专利名称：电子钟表测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于测量电子钟表走时精度的装置。
目前对电子钟表的走时精度的测量，一般都采用频率计来测量其频率，然后再由手工计算，颇为麻烦，而且为了测量其频率，还必须打开外壳将信号引出，加以放大后再送入频率计测量，一不当心，会在测量过程中将待测电子钟表损坏。
本实用新型的目的是提供一种能精确、快速、方便地测量电子钟表的走时精度的装置。
本实用新型的技术解决方案是1.电子钟表的计时最小单位为秒，即其存在周期秒脉冲信号，因而会产生周期秒脉冲电磁波，故本实用新型通过对电子钟表的周期秒脉冲的检测或周期秒脉冲电磁波信号的检测，来确定其瞬时日差或瞬时月差；2，检测信号非常微弱，而且常常处于很强的噪声环境中，如广播电台的电磁波、电话机振铃信号电磁波、电灯开关信号电磁波等等，因此，必须采用宽频带低噪声放大及锁相技术，以保证测量装置的高灵敏度和抗干扰能力，以及使用时频技术中的相关闸门噪声抑制技术，进一步提高抗干扰能力；3.采用微机技术，设置测量计算程序，以简化硬件设计，提高整机的可靠性和快速计算，并显示测量结果。
因此，本实用新型包括微机、与该微机的输入和输出端分别相连接的钟表秒周期计数单元和显示单元，以及标准频率信号发生单元，特点是，还有与待测钟表相联结的秒信号检测头和其依次后接的整形单元、闸门镇噪逻辑单元，该闸门镇噪逻辑单元的输入端还与该标准频率信号发生单元的输出端相连接，并与该微机的输入/输出口相连接，其输出端与该钟表秒周期计数单元的输入端相连接。
进一步，本实用新型的秒信号检测头，分为传感式(电磁信号传感)和直接式(与钟表电源端连接)二种，并根据检测对象分为1.对于指针式(第三代)石英电子钟表，其在秒针跳动时会放出微弱秒脉冲电磁波，因此，检测头包括电感式传感器和其依次后接的三极管射极跟随器、宽频带低噪声高增益放大器，该传感器被置于该钟表的电磁场里，由屏蔽罩将环境噪声加以屏蔽，放大器的总增益约为120dB。
2.对于液晶式(第四代)石英电子钟表，其所发出的电磁波信号是由连续频率信号产生的，比指针式石英钟表产生的电磁波信号小得多，因此，检测头包括电容式传感器及依次后续连接的三极管射极跟随器、宽频带低噪声高增益放大器和锁相镇噪电路单元，该电容式传感器没有屏蔽，其与环境噪声信号一起经由高增益放大器放大后送入锁相镇噪电路单元，经处理后，环境噪声在长期(2秒以上)的积分为零，而对石英电子钟表的频率信号则予以相位锁定，被保留下来。
3.指针式石英电子钟表，由于秒针跳动驱动电流较大，因此，会使其电源产生脉动纹波，可直接经由高增益(一般为120dB)放大器放大，因此，可采用直接式测量，其包括石英钟表外接电源和其依次后接的三极管射极跟随器、低噪声高增益放大器。
本实用新型的技术指标如下1.可测钟表类指针表(第三代)、液晶式(第四代)石英电子钟表(包括逻辑调频电路的电子钟表，但闸门时间须放在10秒以上)。
2.测量周期及闸门时间闸门时间为2秒、10秒、20秒，自动四档可选择，自动档测量范围20秒～255秒，周期自动调整。
3.量程范围(1).闸门时间为2秒时，日差为0.00-±99.99秒/天，分辨率为0.01秒，月差为0-±3000秒/月，分辨率为1秒；(2).闸门时间为10秒时，日差为0.000-±99.999秒/天，分辨率为0.001秒，月差为0.0-±3000.0秒/月，分辨率为0.1秒；(3).闸门时间为自动时，被测表周期必须大于10秒，分辨率同(2)；(4).月差以30天计。
本实用新型的优点是1.使用方便被测量的电子钟表不需要打开表壳(包括金属表壳)，只要将电子钟表放在特定位置，即可接收到电子钟表的秒脉冲电磁波信号。因为在特定的位子下面有信号传感器，微弱的信号经过锁相放大器之后，即可以进行分析计算；而在钟表生产厂，则可采用直接测法，只需接上本实用新型提供的电源，即可测量。
2.测量和计算同时进行本实用新型由8031单片机测量和计算一次完成，不需要边测边算。
3.操作方便由于设计时尽量考虑到使用者的方便，一旦选好了测量的范畴，只要将电子表放在特定的位置，毋需多余的操作，2秒钟内即可看到该表的瞬时日差、平均功率等电子表的主要参数。
本实用新型的附图简单说明如下
图1是本实用新型的电原理结构方框图。
图2是本实用新型的检测头的电原理图。
图3是本实用新型的电感式传感器的结构示意图。
图4是本实用新型的整形单元电原理图。
图5是本实用新型的闸门镇噪逻辑单元和秒周期计数单元电原理图。
图6是本实用新型检测头另一实施例电原理图。
图7是本实用新型的电容式传感器结构示意图。
图8是本实用新型的检测头再另一实施例电原理图。
图9是本实用新型的微机内设程序的流程图。
下面，我们根据图1～图9给出本实用新型三个实施例，并予以详细描述，以便进一步提供本实用新型的技术细节。
实施例1.根据图1～图5以及图9，给出本实用新型一个电感式传感检测的电子钟表测量装置，其适合对于指针式电子钟表的走时检测。
请参阅图1，从图1可见，本实用新型包括依次成电路连接的秒信号检测头1、整形单元2、闸门镇噪逻辑单元3、钟表秒周期计数单元4、微机5和显示单元6，以及经由闸门镇噪逻辑单元3向钟表秒周期计算单元4输入时钟脉冲的标准频率信号发生器7，该闸门镇噪逻辑单元与该微机5的输入/输出口相连接。
请参阅图2，本实施例的钟表秒信号检测头1包括依次以电路相联结的电感传感器111、三极管射极跟随器112和运算放大器113，该运算放大器113可以由几级串联构成，其总增益约120dB。
该电感传感器111的线圈骨架1112为工字磁芯该骨架1112上绕有线圈(图中未示出)。并由铂膜合金屏蔽罩1111屏蔽，该屏蔽罩1111为空心圆柱型，底面直径为15毫米，高14毫米，上底开中心孔(如图3所示)。
请参阅图4，本实施例的整形单元2系由单稳态集成电路IC2(4528型)和外接电阻R21、外接电容C22构成的触发单稳态电路，其对检测头1送来的秒脉冲信号进行整形。
请参阅图5，如图所示，本实施例中，闸门镇噪逻辑单元3包括依次连接的二级与非门31、32和一只对钟表秒周期计数单元4提供清零脉冲的单稳态振荡器33。该单稳态33的输入端与该与非门31的输出端相连接；与非门31的二个输入端分别与整形单元2的Q端相接和与微机5的输出端相连接，其输出端则分别与微机5和与非门32的输入端相连接，该与非门32的另一输入端与标准频率信号发生器7的输出端相连接，其输出端与钟表秒周期计数单元4的时钟信号输入端相连接，微机5对与非门31的输出信号由程序设定，微机5的工作流程如图9所示。在平时微机5对与非门31的输出为逻辑“1”，让闸门等待检测秒脉冲的到来，如此，当第一个秒脉冲到达时，与非门31的输出为“0”使微机5得到通知，于是使其输出为“0”去把与非门31的输入封闭，同时单稳态振荡器也对秒周期计数单元4送去清零脉冲，使其清零，如前所述，由于微机5对与非门31输出“0”电平，使其输出变为“1”，从而标准频率信号发生器7经与非门32对秒期计数单元4送时钟信号，该计数单元4进行计数，与此同时，微机5也依程序设定进行闸门时间计数，且在闸门设定时间未满前0.2秒，将其输出由“0”转为“1”，即开闸等待第二个秒脉冲的到来，又重复前面所述的动作，但自本次起，微机5在秒周期计数单元4清零脉冲前沿，将该计数单元4中的数据读入，进行瞬时日差，瞬时月差运算，并将结果在显示单元6上显示，显然，由于微机5的控制，即对与非门31关闸，从而使秒周期计算单元4工作时不致因突然干扰而受影响，大大降低干扰的机率。
图5中，秒周期计数单元4在本实施例中共由8块74LS162计数集成电路块构成，它们的地址和数据都挂在微机5的数据总线上，该微机5的闸门时间，即对秒脉冲的采样周期为2秒、10秒和20秒，这样，微机5采集了与非门31送来的石英钟表中两个电脉冲之间的周期数据(即秒周期计数单元4上的数据)，将该数据除以采样的时间常数(2秒；10秒；20秒)乘以(86400秒)日，就是所谓的瞬时日差；乘以(86400秒×30)月，就是所谓的瞬时月差。
最后，还要指出，本实用新型的标准频率信号发生单元7系采用市售产品，其主要由恒温的石英振荡器但任，输出频率5兆赫芝。
实施例2根据图1和图4～图7以及图9给出本实用新型一个电容式传感检测的电子钟表走时精度检测装置，其适合用于测定第四代石英电子钟表(液晶显示钟表)。
如图6和图7所示，本实施例的钟表秒信号检测头1所检测的是连续的频率信号，该信号比指针式秒脉冲信号小得多，故该检测头1包括依次以电路连接的电容式传感器121、三极管射极跟随器122、运算放大器123和锁相镇噪单元124，该运算放大器123可由若干级运算放大器串联构成，其总增益约为140dB，该电容式传感器121为一圆形镀金印刷板块1211，其中间开分离槽1212，不用屏蔽。本实施例中，圆形镀金印刷板块1211的直径＝18毫米，中间的分离槽1212的宽度为2毫米。锁相镇噪单元124由锁相环集成电路块构成，本实施例中为CMOS锁相环CC4046型电路块，在接法上与通用接法不同之处是将其相位比较输入脚与输出脚相连接，这样效果很好。
实施例3根据图1、图4、图5、和图8以及图9给出本实用新型一个用于指针式电子石英钟表的直接测定的例子，本实施例适合于生产厂家使用，用来测定机芯的走时。如图8所示，检测头1包括5伏可调压供电子钟表用的直流电源131，该电源131与电子表的供电端相连接，并有后接三极管射极跟随器112和运算放大器113。
本实施例与实施例1之差别仅在采用可调压5伏直流电源131替换电感传感器111而已。
权利要求1.一种电子钟表测量仪，包括微机(5)，与该微机(5)的输入端和输出端分别相连接的钟表秒周期计数单元(4)和显示单元(6)，以及标准频率信号发生单元(7)，其特征在于还有与待测钟表相联结的秒信号检测头(1)和其依次后接的整形单元(2)，闸门镇噪逻辑单元(3)，该闸门镇噪逻辑单元(3)的输入端还与该标准频率信号发生单元(7)的输出端相连接，并与该微机(5)的输入/输出口相连接，其输出端与该钟表秒周期计数单元(4)的输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的电子钟表测量仪，其特征在于所说的秒信号检测头(1)与待测电子表以电磁信号传感相连接。
3.根据权利要求1所述的电子钟表测量仪，其特征在于所说的秒信号检测头(1)与待测电子表的电源端直接连接。
4.根据权利要求1所述的电子钟表测量仪，其特征在于闸门镇噪逻辑单元(3)包括依次连接的二级与非门(31)、(32)和输入端与与非门(31)的输出端相连接的单稳态振荡器(33)，该与非门(31)的二个输入端分别与整形单元(2)的Q端和微机(5)的输出端相连接，输出端与微机(5)输入端相接，该与非门(32)的二个输入端分别与非门(31)的输出端和标准频率信号发生单元(7)的输出端相连接，而输出端与该钟表周期计数单元(4)的时钟信号输入端相接，该单稳态振荡器(33)的输出端连接该钟表周期计数单元(4)的清零端。
5.根据权利要求1或2所述的电子钟表测量仪，其特征在于秒信号检测头(1)包括依次成电路联结的电感式传感器(111)、三极管射极跟随器(112)和运算放大器(113)。
6.根据权利要求1或2所述的电子钟表测量仪，其特征在于秒信号检测头(1)包括依次以电路相联结的电容式传感器(121)、三极管射极跟随器(122)、运算放大器(123)和锁相镇噪单元(124)。
7.根据权利要求1或3所述的电子钟表测量仪，其特征在于秒信号检测头(1)包括依次以电路相联结的5伏可调的供给电子钟表的直流电源(131)和其后接的三极管射极跟随器(112)、运算放大器(113)。
8.根据权利要求5所述的电子钟表测量仪，其特征在于电感式传感器(111)包括绕在磁芯骨架上的线圈和有开口的屏蔽罩。
9.根据权利要求6所述的电子钟表测量仪，其特征在于电容式传感器(121)由圆形镀金印刷电路板(1211)，并设有中间分离槽(1212)构成。
专利摘要一种电子钟表测量仪，包括微机和分别与微机的输入、输出端相连接的钟表秒周期计数单元、显示单元，以及标准频率信号发生器，特点是还有依次连接的秒信号检测头、整形单元和闸门镇噪逻辑单元。本实用新型由于采用宽频带低噪声放大器和锁相镇噪及闸门镇噪抑制技术，从而达到高灵度和高抗干扰的和谐，操作方便。
文档编号G04D7/00GK2270241SQ9623019
公开日1997年12月10日 申请日期1996年7月3日 优先权日1996年7月3日
发明者沈季良 申请人:中国科学院上海天文台