Таценко И. С., Бурченков Г. К., Затока С. А

Национальный технический университет Украины

«Киевский политехнический институт»,Украина

Виртуальный макет цифрового хронометра с нониусным генератором импульсов

Постановка задачи.

Измерение времени всегда являлось важным процессом для человечества. И с развитием различных технологий требования к точности измерения растут. Цифровой хронометр с нониусным генератором импульсов предоставляет разрешающую способность 100 ps. В связи с простотой схемы, его высокой точностью, а также в целях демонстрации применения нониусного метода в измерениях интервалов времени, данный частотомер был выбран для моделирования в пакете LabVIEW. Макет может быть использован в лабораторном практикуме по курсу ”Методы и средства измерений”.

Описание модели.

На рисунке 1 представлена структурная схема реального цифрового хронометра с нониусным генератором импульсов[1].

Рисунок 1

Виртуальный макет прибора содержит смоделированные блоки реального прибора. На рисунке 2 представлена структурная схема виртуального прибора.

Рисунок 2

На рисунке 2 обозначено:

· G – генератор входного импульса;

· G0 – генератор опорных импульсов;

· Gн – генератор нониусных импульсов;

· SW – ключ;

· CT – счётчик;

· I – индикатор;

- подключенные осциллографы.

В связи с тем, что макет планируется использовать в учебных целях, то к схеме подключено два осциллографа. Осциллограф 1 отображает заполнение входного импульса, длительность которого измеряется, квантующими импульсами. Осциллограф 2 отображает принцип работы нониусного метода — совпадение опорных и нониусных импульсов. Смоделированная схема совпадения импульсов срабатывает при пересечении опорного импульса нониусным на 77% (совпадают 7 точек из 9 полупериода сигнала).

Так как диапазон входного интервала времени равен 10-9 .. 10-5 s, то генерация всего сигнала до момента Стоп1 осуществляется путём расчёта параметра Sampling info генератора опорных импульсов. На рисунке 3 представлена схема генерации параметра Sampling info.

С момента Стоп1 сигналы генераторов создаются в цикле, за одну итерацию которого, генерируется один период сигнала нониусных импульсов. Внешний вид виртуального макета представлен на рисунке 4.

После окончания работы генераторов рассчитывается результат измерения:

Рисунок 3

Рисунок 4

Литература:

1. П. Орнатский. Автоматические измерения и приборы. Киев, «Вища школа», 504с, 1986г.

2. А. Я. Суранов "LabVIEW 7: справочник по функциям", Москва, "ДМК Пресс", 2005г.