Цифровые измерители временных интервалов

Наибольшее распространение для измерения временных интервалов и периода нашел время-импульсный метод. Этот метод заключается в подсчете импульсов опорной (заранее известной) частоты в течение измеряемого периода или интервала времени.

На рисунке 6.1 приведена структурная схема время-импульсного измерителя, а на рисунке 6.2. - эпюры напряжений, поясняющие его работу.

Рисунок 6.1 Структурная схема время-импульсного измерителя

Формирователи Ф1 и Ф2 создают из входных сигналов и импульсы «старт» и «стоп» соответственно начала и конца измеряемого интервала , который формируется тригерром Тг. Триггер открывает на время

Рисунок 6.2 Эпюры напряжений, поясняющие его работу

ключ Кл, который пропускает на счетчик СЧ некоторое число счетных импульсов с периодом с генератора ГОЧ. Счетчик подсчитывает число импульсов N и полученный результат отображается на цифровом отсчетном устройстве ЦОУ.

,

где << , тогда

.

Для получения удобного отсчета берут Гц, тогда

.

Погрешности измерения:

а) Относительная нестабильность частоты ГОЧ . Для повышения точности измерений используют в качестве ГОЧ термостатированные кварцевые генераторы. Тогда .

б) Погрешность дискретности. Определяется значением периода счетных импульсов .

Рассмотрим более подробно процесс возникновения и величину погрешности дискретности время-импульсного преобразования. Из рисунка 6.3. видно, что за результат преобразования принимается величина , тогда как реально , где и - временные отрезки между счетными импульсами и началом (старт) или концом (стоп) измеряемого

Рисунок 6. 3 Процесс появления погрешности дискретности

интервала. Причем величины и в случае некоррелированности счетных импульсов и границ измеряемого интервала носят случайный характер (с равномерным законом распределения) и лежат в пределах , т. е. абсолютная погрешность дискретности

.

Дата добавления: 2014-01-07