интервалов (фиг. 1) содержит формирователь 1 тока записи; блок 2 считывания, генератор 3 одиночных импульсов, стартовый ключ 4, конденсатор 5,стоповый ключ 6,сердечник
7, обмотку 8, шину 9 "Включение", шины
"Старт" и "Стоп", шины +Опит и -Опит.
Формирователь 1 тока записи содержит резисторы 10 — 13, транзистор 14 и конденсатор 15. Блок 2 считывания содержит транзистор 16, детектор 17 насыщения, резистор
18, триггер 19, генератор 20 тактовой частоты, ключ 21 и счетчик импульсов 22.
Шина — Обит соединена с сигнальным входом стартового ключа 4, шина+О подключена к положительному выводу конденсатора 5, а шина "Стоп" соединена с управляющим входом стопбвого ключа 6.
Первый вход формирователя 1 тока записи через стартовый ключ 4, а второй непосредственно соединены с шинами -U Измеритель временных интервалов работает следующим образом. Перед измерением с помощью блока считывания 2 магнитный сердечник 7 намагничивают в исходное магнитное состояние Фг (фиг. 3). На исследуемый объект измеритель устанавливают без блока 2 считывания, поскольку он в процессе записи информации не участвует. В момент т (фиг. 2) отдействия ударной воздушной волны срабатываетконтактный датчик (фиг. 2А), который по входу "Старт" запускает генератор одиночных импульсов 3 (фиг, 2А), выполненный, например, в виде одновибратора (ждущего мультивибратора). Генератор формирует 55 прямоугольный импульс с фиксированной длительностью Лт1 = tz — t1 и открывает на это время стартовый ключ 4 (фиг, 2Б), 3а время Лт1 происходит заряд конденсатора 5 до фиксированного напряжения Un (фиг. 2Â), подаваемого по проводной линии от источника питания постоянного тока (на чертеже не показан). Через 7 — 10 мс происходит обрыв проводной линии. Однако запасенная энергия в конденсаторе 5 обеспечивает работу измерителя в течение необходимого времени для регистрации временной установки контролируемого прибора, В момент tz конденсатор 5 начинает разряжаться на формирователь тока записи 1, который преобразует поступающее на первый и второй входы экспоненциальное напряжение (фиг. 2В) в нарастающий ток (фиг. 2Г) на выходе формирователя, протекающий по обмотке 8 сердечника 7, В момент t> ток в обмотке 8 появляется скачкообразно за время заряда конденсатора 5, которое составляет < 1 мс. Это обеспечивается резистором 11, который вместе с резистором 13 формирует отпирающее напряжение на базе транзистора 14, Скачкообразное появление тока в обмотке Я необходимо для исключения времени, нужного для преодоления магнитного поля Н (фиг, 3), где Нт — магнитное полетрогания, превышение которого вызывает необратимое намагничивание сердечника. Следовательно, в момент t> на сердечник действует поле записи Hso Н (фиг, 3), которое переводит сердечник на крутой участок петли гистерезиса (фиг, 3, точка 1). Далее по мере увеличения поля Н сердечник намагничивается из состояния ЛФ1 в сторону CDz — в точку 2. В момент t> испытуемый прибор, временную уставку которого требуется зафиксировать, после отработки своей временной установки формирует сигнал (фиг. 2Д), который- поступает на управляющий вход "Стоп" ключа 6. Ключ 6 срабатывает и разряжает конденсатор 5, Ток в обмотке 8 пропадает, а следовательно, поле H> = О. В силу запоминающих свойств магнитного сердечника из материала с прямоугольной петлей гистерезиса в сердечнике устанавливается остаточный магнитный поток ЛФ . Таким образом, информация о временном интервале Alz = 13 — 11 регистрируется в сердечнике 7 в виде остаточного потока ЛФ ., который хранится в сердечнике практически неограниченное время, После изменения измеритель демонтируют с испытуемого объекта и к обмотке 8 сердечника 7 подключают блок считывания 2, При подаче управляющего напряжения Ов д сра1764028 батывает триггер 19, открывающий транзистор 16, и отпирает ключ 21. Коллекторный ток транзистора 16, протекая по обмотке 8 в направлении, противоположном направлению тока записи, переводит магнитный сердечник из состояния ЛФз в состояние насыщения — Фш. Момент насыщения сердечника характеризуется резким увеличением тока считывания. Детектор насыщения 17, выполненный, например, на туннельном диоде, реагирующем на резкое увеличение тока считывания, срабатывает, Выходной сигнал с детектора насыщения 17 0откл. возвращает триггер 19 в исходное состояние. При этом с базы транзистора 16 и ключа 21 снимается управляющее напряжение. Таким образом, на входе транзистора 16 и ключа 21 формируется импульс считывания длительностью тсч, соответствующий времени переключения сердечника из состояния ЬФ в состояние насыщения — Фш. Ключ 21, открываясь на время считывания тсч, пропускает импульсы с генератора 20 Ф тактовой частоты. На счетчике 22 регистрируется число импульсов N = гсч .f, откуда тсч = N/f. По окончании импульса считывания сердечник возвращается в исходное со стояние Ф2. Время считывания ©2+AФз + Фш т сч = C0 I сч где со — число витков обмотки 8; 0сч. = const — напряжение считывания; A Фш — величина, обусловленная обратимыми процессами после насыщения сердечника. По предварительно снятой градуировочной характеристике (фиг. 4), представляющей зависимость r«1(ЛЬ), определяют зарегистрированный временной интервал. В измерителе временных интервалов сердечник работает в режиме записи с токовым управлением, Магнитные элементы с токовым управлением работают на линейном участке в статической характеристике ЛФ = f(F); зависимость уровня устанавливаемого в сердечнике потока ЛФ от действующей МДС F = l и, где — ток, протекающий в обмотке сердечника с числом витков ш Линейный участок наиболее выражен у тороидальных сердечников с большим отношением наружного и внутреннего диаметров O/о, В режиме с токовым управлением уровень намагничивания сердечника ЛФэ не зависит от времени протекания тока в обмотке 8. Сердечник в измерителе намагничивается по статической петле гистерезиса, O Ф 10 где единственным параметром, определяющим уровень ЛФз, является амплитуда тока в обмотке 8 сердечника 7, создаюгцая соответствующую напряженность поля записи Н>. Следовательно, время установления потока A Ф зависит лишь от времени нарастания тока в обмотке 8. Изобрете ние позволяет осуществлять измерение в более широком диапазоне при использовании серийно выпускаемых малогабаритных "сердечников, что достигается благоДаря преобразованию запасенной энергии в KQHденсаторе в линейно нарастающий ток, создаваемый формирователем тока записи, и 15 реализации токового режима намагничивания запоминающегб сердечника. Формула изобретения 1, Измеритель временных интервалов, содержащий стартовый и стоповый ключи, 20 конденсатор, накопйтельную ячейку, состоящую из ферромагнитного сердечника с прямоугольной петлей гистерезиса и обмотки, входные шины "Старт" и "Стоп", две шины питания +0пит". и -Unm. источника 25 питания, причем шина — 0ддт, соединена с сигнальным входом стартового ключа, шина +0дит подключена к положительному выводу конденсатора, а шина "Стоп" соединена с управляющим входом стопового ключа, 30 отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него дополнительно введены блок считывания, генератор одиночных импульсов, шина "Включение" и формирователь тока записи, 35 первый вход которого через стартовый ключ, а второй непосредственно соединены с шинами — Ungy и +0пит. соответственно, а выход подключен к второму входу блока считывания, первый вход которого соединен 40 непосредственно с первым входом формирователя тока записи и через обмотку сердечника — с его выходом, сигнальные входы стопового ключа подключены к шинам+0ли, и -0пи, минусовой вывод конденсатора со45 единен с шиной -0> 55 входу формирователя, второй вход которого соединен с базой транзистора через последовательно соединенные конденсатор и второй резистор, а с эмиттером транзистора — через третий резистор, а коллектор тран1764028 зистора через четвертый резистор подключен к выходу формирователя. 3. Измеритель по и. 1, отл и ч а юшийся тем, что блок считывания содержит генератор тактовой частоты, ключ, счетчик импульсов, триггер, детектор насыщения, резистор и транзистор, коллектор которого соединен с первым входом блока считывания, а эмиттер — с первым входом триггера и через детектор насышения — с плюсом источника напряжения считывания, второй вход триггера подключен к третьему входу блока считывания, а прямой выход через 5 резистор — с базой транзистора и с управляющим входом ключа, вход которого соединен с генератором тактовой частоты, а . выход-со счетным входом счетчика импульсов. 1764028 1764028 О О о О о Редактор Г, Бельская Заказ 3456 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 1 о Составитель Ю. Шишкин Техред М.Моргентал Корректор М, Максимишинец
