高精度时间间隔测量

高精度时间间隔测量仪

时间和空间是物质存在的基本形式，任何物质的运动、变化或发展过程，都是在时间和空间内发生的，人类的一切活动，离不开时间和空间。时间是一个基本的物理量，它的单位是秒。许多世纪以来，人类是通过天文观测和计算的方法获得准确的秒。随着科学技术等生产力的发展和进步，人类对时间准确度要求越来越高，时间单位的确定也经过了世界时、历书时和原子时的过程。

短时间间隔的精密测量，在时频领域中又是一切其它量（如时间或相位的起伏、频率与频率稳定度）精密测量的基础，同时又可以被广泛的用于各种非时频量的高精度测量中。高精度的一定范围内的短时间间隔测量方法可以直接在高精度频率，相位和时间以及许多非频率量的测量中获得应用。它的发展不但对于时频技术的发展有很大的促进作用，而且对于各种量的精密测量和控制，对于测控技术在工业、国防及科学技术的进步方面起到举足轻重的作用。这方面所取得的新技术及成果，将会产生巨大的经济效益。

SYN5605型高精度时间间隔测量仪是一款根据时间间隔测量仪检定规程的要求制作的一款多功能，高可靠性，专用的精密时差测量仪器。采用高稳定度恒温晶振作为时间基准，使用7寸大液晶触摸屏，采用大规模集成电路FPGA技术，全数字控制，实现高精度时间间隔测试，整机具有高稳定度、高准确度的优点，功能完善，操作方便，抗干扰能力强。

产品功能

1)内外频标相互切换；

2)36通道同时测试；

3)大触摸屏进行实时显

示；

4)单通道，双通道，多通道同时测量功能；

5)通过串口直接输出比对结果给计算机。

产品特点

a)高度集成，精度高；

b)稳定性好，性能可靠；

c)液晶显示面板，简洁、直观。

典型应用

1)各计量校准部门及科研院所等。

2)本仪器可广泛地应用于各种科学试验中，其中包括爆轰与粒子判

别等科学试验中爆速、弹速、冲击波速度、自由面速度、飞片速度等爆轰参数测量，是爆轰物理、冲击波物理、常规武器研究、天文实验、激光测距、定位定时、航天遥测遥控等很多领域不可缺少的仪器。

技术指标

高精度时间间隔测量方法综述_孙杰

综述与评论计算机测量与控制.2007.15(2)　 Com puter Measurement &C ontrol 145 中华测控网chinamca.co m 收稿日期:2006-03-06;　修回日期:2006-05-09。作者简介:孙　杰(1975-),男,安徽合肥人,讲师,主要从事测控技术方向的研究。文章编号:1671-4598(2007)02-0141-04 中图分类号:O63;TP273.5 文献标识码:A 高精度时间间隔测量方法综述孙　杰,潘继飞 (解放军电子工程学院,安徽合肥　230037) 摘要:时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用,如何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题,在分析电子计数法测量原理与误差的基础上,重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法,这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量,并且取得了非常好的效果;最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景。关键词:时间间隔;原理误差;内插;时间数字转换;时间幅度转换 Methods of High Precision Time -Interval Measurement Sun Jie ,Pan Jifei (Electr onic Eng inee ring Institute o f PL A ,H efei 230037,China ) Abstract :Technology of time -interval m easu rement has been app lied in many field s.H ow to improve its precision is an em ergent ques -tion.On the basis of an alyzing electronic counter 's principle and error ,this paper puts emphasis upon introducing high precision time -in ter -val measu rements all over the w orld.All these methods aim at electronic counter 's principle error ,and ob tain special https://www.360docs.net/doc/24102080.html,s tly ,the pro -gress direction and ap plication foreg rou nd of high precision tim e -interval measurem ent meth od s are predicted. Key words :time in terval ;prin ciple error ;interpolating ;tim e -to -digital conversion ;time -to -amplitude con version 0　引言时间有两种含义,一种是指时间坐标系中的某一刻;另一种是指时间间隔,即在时间坐标系中两个时刻之间的持续时间,因此,时间间隔测量属于时间测量的范畴。时间间隔测量技术在通信、雷达、卫星及导航定位等领域都有着非常重要的作用,因此,如何高精度测量出时间间隔是测量领域一直关注的问题。本文详细分析了目前国内外所采用的高精度时间间隔测量方法,指出其发展趋势,为研究新的测量方法指明了方向。 1　电子计数法 1.1　测量原理与误差分析在测量精度要求不高的前提下,电子计数法是一种非常好的时间间隔测量方法,已经在许多领域获得了实际应用,其测量原理如图1所示。图1　电子计数法测量时间间隔基本原理量化时钟频率为f 0,对应的周期T 0=1/f 0,在待测脉冲上升沿计数器输出计数脉冲个数M ,N ,T 1, T 2为待测脉冲上升沿与下一个量化时钟脉冲上升沿之间的时间间隔,则待测脉冲时间间隔T x 为: T x =(N -M ) T 0+T 1-T 2 (1) 然而,电子计数法得到的是计数脉冲个数M ,N ,因此其测量的脉冲时间间隔为: T ′x =(N -M ) T 0(2) 比较表达式(1)、(2)可得电子计数法的测量误差为Δ=T 1-T 2,其最大值为一个量化时钟周期T 0,产生的原因是待测脉冲上升沿与量化时钟上升沿的不一致,该误差称为电子计数法的原理误差。除了原理误差之外,电子计数法还存在时标误差,分析表达式(2)得到: ΔT ′x =Δ (N -M ) T 0+(N -M ) ΔT 0(3) 比较表达式(3)、(2): ΔT ′x T ′x =Δ(N -M )(N -M )+ΔT 0T 0(4) 根据电子计数法原理,Δ(N -M )=±1,N -M =T ′x /T 0,因此: ΔT ′x =±T 0+T ′x ΔT 0/T 0 (5)T ′x ΔT 0/T 0即为时标误差,其产生的原因是量化时钟的稳定度ΔT 0/T 0,可以看出待测脉冲间隔T x 越大,量化时钟的稳定度导致的时标误差越大。根据以上分析得出电子计数法具有以下特点: (1)测量范围广,容易实现,且能够作到实时处理。(2)存在时标误差与原理误差,限制了其测量精度。电子计数法是一种成熟的时间间隔测量方法,参考文献[1-3]都有一定的说明,有兴趣的读者可以参阅。 1.2　误差克服途径时标误差可以采用高稳定度的时钟来克服,比如铷原子频率标准;量化误差的克服有许多方法,也是国内外研究的热点,可以将其分为以下三类。第一类:提高量化时钟的频率,这带来的问题是时钟频率 DOI 牶牨牥牣牨牰牭牪牰牤j 牣cn ki 牣牨牨牠牬牱牰牪牤tp 牣牪牥牥牱牣牥牪牣牥牥牪

五年级科学下册第三单元《时间的测量》单元综合测试教科版

《时间的测量》第三单元试卷班级姓名等级一、填空题（共40分） 1、在远古时代，人类用天上的太阳来计时, 就成了人类最早使用的工具。 2、是根据太阳与的关系制成的古老。 3、古代的人们利用流水来计时,通常水钟有和两类。 4、通过我的反复实验发现，摆在每分钟来回摆动的次数与有关，与无关，与无关。 5、的出现大大提高了时钟的精确度。 6、在时钟发明之前，古人是用、来计量时间。 7、人类最早使用的时间单位是。 8、古埃及人把天空划分为个星座，利用星座来计算时间。 9、在太阳下，随着时间的变化，阳光下物体影子的、会慢慢地发生变化。 10、在一定的装置里，水能保持以的速度往下流，人类根据这一特点制作出用来计时。 11、在滴漏实验中我们发现水位越高，滴漏的速度一些。 12、“泄水型”水钟的计时原理是：容器内的水面随着水的流出而，从而测出过去了多少时间。 13、通过一定的装置，流水能够用来，因为能够保持水在一定的时间内以固定的速度往下流。 14、的出现大大提高了时钟的。 15、摆是由和两部分组成。 16、实验发现，机械摆钟的钟摆每分钟摆动的次数是的。 17、同一个摆，摆绳越摆动越，摆绳越摆动越。 18、通过观察我们发现，摆的快慢与木条的有关系，木条越摆动得越慢。 19、垂体时钟是利用下垂物的来转动齿轮。 20、摆钟的主要部件是：、、和。二、判断题（共20分） 1、（）钟面上的秒针每转动一格，表示时间流逝了一秒钟，秒针转动一圈则表示时间流逝了一小时。 2、（）虽然一分钟很快就过去了，但我们在这一分钟里也可以做很多事情。 3、（）金属圆片在木条上固定的位置不同，对摆的快慢是没有影响的。 4、（）古埃及人把天空划分为36个星座，并利用星座来计算时间。

时间间隔测量技术综述

高精度时间间隔测量方法综述孙杰潘继飞（解放军电子工程学院，安徽合肥，230037）摘要：时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用，如何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题。在分析电子计数法测量原理与误差的基础上，重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法，这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量，并且取得了非常好的效果。文章的最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景。关键词：时间间隔；原理误差；内插；时间数字转换；时间幅度转换 Methods of High Precision Time-Interval Measurement SUN Jie , PAN Ji-fei （Electronic Engineering Institute of PLA, HeFei 230037, China ） Abstract: Technology of time-interval measurement has been applied in many fields. How to improve its precision is an emergent question. On the bases of analyzing electronic counter ’s principle and error, this paper puts emphasis upon introducing high precision time-interval measurements all over the world. All these methods aim at electronic counter ’s principle error, and obtain special effect. Lastly, the progress direction and application foreground of high precision time-interval measurement methods are predicted. Key Words: time interval; principle error; interpolating; time-to-digital conversion; time-to-amplitude conversion 0引言时间有两种含义，一种是指时间坐标系中的某一刻；另一种是指时间间隔，即在时间坐标系中两个时刻之间的持续时间，因此，时间间隔测量属于时间测量的范畴。时间间隔测量技术在通信、雷达、卫星及导航定位等领域都有着非常重要的作用，因此，如何高精度测量出时间间隔是测量领域一直关注的问题。本文详细分析了目前国内外所采用的高精度时间间隔测量方法，指出其发展趋势，为研究新的测量方法指明了方向。 1 电子计数法 1.1 测量原理与误差分析在测量精度要求不高的前提下，电子计数法是一种非常好的时间间隔测量方法，已经在许多领域获得了实际应用，其测量原理如图1 量化时钟频率为 0f ，对应的周期001f T =，在待测脉冲上升沿计数器输出计数脉冲个数N M ,，1T ，2T 为待测脉冲上升沿与下一个量化时钟脉冲上升沿之间的时间间隔，则待测脉冲时间间隔x T 为： ()210T T T M N T x -+?-= （1）然而，电子计数法得到的是计数脉冲个数N M ,，因此其测量的脉冲时间间隔为： ()0' T M N T x ?-= （2）比较表达式（1）（2）可得电子计数法的测量误差为21T T -=?，其最大值为一个量化时钟周期0T ，产生的原因是待测脉冲上升沿与量化时钟上升沿的不一致，该误差称为电子计数法的原理误差。除了原理误差之外，电子计数法还存在时标误差，分析表达式（2）得到： ()()00'..T M N T M N T x ?-+-?=? （3）比较表达式（3）（2）： ()()00 ''T T M N M N T T x x ?+--?=? （4）根据电子计数法原理，()1±=-? M N ，0'T T M N x =-，因此： 00'0'T T T T T x x ??+±=? （5） 00'T T T x ??即为时标误差，其产生的原因是量化时钟的稳定度00T T ?，可以看出待测脉冲间隔x T 越大，量化时钟的稳定度导致的时标误差越大。作者简介：孙杰：（1975—），男（汉族），安徽合肥人，解放军电子工程学院讲师潘继飞：（1978—），男（汉族），安徽凤阳人，解放军电子工程学院信号与信息处理专业博士生

人教版八年级物理《长度和时间的测量》专项练习(含答案) (1066)

人教版初中物理八年级物理上册第一章《长度和时间的测量》测试卷一、选择题 1．(2分)某学生用刻度尺测得某一物体长度，四次结果如下：l1=3.54cm，l2=3.53cm， l3=3.51cm，l4=3.53cm，其长度应记为：（） A．3.51cm ; B．3.52 cm ; C．3.5275cm; D．3.53cm. 2．(2分)用分度值为cm的刻度尺测量物体的长度，如果以m为单位，记录结果小数点后有多少位小数......................................................................................................................... （）A．1位B．2位C．3位D．4位 3．(2分)关于误差，下列说法中正确的是 ......................................................................... （）A．误差是由于测量方法不正确造成的； B．只要测量仪器足够精密，就可以消灭误差； C．无论测量仪器如何精密，误差只能减小，但不能消灭； D．以上说法都正确 4．(2分)在相同条件下，由于铜的热胀冷缩程度比玻璃的大，因此用同一把铜刻度尺去测量同一块玻璃的长度，夏天和冬天的测量结果比较是（）。 A．夏天测得的数据大些（ B）一样大 C．冬天测得的数据大些D．条件不足，无法确定 5．(2分)一支未使用过的2B铅笔的长度最接近于:（） A．10cm; B．20cm; C．30cm ; D．40cm. 6．(2分)现有两把刻度尺，第一把刻度尺的量程为150厘米，分度值为1厘米；第二把刻度尺的量程为20厘米，分度值为1毫米，以下几种选择刻度尺的原则正确的是：（）A．选第一把，因为它的测量范围大; B .选第二把，因为它的刻度精细; C．选项哪一把都一样; D．要了解测量的要求，才能确定选用哪种刻度尺.

脉冲激光测距系统中高精度时间间隔测量模块的研究

第26卷第3期2007年6月红外与毫米波学报 J.I nfrared M illi m .W aves Vol .26,No .3June,2007 文章编号:1001-9014(2007)03-0213-04 收稿日期:2006210228,修回日期:2007203205 Rece i ved da te:2006210228,rev ised da te:2007203205基金项目:中国科学院创新三期项目(11100404K221J W19) 作者简介:吴刚(19812),男,湖北武汉人,中科院上海技术物理研究所硕士研究生,电路与系统专业,现主要从事卫星定位系统中的时钟同步研究. 脉冲激光测距系统中高精度时间间隔测量模块的研究吴　刚,　李春来,　刘银年,　戴　宁,　王建宇 (中科院上海技术物理研究所,上海　200083) 摘要:时间间隔的测量精度对脉冲激光测距系统的测量精度起决定作用.为此研制了一高精度时间间隔测量模块, 该模块基于专用时间数字转换芯片开发,采用延迟线插入法技术,最大测量时间可高达200m s,测时分辨率最高可达125p s,对应测距分辨率18.75mm,适用于远距离的测量.给出了硬件和软件设计方法以及模块的测试结果.关　键　词:脉冲激光测距;时间间隔测量;时间数字转换;延迟线插入法中图分类号:T N249 文献标识码:A STU DY ON HI GH RES OLUTI ON TI M E I NTERVAL M EASURE M ENT MODU LE I N PU LSE D LASER RANGI NG S YSTE M WU Gang,　L I Chun 2Lai,　L I U Yin 2N ian,　DA IN ing,　WANG J ian 2Yu (Shanghai I nstitute of Technical Physics,Chinese Acade my of Sciences,Shanghai 200083,China ) Abstract:The p recisi on of the pulsed laser ranging system was decided by the p recisi on of the ti m e interval measure ment . Theref ore,a high res oluti on ti m e interval measurement module was devel oped .The module is based on the s pecial ti m e 2t o 2digital conversi on chi p which adop ts the delay line inter polati on method .The maxi m u m measuring ti m e of the module is 200m s,and the maxi m u m ti m e res oluti on is 125p s,of which the corres ponding distance res oluti on is 18.75mm.The mod 2ule is es pecially suit f or the large distance measure ment .The hard ware and the s oft w are of the module as well as the testing results are als o p resented . Key words:pulsed laser ranging;ti m e interval measure ment;ti m e 2t o 2digital conversi on;delay line inter polati on method 引言脉冲激光测距以其峰值功率高、探测距离远、测距精度高、对光源相干性要求低等优点,在工业、航空航天、大地测量、建筑测量和机器人等领域获得了广泛应用.不同的应用对测量范围与精度有不同的要求,在军事上,测量范围从几百米到几十千米,相应的精度要求从几十厘米到几百米;而在航空航天方面,从航天器间的对接到飞船的着陆,精度则要求在毫米量级.测量系统的测量精度主要依赖于接收通道的带宽、激光脉冲的上升沿、信噪比和脉冲激光传输的时间间隔测量精度,其中时间间隔的测量精度对测距精度起决定作用[1～4] . 到目前为止,时间间隔的测量方法主要有3种: 模拟法、数字法和数字插入法[5] .其中数字插入法是脉冲激光测距中精度最高的,主要有延迟线插入法、模拟插入法和差频测相插入法3种.由德国ACAM 公司设计的一种高精度时间数字转换芯片T DC 2GP1采用的就是延迟线插入法技术. 利用T DC 2GP1芯片,设计和开发了一套基于PC I 总线的时间间隔测量模块.实验结果证明,该模块具有测量范围大、线性好、测量精度高的优点.此模块的开发和利用将有利于提高脉冲激光测距的测量精度. 1　脉冲激光测距系统结构图1为脉冲激光测距系统的方框图.其工作过程是:首先,使整机复原,准备进行测量;同时触发脉冲激光发生器,产生激光脉冲.该激光脉冲有一小部分能量透过分束片,直接送到接收系统,作为计时的

教科版科学五年级下册第三单元时间的测量单元检测卷C卷

教科版科学五年级下册第三单元时间的测量单元检测卷C卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 小朋友，带上你一段时间的学习成果，一起来做个自我检测吧，相信你一定是最棒的！一、填空题。 (共5题；共14分) 1. （4分）“受水型”水钟是根据水量的________制成的，刻度一般在________， “泄水型”水钟是根据水量的________制成的，刻度一般在________。 2. （5分）在远古时代，人类用天上的太阳来计时，日出而作，日落而息，自然而然成了人类最早使用的时间单位 . 3. （2分）古代的人们利用流水来计时，通常水钟有________和________两类。 4. （1分）像钟摆这样的运动叫做________ 。 5. （2分）观察下面两个摆的装置图，推测可能产生的现象和原因。（1）我的猜测：图________的摆，摆动的速度快。（2）我的分析：________ 二、判断题。 (共8题；共16分) 6. （2分）随着时间的推移，周围的事物正悄悄地发生着变化。

7. （2分）太阳从东方升起那一瞬间开始，到第二天再从东方升起大约需要24小时。 8. （2分）子夜是指一昼夜。 9. （2分）滴漏实验中，可乐瓶中的水位高低会影响水滴流动的速度。 10. （2分）摆锤的重量越大，每分钟来回摆动次数越多。 11. （2分）中国古代最早的水钟是受水型水钟。 12. （2分）同一个摆，摆长越长，摆动越快。 13. （2分）老人的脸上有许多皱纹，这是时间在我们人的身上留下的痕迹。三、选择题。 (共10题；共20分) 14. （2分）下列各种计时器根据太阳和影子的关系制成的是（）。 A . 日晷 B . 沙漏 C . 水钟 15. （2分）小丽同学观察学校操场上的旗杆，发现早上升旗时和下午放学时，旗杆的影子（）。 A . 长短和方向都相同 B . 长短一定相同 C . 方向一定相反 16. （2分）如图，开始时摆锤是用匀质木头制成的长方体，后来又在摆锤的正中加了一个金属圆片。加金属圆片后，摆的快慢会（）。

时间间隔测量技术

时间间隔测量技术一直接计数法测量原理与直接计数法测量频率基本相同，区别在于测量时间间隔时，控制电子门的闸门时间等于所测的时间间隔。内部晶振振通过倍频或分频产生时基。在电子门打开期间，时基脉冲进入计数条进行计数。设所计的数值为N ，所选的时期为τ0，则所测时间间隔为 ττN =（5-1）时间间隔测量的不确定度通常用绝对误差表示。对上式进行微分得 dN Nd d 00τττ+=第一项是晶振频率不准造成的，第二项与测频时一样，仍然是dN =±1。第一项如用频率准确度表示，则有 00 0τττττ±? ?=d N d 00 ττττ±? =d （5-2）其中：τ—所测时间间隔 ττd —晶振周期或晶振频率准确度图5-1时间间隔测量的直接计数法

由±1计数引入的测量不确定度称为测量分辨力。它等于测量仪所能选用的最小时基τ0。一般最小的时基为10ns ，最好的也只到5ns 。小于10ns 的间隔用其他方法测量，目前有三种游标法、内插法和A/D 变换法。二游标法利用长度测量中游标卡尺的原理。在图5-1中，Δτ1和Δτ2均小于时基τ0，故测不出，此时Δτ1和Δτ2可用游标法测量。现以Δτ1的测量为例，如图5-2所示。图5-2游标法（1）原来的时基τ0称为主时基，需要产生一个副时基τ1，用τ1＞τ0，但两者之差很小，即τ1-τ0≤τ0 当时间间隔起始脉冲A 到达时，触发副时基发生器，副时基信号与信号A 同步，副时基起始脉冲与随后到来的主时基脉冲间隔即为Δτ1。随后两个时基同时运行，由τ1＞τ0，相当于副时基追赶主时基，每追过一个脉冲，两者的间隔就缩短τ1-τ0，当两者间隔为零时，一共追过了N 个脉冲，则Δτ1=N 1（τ1-τ0）。此式可从图5-2中准确得出。由图中可得 11101τττN N =?+) (0111τττ?=?N （5-3） Δτ2的测量略有些差异，如图5-3所示

高精度时间间隔测量方法

《长度和时间的测量》同步检测

《长度和时间的测量》同步检测高垚骏（安徽省宣州区新田中心初中）一、选择题 1．（2014年青海中考题）某校组织学生体检，做了一些测量，其中记录错误的数据是（） A．体温37℃B．身高16m C．质量40kg D．1min 心跳75次 2．测量是科学研究的基础和前提，测量的真实性和精确程度直接决定了研究的成败。在下列关于测量的几种说法中，选出你认为最优的一项（） A．测量前要观察测量工具的量程，以选择合适的测量工具 B．测量前要观察测量工具的分度值，以满足测量精度的要求C．测量前要观察零刻度，以确定是否有零误差 D．测量前上述三种做法都是必要的 3．下列记录结果中，哪一个数据的单位应该是厘米（）A．八年级物理课本的厚度约为9 B．教室宽约为60 C．小明的身高为1．68 D．一支铅笔的长度约为18 4．在通常情况下，脉搏跳动一次的时间约为（） A．0．9s B．10s C．1min D．1h 5．我国对纳米技术的研究已经跻身世界前列，长度为1．76×109nm 的物体可能是（）

A．一个人的高度B．物理课本的长度 C．一座山的高度D．一个篮球场的长度 6．下列有关误差的说法中，正确的是（） A．多次测量取平均值可以减小误差B．误差就是测量中产生的错误 C．只要认真测量，就可以避免误差D．选用精密的测量仪器可以消除误差 7．用较厚的刻度尺测量一物体长度，如图1，正确的是（）图1 8．现在通用的鞋的号码是指人的脚跟到脚尖的距离的厘米数。白雪同学请林圆圆帮她买一双鞋，林圆圆使用了一把受潮膨胀了的木刻度尺测出白雪的脚长23．0cm，则林圆圆应该买的鞋的号码是（）A．22 B．22．5 C．23 D．23．5 9．在相同条件下，由于铜的热胀冷缩程度比玻璃的大，因此用同一把铜刻度尺去测量同一块玻璃的长度，夏天和冬天的测量结果比较是（） A．夏天测得的数据大些B．一样大 C．冬天测得的数据大些D．条件不足，无法确定 10．小明和小华用各自的刻度尺分别测量同一张课桌的长度。小明

长度和时间的测量(讲义含答案)

长度和时间的测量（讲义）一、知识点睛 1. 长度的单位（1）在国际单位制中，长度的基本单位是____，符号是____。（2）比米大的单位有千米（km ），比米小的单位有分米（dm ）、厘米（cm ）、毫米（mm ）、微米（μm ）、纳米（nm ）等。 2. 单位换算方法：例：0.53μm=____________m 。数字不变乘以原单位与目标单位之间的进率，将原单位改写为目标单位即可。 3. 常见的长度测量工具：刻度尺（重点）、三角板、卷尺、皮尺。 4. 刻度尺的使用（1）认识刻度尺 ① 量程，也就是刻度尺的测量范围； ② 分度值，相邻两刻度线之间的长度，分度值越小，精确程度越高。（2）刻度尺的使用步骤 ① “选”：______、______合适的刻度尺； ② “放”：_________________、______________、

__________________； ③“读”视线要正对刻度线，区分大格和小格的数目，注意估读到分度值的下一位； ④“记”：___________、___________。 5.误差（1）测量值与真实值之间的差别称为误差；（2）产生原因：受测量仪器和测量方法的限制；（3）减小误差的方法：_______________，_____________，_________________，但不能消除误差；（4）误差不是错误；错误可以避免，误差不能避免。 6.时间的测量（1）测量时间的工具：停表，石英钟，电子表，机械表等；（2）时间的国际基本单位是秒，符号是s；（3）常见的时间单位有时、分等，换算关系为： 1h=_______min=________s。（4）停表的读数：小圈：单位____；分度值：_____；指针走一圈是___；大圈：单位____；分度值：_____；指针走一圈是___；读数时，应先读______示数；再读______示数；需注意小圈指针是否过了“一半”位置。二、精讲精练【板块一】长度的单位及其换算 1.普通中学生穿的鞋的尺码一般是39号，对应的光脚长度是245毫米，假如用米做单位，对应的光脚长度是多少？ 2.“纳米技术”是20世纪90年代出现的一门新兴技术，人体内一种细胞的直径为1280纳米，则它的直径为多少米？ 3.小明记录了一些常见物体的长度，但是忘了带单位，请你帮他添上。 ①物理课本的长度约为26______

教科版科学五年级下册第三单元时间的测量单元检测卷

教科版科学五年级下册第三单元时间的测量单元检测卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 小朋友，带上你一段时间的学习成果，一起来做个自我检测吧，相信你一定是最棒的！一、填空题。 (共5题；共16分) 1. （2分）人类发明了太阳钟、水钟、燃香、沙漏、摆钟等多种计时工具，因为这些工具都具有________；摆钟计时比较准确又方便，摆动快慢主要和________有关。 2. （2分）观察下面两个摆的装置图，推测可能产生的现象和原因。（1）我的猜测：图________的摆，摆动的速度快。（2）我的分析：________ 3. （6分）读下图，回答问题。（1）图甲是小明在星期天上午9点时看到路边的情景，当时木桩的影子末端处于A点，如果他过一小时后再来观察这根木桩的影子，影子会________ (填“变长”或“变短“)，

木桩影子的末端也会向________(填“B“或“C“)点移动一段距离。（2）图乙是用一些石头摆成的简单的测量________的工具，它同样是利用一天中阳光下物体影子的________、________，会改变的原理制成的。利用这个原理，古代人们设计制造了________用以测定时间。 4. （1分）________的出现大大提高了时钟的精确度。 5. （5分）按出现与使用年代的先后顺序排列下列计时器(从古到今)。滴漏(水钟)、机械钟、摆钟、日晷、电子表 ________ ________ ________ ________ ________ 二、判断题。 (共8题；共16分) 6. （2分）一分钟摆动60次的摆的摆绳的长度在15厘米以下。 7. （2分）钟摆越长摆的速度就越慢，钟摆越短摆的速度就越快。 8. （2分）不管用什么材料做成的摆，只要它们的摆绳一样长，那么，这些摆在相同时间里摆动的次数就会是一样的。 9. （2分）在一条细绳上挂一个小重物，就做成了一个最简单的摆。 10. （2分）时间的流逝有快有慢。 11. （2分）在滴漏实验时，瓶里的水多的时候，滴水的速度会快一些；瓶里的水少的时候，滴水的速度会慢一些。 12. （2分）一刻钟表示15分钟。 13. （2分）时间是随着我们的心情变化的。有的时候时间过得快，有的时候时间过得慢。三、选择题。 (共10题；共20分) 14. （2分）在夜晚时，下列做法不能用来测量时间的是（）。

如何全面掌握时间间隔参数的测量方法

纳秒级多模式时间间隔信号发生器的研制武军，杨慧敏（江苏省计量科学研究院，江苏南京210046）摘要：对纳秒级多模式时间间隔信号发生器研制的意义，以及研制过程中的原理分析、创新点进行说明，并从整体上阐述了仪器的原理设计、硬件设计以及软件设计，最后简述了仪器开发后所具有的功能和技术指标等内容。关键词：时间间隔信号发生器；纳秒级；多模式；虚拟控制时间间隔发生器也称为合成器，是以高稳定石英晶体振荡器的振荡周期为基准，利用数字合成技术，产生出可设置脉冲周期、延迟时间、脉冲宽度等多种类型的时间间隔信号。时间间隔发生器广泛应用于导航、通信等各种时间控制系统，在检定、校准时间测量仪器时可作为标准源使用［1］。在时间频率计量应用中，时间间隔发生器主要包括秒表检定仪、指针式电秒表检定仪、数字毫秒仪检定仪及其他数字时间间隔测量仪共4种设备。可用于检定、校准电子机械秒表、指针式数字式电秒表、数字毫秒仪［2］及其他时间间隔测量仪，使用范围广、频次高。在JJG237—2010《秒表检定规程》、JJG238—1995《数字式时间间隔测量仪检定规程》及JJG953—2000《精密时间间隔测量仪检定规程》中时间间隔发生器都是作为主要标准器使用。但由于规程中要求需要同时具备以上4种时间间隔测量仪，而多数计量机构无法满足这个条件，导致不能全项开展计量工作。即使购置了4种设备，由于标准器的型号及准确度不一致，也不能保证标准时间间隔信号准确性能的一致性；同时由于4种设备功能有叠加的部分，在进行周期检定中会产生不必要的资源浪费和成本增加。另外，传统的标准仪器不能适应现阶段各行业新模式信号测试的要求。在此背景下，江苏省计量科学研究院开发了集以上4种设备功能于一体的新一代多功能高精度时间间隔发生器，并利用虚拟仪器技术进行一体化控制，在满足检测要求的前提下，利用程控技术进一步提高了标准仪器的使用效率和技术水平，为时间频率计量中的时间间隔重要参数的检测提供了新的平台和技术保证。 1时间间隔发生器的组成图1所示为时间间隔发生器的组成示意图，系统采用模块化设计，主要包括以下功能模块。图1时间间隔发生器硬件组成示意图（1）高稳晶振。频率10MHz，准确度≤5?10－7［3］。（2）I/O模块。实现仪器内外参考晶振切换功能，可以选择使用仪器内部参考晶振或外接性能更高的外部参考晶振。（3）电源模块。选用稳定性好，纹波小的高质量电源，可以提供4组电压，分别为高稳晶振电路、毫秒仪输出电路、电秒表输出电路和秒表输出电路供电。仪器计量：ｗｗｗ．ｃｑｓｔｙｑ．ｃｏｍ仪器计量：ｗｗｗ．ｃｑｓｔｙｑ．ｃｏｍ

时间间隔测量

高精度时间间隔测量方法综述摘要：时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用，如何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题。在分析电子计数法测量原理与误差的基础上，重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法，这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量，并且取得了非常好的效果。文章的最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景。关键词：时间间隔；原理误差；内插；时间数字转换；时间幅度转换 0引言时间有两种含义，一种是指时间坐标系中的某一刻；另一种是指时间间隔，即在时间坐标系中两个时刻之间的持续时间，因此，时间间隔测量属于时间测量的范畴。时间间隔测量技术在通信、雷达、卫星及导航定位等领域都有着非常重要的作用，因此，如何高精度测量出时间间隔是测量领域一直关注的问题。本文详细分析了目前国内外所采用的高精度时间间隔测量方法，指出其发展趋势，为研究新的测量方法指明了方向。 1 电子计数法 1.1 测量原理与误差分析在测量精度要求不高的前提下，电子计数法是一种非常好的时间间隔测量方法，已经在许多领域获得了实际应用，其测量原理如图1所示：图1 电子计数法测量时间间隔基本原理量化时钟频率为0f ，对应的周期001f T =，在待测脉冲上升沿计数器输出计数脉冲个数N M ,，1T ， 2T 为待测脉冲上升沿与下一个量化时钟脉冲上升沿之间的时间间隔，则待测脉冲时间间隔x T 为： ()210T T T M N T x -+?-= （1）然而，电子计数法得到的是计数脉冲个数N M ,，因此其测量的脉冲时间间隔为： ()0'T M N T x ?-= （2）比较表达式（1）（2）可得电子计数法的测量误差为21T T -=?，其最大值为一个量化时钟周期0T ，产生的原因是待测脉冲上升沿与量化时钟上升沿的不一致，该误差称为电子计数法的原理误差。除了原理误差之外，电子计数法还存在时标误差，分析表达式（2）得到： ()()00'..T M N T M N T x ?-+-?=? （3）比较表达式（3）（2）： () () 0' 'T T M N M N T T x x ?+ --?= ? （4）根据电子计数法原理，()1±=-?M N ，0'T T M N x =-，因此： 00' 0'T T T T T x x ??+±=? （5） 00' T T T x ??即为时标误差，其产生的原因是量化时钟的稳定度00T T ?，可以看出待测脉冲间隔x T 越大，量化时钟的稳定度导致的时标误差越大。作者简介：孙杰：（1975—），男（汉族），安徽合肥人，解放军电子工程学院讲师潘继飞：（1978—），男（汉族），安徽凤阳人，解放军电子工程学院信号与信息处理专业博士生根据以上分析得出电子计数法具有以下特点： [1]测量范围广，容易实现，且能够作到实时处理。 [2]存在时标误差与原理误差，限制了其测量精度。电子计数法是一种成熟的时间间隔测量方法，参考文献[1][2][3]都有一定的说明，有兴趣的读者可以参阅。 1.2误差克服途径时标误差可以采用高稳定度的时钟来克服，比如铷原子频率标准；量化误差的克服有许多方法，也是国内外研究的热点，可以将其分为以下三类。第一类：提高量化时钟的频率，这带来的问题是时钟频率越高对电路的要求越高，并且相应的芯片也很难选择。例如，当要求1ns 的测量精度时，时钟频率需要提高到1GHz ，此时一般的计数器芯片很难正常 …………………………………………… 时间间隔Tx N T 1 T 2 待测脉冲量化时钟 M

时间间隔测量设备

时间间隔测量，时间间隔，时间间隔计算，时间间隔测量设备产品概述 SYN5104型时间综合测试仪是一款便携式时间频率综合测试设备，接收GPS（全球定位系统）卫星信号，使用GPS定时信号对本机进行时间频率同步，对被测信号进行实时测量，为时间同步装置的现场检测、校验、验收提供了有效而便捷的解决方案。产品功能 1) 在结构设计上，将时间标准源、时差测量和测试结果显示三块功能实现一体化, 从而可以在一台便携式智能仪表中方便而准确地完成测试项目； 2) 测试功能齐全：时间准确度、频率准确度、报文准确度； 3) 测试数据自动保存，测试结果可输出； 4) 采用GPS卫星定时信号控制内置振荡器提供高精度时间频率标准，测量精度100 ns； 5) 能直接测量，在前面板上直接显示被测时钟和标准时间的时差，测量方式直观方便； 6) 可便携移动，既可用于现场，又可用于检测机构； 7) 可以输出时间信号与更高级的标准时间源进行比对，以标定本测试仪的精度等级。也可用于给现场有需求的设备提供高精度的时间信号； 8) 测量数据自动保存；产品特点 a)时间频率信号测量精度高、高性价比； b)时间测量功能齐全、性能可靠； c)时间的测量工具频率比对数值自动存储和计算； d)时间频率信号的精密测量高精度、高可靠性、方便性和直观性。时间测量技术指标输入信号 10MHz 路数 1路

波形正弦电平 ≥＋7dBm 物理接口 BNC 1PPS 路数 1路电平 TLL 脉冲宽度 ≥2μs 物理接口 BNC 1PPM 路数 1路电平 TTL 脉冲宽度 ≥2μs 物理接口 BNC RS-232C时间报文数据接口 DB9针形接头 IRIG-B122(AC)交流码接口三芯航插