STRUMENTI  NUMERICI - 2

Contatori di eventi

Il primo strumento numerico che analizzeremo e’ il contatore di eventi. Questo strumento conta il numero di eventi che si verificano all’ingresso dello strumento in un intervallo di tempo prestabilito. Per esempio si puo’ contare quante volte la tensione di ingresso supera una certa soglia in un intervallo di 1s. In figura 1 e’ riportato lo schema a blocchi di un contatore di eventi.

Figura 1: schema a blocchi di un contatore di eventi

Come si vede questo e’ composto da un circuito di ingresso (trigger, amplificatore, condizionatore), da un circuito porta attivato e disattivato rispettivamente dai segnali start e stop e da una sezione di conteggio e visualizzazione.

In figura 2 e’ riportato il grafico contenete le forme d’onda dei segnali presenti nel contatore di eventi in corrispondenza delle uscita e dei vari blocchi nel casi in cui ingresso si ha una sinusoide. In tal caso si vuole contare quante volte questa supera la soglia del trigger nell’intervallo definito da start e stop.

Figura 2: segnali presenti nel contatore di eventi

In uscita del circuito di ingresso la sinusoide e’ rappresentata da un treno di impulsi rettangolari che attraverso la porta passeranno al circuito contatore solo nel periodo di tempo definito da start e stop.  

In generale, l’indicazione del conteggio mediante il circuito di visualizzazione può essere normalizzata in modo da rappresentare una grandezza ben precisa attuando una conversione: ad esempio il conteggio potrebbe rappresentare il numero di eventi registrati da un rivelatore tachimetrico che fornisce 100 impulsi per giro completo della ruota. Se la porta G è tenuta aperta per 600ms e n e’ il numero di impulsi contati il valore n/100 e il numero di giri in 600ms e n/(100*600 10-3) = n/60  e’ il numero di giri al secondo: quindi n è il numero di giri al minuto.

Le caratteristiche principali richieste per un contatore di eventi sono:

• risposta in frequenza:intesa come la minima distanza temporale tra due impulsi affinché questi vengano distinti. Questa è condizionata dalla velocità di commutazione del trigger.

• sensibilità del contatore : minimo valore del segnale di ingresso che può essere contato. Questa dipende dall’ampiezza della soglia del trigger e dal guadagno dell’amplificatore.

Le principali fonti di incertezza presenti nel contatore di eventi sono:

1.      l’errore del digit (±1 nel conteggio) dovuto all’assenza di alcuna relazione di fase tra gli impulsi che transitano nella porta e l’intervallo di tempo in cui questa rimane aperta come mostrato in figura.

Figura 3: situazione tipica della perdita del digit

L’incertezza relativa è funzione inversa del numero di impulsi N conteggiato ovvero alla quantita'  1/N

2.      Rumore accoppiato al segnale di ingresso che falsa lo scatto del trigger

3.      Ritardi apertura della porta G che può far saltare il conteggio di un evento