时间间隔测量技术国内外研究现状
时间:2017-03-02 21:45 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 时间间隔测量是时频信号研究的基础，已经越来越广泛的应用于科学试验和工程实践等各个领域。在本课题中，所需测量的是弹体飞行一定距离的时间。目前时间测量的方法有很多，比如采用区截法进行测量，基于时间数字转换芯片的时间测量，基于CPLD的脉冲计数方法进行测量等。6230 （1）采用区截法测量时间间隔，其主要组成部分是区截装置和测时仪。区截装置所用靶有光幕靶、天幕靶等，主要目的都是要探测到弹体飞行的信号，在弹体通过此装置时能提供一个电或光信号来启动或截止计时。这种区截装置工作比较可靠、造价低廉、测量精度较高，但区截装置对地炮实弹测速只能采用平射，不适用于野战靶场。炮口西亚切方法计算不易分离出测量对象的真实速度，限制了区截装置测速精度的进一步提高，且不适于恶劣气象条件下使用[1-3]。 （2）基于时间数字转换芯片测量激光的飞行时间，采用一种专用的数字转换芯片设计了时间间隔测量模块，整个飞行时间测量模块是以时间数字转换芯片为工作核心，其具有测量精度高测量范围大等优点，但系统设计较为复杂，成本较高[4]。 （3）基于CPLD的自触发脉冲激光测距的激光飞行时间测量，CPLD的使用提高了测试精度，并且可灵活修改设计，对于传统的脉冲激光测距，飞行时间测量是测量激光脉冲发射信号和接收信号之间的时间间隔，要达到高的单次测量精度，就需要高的计数频率，CPLD的使用解决了这一问题，但是当精度要求不高，例如精度要求为1微秒时便可采用更为廉价和普及的单片机实现计时功能[5]。 目前，无线传送越来越广泛的应用于工农业生产，在时间测量中也有很多测量方法应用了无线传送技术，其中无线传输存在的时间延迟问题也基本得到解决，解决这种无线传感网络的时间同步问题的方法也有很多，有基于少量信息交换，通过第三方进行时间补偿的方法，有在洪泛时间同步协议的基础上的一种层次时间同步协议，还有成对同步的双向同步模式、接收方----接收方模式、发送方----接收方模式等[6]。总之，无线传输在时间测量上的应用逐渐广泛成熟。目前的无线数据传输多用无线模块进行，用无线数传模块建立专用无线数据传输方式比其它方式具有如下优点：成本低廉，建设工程周期短，适应性好，扩展性好，设备文护上更容易实现等，但是其可靠性有待改进，受环境影响较大。用无线模块进行数据传输可以根据工程需求来选择无线模块，例如，nRF24L01，低工作电压、高速率、多频点、超小型、低功耗、低应用成本，nRF24LE1,是2.4GHz ISM微波频段的低成本高性能嵌入式微处理器智能射频收发器，还有nRF905等无线模块[7-12]。此外还有基于GPRS通信模块的无线数据传输，采用先进成熟的GPRS无线数据终端为远程传输模块、依托稳定可靠的中国移动GPRS网络，使系统运行可靠，数据采集实时性强[13]。 时间测量多采用的脉冲计数法又称粗计数法，是高分辨率测量的一个基础方法，大多数测时方法都是以时钟计数法为基础发展起来的，该方法具有测量范围广，容易实现并且节约成本，能够做到实时处理等诸多优点。其误差来源主要有三点：（1）由待测时间间隔与闸门的跳变沿不同步引起的+1个字误差，其大小取决于时钟脉冲的频率，可将脉冲计数法与其他测量方法相结合，△t1和△t2进行二次量化，提高分辨率；（2）触发误差。伴随输入信号而来的噪声和计数器内部产生的噪声，会使闸门提前或推后打开或关闭；（3）脉冲时钟带来的误差。脉冲时钟频率越低，则测量的精度越低；脉冲时钟的不稳定性也将造成误差。要减小该误差，只有提高脉冲时钟的性能，但同时会增加成本，带来电路板的布线、材料等方面的困难[14]。 (责任编辑：qin) |