秒表檢定儀機電轉換器的制作方法

本實用新型提供的是儀表領域的轉換器，具體地說是秒表檢定儀機電轉換器。

背景技術：

秒表檢定儀是用于檢定秒表的標準計量器具，其一般由主機和機械制動夾具組成，其主要功能是輸出標準的時間間隔信號。秒表檢定儀的檢定包括內部晶振的檢定和輸出時間間隔的檢定，在檢定輸出時間間隔時需要機電轉換，將夾具的機械動作信號轉變為電脈沖信號，由計數器精確測量脈沖信號的脈沖寬度。目前市場上還沒有相應的產品，因此無法檢定。須根據工作實際需要，設計制作合適的機電轉換器，以實現對秒表檢定儀的檢定，保證秒表檢定儀時間計量器具的有效溯源，確保量值傳遞準確可靠。

技術實現要素：

為了實現秒表內部晶振的檢定和輸出時間間隔的檢定，本實用新型提供了秒表檢定儀機電轉換器。該機電轉換器通過將夾具動作信號轉變為電脈沖信號，實現對機械秒表檢定儀的檢定。解決秒表機電轉換的技術問題。

本實用新型解決技術問題所采用的方案是：

在模擬秒表上設置有琴鍵開關，琴鍵開關上連接有開關輸出線，在模擬秒表的電路中通過濾波電容、限流電阻、K1觸動開關、K2復零開關和LED指示燈連接有兩片芯片，其中一個芯片作為前置輸出，另一個芯片作為輸出，在電路中配有穩壓電路，用74LS123和74LS74控制高低電平輸出；

所述開關輸出線與復零開關K2進行連接。

積極效果，本實用新型能夠準確檢測晶振的檢定和輸出時間間隔的檢定，且使用方便。轉換器具有低功耗、靈敏度高、響應頻率高、壽命長、成本低、抗干擾能力強的特點。適宜作為將夾具動作信號轉變為電脈沖信號，對機械秒表檢定儀的檢定應用。

附圖說明

圖1為本實用新型原理圖；

圖2為本實用新型穩壓電路圖；

圖3為本實用新型模擬秒表圖。

圖中，1.模擬秒表，2.琴鍵開關，3.開關輸出線。

具體實施方式

據圖所示，在模擬秒表1上設置有琴鍵開關2，琴鍵開關上連接有開關輸出線3，在模擬秒表的電路中通過濾波電容、限流電阻、K1觸動開關、K2復零開關和LED指示燈連接有兩片芯片，其中一個芯片作為前置輸出，另一個芯片作為輸出，在電路中配有穩壓電路，用74LS123和74LS74控制高低電平輸出；

所述開關輸出線與復零開關K2進行連接。

本實用新型的工作過程與使用說明：

針對目前秒表檢定儀的檢定需求和缺少檢定所需機電轉換器的現狀，介紹了一種用于把秒表檢定儀夾具的機械信號轉換成電脈沖信號的機電轉換器的工作原理、電路設計以及制作方法。并對其進行了性能測試，給出了測試數據，數據表明該轉換器滿足設計要求，解決了機械秒表檢定儀因缺少機電轉換器無法檢定的問題。

1、工作原理與電路設計：

機電轉換器的基本原理是產生一個電脈沖信號，脈沖寬度即為夾具兩次動作的時間間隔。電路如圖1所示：

電路中，K₁為夾具觸動開關，K₂為復零開關。選用74LS123和74LS74控制高低電平輸出，同時在電路中串入合適阻值電阻進行限流，加入電容進行濾波。加入發光二極管LED，作為電源指示開關。檢定前，先按一下K₂，使輸出為低電平。夾具第一次觸動K₁，使其瞬間閉合，輸出變為高電平。夾具第二次觸動K₁，使其再次瞬間閉合，輸出回到低電平狀態。電路中，前置輸出是測試機電轉換器最大允許誤差的預留輸出口，它測量的是從夾具觸動開關開始觸動到機電轉換器輸出高電平的時間，它反映了機電轉換器的系統誤差。在檢定規程中，對機電轉換器最大允許誤差要求為小于0.1ms。

2、穩壓電路設計

電源是系統的重要組成部分，影響到系統的穩定與正常使用。穩壓電路給系統提供穩定的工作電壓。穩壓電路原理如圖2所示。

穩壓電路由瞬態電壓抑制器TVS1、變壓器TF1、整流橋D1及穩壓芯片MC7805等組成，實現對220V交流電壓的整流、穩壓及濾波，輸出機電轉換器電路所需的平滑5V直流電壓，供控制電路使用。TVS是一種高效能的電路保護器件，當其受到瞬態高壓干擾時，其阻抗可在1ns的時間內驟然降低并接近于零，吸收浪涌、雷擊、靜電等干擾功率，兩極間的電壓被箝位在預定的電壓值，電路中的精密元器件得到有效的保護，提高了電路的可靠性。變壓器TF1不僅實現電壓的變換，更重要的是對電路前后級實現隔離保護。整流橋D1的作用是是將變壓器TF1輸出的交流電變成直流電。穩壓芯片MC7805使直流電壓穩定在5V，為電路提供恒定電壓。電容C1和C2對電流進行平滑濾波，電容C3可以改善電路的穩定性和瞬態響應。

3、模擬秒表設計

在進行秒表檢定儀輸出時間間隔的檢定時，每輸出一次標準時間間隔，秒表檢定儀的夾具小錘擊打兩次機電轉換器的開關，即圖1中的k1，啟動機電轉換器實現高低電平的轉換。開關可選用無鎖的琴鍵開關，將其安放在一個模擬秒表里，再將該模擬秒表固定在夾具上，圖3為設計的模擬秒表。

4、性能檢驗

該機電轉換器設計制作完成后，對其性能指標進行了測試。用TDS3032B數字存儲示波器測量脈沖信號幅度、上升時間和下降時間，用53132A通用計數器測量機電轉換器的最大允許誤差。測試數據如表1所示。

表1 機電轉換器性能測試數據

測試結果證明，該機電轉換器各項主要指標達到了設計要求，最大允許誤差遠小于規程中要求的0.1ms指標。

在此基礎上對本系統進行了實際應用測試，用該機電轉換器連接53132A計數器，對MBY秒表檢定儀輸出時間間隔檢定進行檢定，檢定結果如表2所示。

表2 MBY秒表檢定儀輸出時間間隔檢定數據

經對MBY型秒表檢定儀的實際應用證明，該轉換器工作正常，性能穩定，可以作為秒表檢定儀檢定的輔助設備。

該機電轉換器，將夾具動作信號轉變為電脈沖信號，實現了對機械秒表檢定儀的檢定。