专利名称：数字式多功能时间检定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于各类设备的自动控制、时间测量、或机载设备接触与断开时间的测量的时间测量仪器，如航空专用测试设备、无损探伤、表面处理、硬度计等使用的时间测量仪器。
背景技术：
早期的时间测量仪器主要是以手动控制检定的指针式为主，主要有数字式延时继电器、数字式电秒表、数字计/定时器三大类型。并广泛用于军机、波音飞机特种工艺。现有技术的时间测量仪器都不能全面检定和满足上述各类仪器检定的标准设备，检定时只能采用秒表卡时的方法检定，其准确度无法满足仪器出厂指标。这种手动控制检定采用秒表卡时的方法是利用机械开关同步，利用信号发生器、数字计数器来完成校准。它的准确度虽然较秒表卡时高，但仍然不能满足大多数被校仪器的要求，而且抗干扰能力极差，经常出现中途停机的情况。一次只能检定一台仪器。由于它存在秒表的分辨率及人为的手动误差的缺陷，而根本不能满足被校仪器的使用要求。除了极个别准确度要求很低的仪器外，基本不采用这种方式。尤其对于ms级时间的测量，根本无法开展。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述现有技术存在的不足之处，提供一种集数字式延时继电器、数字式电秒表、数字计/定时器为一体，且能在0.1ms~99999999s测量范围内任意预置数据，数据设定后可以多次检定，且时间量值传递准确、可靠的数字式多功能时间检定仪。
实现本实用新型目的的技术方案是一种多功能数字时间检定仪，包括由前后面板组成的机箱和显示器，其特征在于它还包括单片机控制中心和接口芯片、石英晶体振荡器、电子开关、键盘控制芯片及程序存储器，在程序部件的控制下，向时间选择电路、显示选择电路、置数电路、同步控制电路、指示灯发送控制信号和接收面板键盘、计数到达发送的信号，通过数字键和时标信号器来配合选择预置检定范围内的任意数据。
本实用新型所述的单片机控制中心可以是由51系列单片机、键盘控制芯片、可编程接口扩展芯片、EEPROM程序存储器组成，并作为控制核心，以根据接收的信号处理相应的事件。
本实用新型所述的石英晶体振荡器是带恒温槽的高稳定度石英晶体振荡器。
本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果本实用新型检定仪由于提供的时标信号频率最高可达到1MHz，所以其分辨率可以达到1μs；其中提供的可供使用者选择的1M、100k、10k、1ms、10ms、0.1s、1s七个时标信号，保证了检定仪的准确度和分辨率。
本实用新型作多功能时间基准采用的带恒温槽的高稳定度石英晶体振荡器，提供了一个稳定而准确的信号。通过分频电路，产生出检定仪所需要的时标信号，并通过面板上的按键进行切换。通过面板上的显示选择按键，控制电子开关电路对四路显示进行切换，使操作者可以查看各路校准数据。而且通过选择面板上的数字键和时标选择键可以预置检定范围内的任意数据。使整机具有高稳定度、高准确度、测量范围宽的优点。
本实用新型不仅功能完善，操作方便，抗干扰能力强。而且还具有按键声响及自检测功能，可以检定数字延时继电器、数字电秒表、数字计/定时器。
本实用新型集数字式延时继电器、数字式电秒表、数字计/定时器为一体，可同时完成三台DH14型数字延时继电器的检定；能按照JJG238-95《数字式时间间隔测量仪检定规程》完成数字电秒表的检定；具有较强的扩展能力，可用于其它型号数字时间仪器的检定。数字电秒表检定功能除了能满足各种数字电秒表的检定外，还能对采用通断控制的计时器进行检定。
由此可见，本实用新型几乎解决了现有技术秒表卡时、手动测试所遇到的全部问题。首先是解决了准确度的问题准确度可以达到±(1×10-7×测量时间+5μs)，可完全满足数字延时继电器、数字电秒表、数字计/定时器的检定。其次是解决了抗干扰的问题，采用的是数字信号和合理的电路设计及布线，使其抗干扰能力进一步加强。再其次是解决了检定数量的问题对于延时继电器它可以同时完成3台设备的检定任务；对于数字电秒表还可根据其负载能力，同时完成3～6台设备的检定任务。
以下结合附图，对本实用新型作出进一步的描述
图1是本实用新型前面板的结构示意图。
图2是本实用新型后面板的结构示意图。
图3是本实用新型组成连接图。
图4是本实用新型程序软件流程示意图。
图5是本实用新型原理图。
具体实施方式
在图1、图2中，内部的石英晶体振荡器1或从仪器后面板的晶振输入插座2送入外部标准时间基准信号通过后面板的频率标准选择开关4后，接到了后面板的晶振输出插座5和分频器7。分频器7产生的信号送到时标选择器9。前面板的时标选择按键8信号被送到单片机11，单片机11的控制信号控制时标选择器9，使时标选择器9将选中的分频信号送到后面板的时标输出插座10、数字延时继电器多路计数电路13、电秒表计数电路18以供使用。
前面板的DH14按键6信号送到数字延时继电器控制电路12，该电路产生的控制信号连接到数字延时继电器计数电路13、后面板的数字延时继电器测试口3。该数字延时继电器测试口3上被检设备的触点信号也连接到数字延时继电器计数电路13。数字延时继电器计数电路13的信号送到显示选择电路14等待使用者选择。显示选择部分采用了四选一的电子开关，可以任意选择三路延时继电器和一路电秒表的显示。
前面板的电秒表按键19信号送到单片机11，单片机11产生的控制信号用于控制预置锁存同步电路17、电秒表计数电路18和电秒表控制电路22。预置锁存同步电路17的控制信号连接到电秒表计数电路18，而该电路的预置数据和电秒表计数电路的数据被连接到计数比较电路20，计数比较电路20所产生的控制信号被连接到单片机11；电秒表计数电路18连接到显示选择电路14等待使用者选择。电秒表控制电路22根据单片机11的指令发出控制信号控制前面板的电秒表测试口21之间的导通或截止状态。
显示选择电路14选中的信号连接到译码驱动电路15，再连接到前面板显示器16。
单片机的控制信号连接到发声电路，使其发出“嘀”声。
图4描述了本实用新型程序软件流程关系。其程序软件部件采用适合实时控制的汇编语言编写。程序初始化后，一直扫描键盘等待数据，当有键被按下后，程序通过中断方式读取键盘的数据，首先发出“嘀”声，使操作者知道按键已被单片机接收，然后判断按键的内容，如果是功能键则转向相应的功能程序，如自检、显示选择、升降选择、电秒表功能选择。如果是数字键，则记录按下数字键的次数，一旦数字键按键次数超过8次还没有按下“时标选择”键，程序将控制显示闪烁，然后恢复初始状态。在按顺序将数字键显示出来。如果是时标选择键，则向时标选择电路发送控制信号，同时将刚才输入的数据重新以秒为单位排列显示。如果是开始键，则控制计数电路开始计数，然后一直等待比较电路回传的信号，如果接收到数据相同信号，则是系统恢复到计数开始前的状态。等待下次按键的输入。
图5描述了本实用新型的工作原理和使用。检定仪将晶振所产生的时标信号进行分频，送到时标选择器待用，为了保证检定仪的准确度和分辨率，分频器产生了供使用者选择的1M、100k、10k、1ms、10ms、0.1s、1s七个时标信号。
进行数字延时继电器校准时，首先将被检延时继电器连接到检定仪后面板的“数字延时继电器测试接口”，最多可同时连接三台。单片机将控制检延时继电器处于“暂停”状态，如果它或检定仪自身显示不为零可按下前面板“DH14”部分的“清零”键，使它们回零。然后在前面板的“时标选择”中选取需要的时标信号，单片机接收到键盘信号后，控制时标选择电路，将选中的时标信号送到延时继电器计数电路；在前面板“显示选择”中选择需要观察的通道，单片机接收到键盘信号后，控制显示选择电路，将选中通道的信号送到显示部分；最后，按下“DH14”部分的“开始”键，检定仪的延时继电器控制电路发出信号使被检延时继电器开始工作，同时检定仪自身也开始计数。当被检延时延时继电器设置的延时时间到达后，被检延时继电器和检定仪同时停止计数。如果有多台数字延时继电器在检定，则可通过“显示选择”按键查看检定结果。在检定数字延时继电器时，检定的时间是从继电器开始计数到继电器断开的整个时段，包括了继电器动作的时间，而不是只有电子计数部分，这样使检定工作更可靠、更科学。
进行数字电秒表检定时，首先将被检数字电秒表连接到检定仪前面板的“数字电秒表测试接口I、II、III”，最多可同时连接六台。首先通过“显示选择”按键选择电秒表显示。再选择需要检定的项目。根据JJG238-95《数字式时间间隔测量仪检定规程》的要求，数字电秒表检定内容应包括一个机械触点闭合的时间间隔；一个机械触点断开的时间间隔；两个机械触点闭合的时间间隔；两个机械触点断开的时间间隔的检定。对应上述项目，检定仪的面板按键将其定义为“连续1”(I、II导通计数，I、II开路停止)；“触动1”(I、II开路计数，I、II导通停止)；“连续2”(I、II导通计数，I、III导通停止)；“触动2”(I、II开路计数，I、III开路停止)。当单片机接收到键盘信号后，就向控制电路发出信号，使前面板的I、II、III端口之间的状态满足要求。接着就是预置检定时间，先按下数字键，单片机接收信号后，将相应的数字送到预置电路，然后送到显示器；再按“时标选择”键，确定预置时间的单位，此时预置的时间会重新显示并被锁存器锁存。例如要预置“12.345s”，首先按下“12345”，此时显示为“12345000”，再选择“1ms”时标，单片机的显示数据成为“00012.345”，并将所有数据锁存。通过这种方式，可以预置测量范围内的任意数据。为了便于观察计数的状态，可通过前面板的“升/降”键控制计数器处于升序或降序计数。
当“开始”键按下时，时标信号等待与控制信号同步后开始计数。在计数的过程中，预置数据不断地与计数数据进行比较，当两者相同时，表明预置时间到达，比较电路向单片机和控制电路发送信号，控制电路立即切断时标信号，同时根据检定的项目改变前面板“数字电秒表测试接口I、II、III”之间的状态。
按键按下后，会发出“嘀”声，使操作者确认按键已被单片机接收。检定仪还可以进行自检测，在进行自检测时，单片机发出信号模拟按键被按下的状态，使检定仪做出反应。此时检定仪将按“显示选择”、“时标选择”、“电秒表”、“显示”的顺序进行自检。自检结束后，检定仪恢复开机状态。
检定仪能够通过简单的转换电路，完成多种工作方式的被检仪器的检定工作，例如交、直流通电即工作、在标准时间内脉冲计数等方式。
检定仪还具有二次开发的潜力，利用标准时间发送的能力，如果配上功率放大器和打表机构，可以用于机械秒表和电子秒表的检定。
权利要求1.一种多功能数字时间检定仪，包括由前后面板组成的机箱和显示器，其特征在于它还包括单片机控制中心和接口芯片、石英晶体振荡器、电子开关、键盘控制芯片及程序存储器，在程序部件的控制下，向时间选择电路、显示选择电路、置数电路、同步控制电路、指示灯发送控制信号和接收面板键盘、计数到达发送的信号，通过数字键和时标信号器来配合选择预置检定范围内的任意数据。
2.按权利要求1所述的检定仪，其特征在于所述的单片机控制中心是由51系列单片机、键盘控制芯片、可编程接口扩展芯片、EEPROM程序存储器组成。
3.按权利要求1所述的检定仪，其特征在于所述的石英晶体振荡器是带恒温槽的高稳定度石英晶体振荡器。
4.按权利要求1所述的检定仪，其特征在于所述的电子开关是四选一电子开关。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能数字时间检定仪。它包括由前后面板组成的机箱和显示器，它还包括单片机控制中心和接口芯片、石英晶体振荡器、电子开关、键盘控制芯片及程序存储器，在程序部件的控制下，向时间选择电路、显示选择电路、置数电路、同步控制电路、指示灯发送控制信号和接收面板键盘、计数到达发送的信号，通过数字键和时标信号器来配合选择预置检定范围内的任意数据。本实用新型集数字式延时继电器、数字式电秒表、数字计/定时器为一体，能在0.1ms～99999999s测量范围内任意预置数据，可以多次检定，且时间量值传递准确、可靠。解决了手动控制检定手动误差大抗干扰能力极差，经常出现中途停机，一次只能检定一台仪器的问题。
文档编号G04F5/04GK2833664SQ200520034209
公开日2006年11月1日 申请日期2005年5月18日 优先权日2005年5月18日
发明者王迎 申请人:成都飞机工业(集团)有限责任公司