Нониусный метод измерения однократного временного интервала
Для измерения однократных импульсов наносекундной длительности применяется нониусный метод измерения временных интервалов. Структурная схема нониусного измерителя временных интервалов приведена на рис. 1.13:
На рис. 1.14 приведены эпюры напряжений, поясняющие принцип работы нониусного измерителя временных интервалов.
Рис.1.13. Структурная схема измерителя ВИ нониусным методом
Рис.1.14. Эпюры напряжений нониусного измерителя ВИ
Период
следования импульсов нониусного
генератора
подбирается как
,
(1.12)
где период следования импульсов генератора счетных импульсов Г. сч; k – коэффициент нониуса, обычно равный 10, 100, 1000 и т. д.
Длительность временного интервала можно выразить следующим образом:
,
где N-число, зафиксированное счётчиком грубого отсчёта.
Дробная часть временного интервала может быть выражена через число импульсов n, зафиксированных счетчиком точного отсчета:
.
(1.13)
С учетом (1.12)
.
(1.14)
Следовательно, результат измерения ВИ нониусным измерителем определится как
.
(1.15)
При этом за счет измерения дробной части ВИ погрешность измерения уменьшается в k раз по сравнению с обычным квантованием. Поскольку в данном измерителе применяется синхронизированное квантование, то среднеквадратическая погрешность измерения составляет
.
(1.16)
Остаточная погрешность измерений определяется длительностью и формой счётных и нониусных импульсов и их неполным совпадением. Перечисленные факторы ограничивают предельную точность измерений, которая может составлять доли наносекунды в зависимости от значений коэффициента нониуса k и частоты квантующих импульсов.