CS262785B1

CS262785B1 - Evalueting circuit of supersonic measuring instrument for measuring distance or level

Info

Publication number: CS262785B1
Application number: CS874859A
Authority: CS
Inventors: Vlastimil Ing Zamecnik
Original assignee: Vlastimil Ing Zamecnik
Priority date: 1987-06-29
Filing date: 1987-06-29
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS485987A1

Abstract

Podstata riešenia spočívá v tom, že naplitie na výstupe porovnávacieho obvodu bude priamo úměrné rýchlosti šírenia ultrazvukové] vlny v meranom prostředí a pretože toto napatie integruje integrátor kanála vzdialenosti, bude údaj merača vzdialenosti nezávislý od rýchlosti šírenia ultrazvuku v prostředí v ktorom sa meria vzdialenosť.The essence of the solution is that it is filled at the output of the comparator circuit will be proportional to ultrasonic spread rate] waves in the measured environment and because this voltage integrates the channel integrator distance will be the distance meter independent of ultrasound propagation rate v the environment in which the distance is measured.

Description

Vynález sa týká vyhodnocovacieho obvodu ultrazvukového merača vzdialenosti, alebo hladiny.The invention relates to an evaluation circuit of an ultrasonic distance or level meter.

Doteraz známe riešenia používajú pre kompenzáciu napátím riadený oscilátor, ktorého frekvencia sa automaticky nastavuje tak, aby šířka jednoho jeho impulzu odpovedala určitej jednotke dížky, alebo používajú aritmetické jednotky pre výpočet vzdialenosti z času šírenia ultrazvukovej vlny cez meranú vzdialenosť a z času šírenia ultrazvukovej vlny cez pevnú takzvanú referenční! vzdialenosť. Přístroj založený na použití niektorej z týchto metod je obvodové zložitý a pre jednoduché aplikácie s analogovým výstupom preto nevýhodný.Previously known solutions use a voltage-controlled oscillator whose frequency is automatically adjusted to match one pulse width or use arithmetic units to calculate the distance from the time of ultrasonic wave propagation over the measured distance and from the time of ultrasonic wave propagation through a fixed so-called reference! distance. An apparatus based on the use of either of these methods is complex and therefore disadvantageous for simple analog output applications.

Vyššie uvedené nevýhody podstatné zmierňuje a technický problém rieši zapojenie vyhodnocovacieho obvodu ultrazvukového merača vzdialenosti, alebo hladiny podfa vynálezu, ktorého podstatou je, že referenčná svorka je připojená na riadiaci vstup elektronického prepínača referenčného kanála. Prvý jeho vstup je připojený na svorku spoločného bodu napájania. Druhý vstup spojený s druhým vstupom elektronického prepínača kanála vzdialenosti je připojený na výstup porovnávacieho obvodu. Výstup elektronického prepínača referenčného kanála je připojený na vstup integrátora referenčného kanála, ktorý je připojený cez vzorkovací obvod referenčného kanála na prvý vstup porovnávacieho obvodu na ktorého druhý vstup je připojený referenčný zdroj. Prvý vstup je připojený na svorku spoločného bodu napájania a svorka vzdialenosti je připojená na riadiaci vstup elektronického prepínača kanála vzdialenosti. Výstup elektronického prepínača kanála vzdialenosti je připojený cez integrátor kanála vzdialenosti na vzorkovací obvod kanála vzdialenosti, ktorého výstup je připojený na jednosměrný zosilňovač. Výstup jednosměrného zosilňovača je připojený na svorku analógového výstupu.The aforementioned disadvantages are substantially mitigated and the technical problem is solved by the connection of the evaluation circuit of the ultrasonic distance or level meter according to the invention, whose essence is that the reference terminal is connected to the control input of the electronic switch of the reference channel. Its first input is connected to the common power point terminal. The second input connected to the second input of the electronic distance channel switch is connected to the output of the comparison circuit. The output of the electronic switch of the reference channel is connected to the input of the reference channel integrator, which is connected through the sampling circuit of the reference channel to the first input of the comparator circuit to which the second input is connected the reference source. The first input is connected to the common power point terminal and the distance terminal is connected to the control input of the electronic distance channel switch. The output of the electronic distance channel switch is connected via a distance channel integrator to the distance channel sampling circuit, the output of which is connected to a unidirectional amplifier. The output of the unidirectional amplifier is connected to the analog output terminal.

Zapojením vyhodnocovacieho obvodu ultrazvukového merača vzdialenosti, alebo hladiny podía vynálezu sa docieli toho, že na výstupe porovnávacieho obvodu bude priamo úměrné rýchlosti šírenia ultrazvukovej, vlny v meranom prostředí. Pretože toto napatie integruje integrátoi' kanála vzdialenosti bude údaj merača vzdialenosti nezávislý od rýchlosti šírenia ultrazvuku v prostředí v ktorom sa meria vzdialenosť. Výhodou zapojenia je aj jeho jednoduchost.By connecting the evaluation circuit of the ultrasonic distance or level meter according to the invention, it is achieved that at the output of the comparative circuit it will be directly proportional to the speed of propagation of the ultrasonic wave in the measured environment. Since this voltage integrates distance channel integrators, the distance meter reading will be independent of the ultrasound propagation rate in the environment in which the distance is measured. The advantage of the connection is its simplicity.

Na pripojenom výkrese je nakreslená bloková schéma vyhodnocovacieho obvodu ultrazvukového merača vzdialenosti, alebo hladiny,The attached drawing shows a block diagram of an ultrasonic distance or level meter evaluation circuit,

Vyhodnocovací obvod ultrazvukového merača vzdialenosti alebo hladiny pozostáva z referenčného kanála a z kanála vzdialenosti. Na riadiaci vstup 13 elektronického prepínača 1 referenčného kanála je připojená referenčná svorka 14. Prvý vstup 11 je připojený na svorku 17 spoločného bodu napájania. Druhý vstup 12 spojený s druhým vstupom 62 elektronického prepínača 6 kanála vzdialenosti je připojený na výstup porovnávacieho obvodu 5. Výstup elektronického prepínača 1 referenčného kanála je připojený na vstup integrátora 2 referenčného kanála. Integrátor 2 referenčného kanála je připojený cez vzorkovací obvod 3 referenčného kanála na prvý vstup 51 porovnávacieho obvodu 5, na ktorého druhý vstup 52 je připojený referenčný zdroj 4. Prvý vstup 61 je připojený na svorku 17 spoločného bodu napájania. Svorka 15 vzdialenosti je připojená na riadiaci vstup 63 elektronického prepínača 6 kanála vzdialenosti. Výstup elektronického prepínača 6 kanála vzdialenosti je připojený cez integrátor 7 kanála vzdialenosti na vzorkovací obvod 8 kanála vzdialenosti, ktorého výstup je připojený na jednosměrný zosilňovač 9. Výstup jednosměrného zosilňovača 9 je připojený na svorku 16 analógového výstupu.The ultrasonic distance or level meter evaluation circuit consists of a reference channel and a distance channel. A reference terminal 14 is connected to the control input 13 of the electronic switch 1 of the reference channel. The first input 11 is connected to the terminal 17 of the common power point. The second input 12 connected to the second input 62 of the electronic distance channel switch 6 is connected to the output of the comparator circuit 5. The output of the electronic switch 1 of the reference channel is connected to the input of the integrator 2 of the reference channel. The reference channel integrator 2 is connected via the reference channel sampling circuit 3 to the first input 51 of the comparator 5, to which the second input 52 is connected the reference source 4. The first input 61 is connected to the common power point terminal 17. The distance terminal 15 is connected to the control input 63 of the electronic distance channel switch 6. The output of the electronic distance channel switch 6 is connected via the distance channel integrator 7 to the distance channel sampling circuit 8, the output of which is connected to the unidirectional amplifier 9. The output of the unidirectional amplifier 9 is connected to the analog output terminal 16.

Funkcia vyhodnocovacieho obvodu ultrazvukového merača vzdialenosti, alebo hladiny je nasledovná:The function of the ultrasonic distance or level meter evaluation circuit is as follows:

Přivedením impulzu, dížkou odpovedajúceho času šírenia ultrazvuku cez referenčně vzdialenosti na riadiaci vstup 13 elektronického prepínača 1 referenčného kanála, přepojí tento na svoj výstup druhý vstup 12. Tým začne integrátor 2 referenčného kanála integrovat výstupné napatie porovnávacieho obvodu 5. Skončením impulzu na riadiacom vstupe 13 elektronického prepínača 1 referenčného kanála ukončí integrátor 2 intográciu. Výstupné napátle integrátora 2 referenčného kanála navzorkuje vzorkovací obvod 3 referenčného kanála. Porovnávací obvod 5 porovná napatie z výstupu vzorhovacieho obvodu 3 s referenčným naplitím dodávaným referenčným zdrojom 4. Podlá ich vztahu upraví potom svoje výstupné napátie tak, aby integrátor 2 referenčného kanála naintegroval vždy rovnaké napatie nezávisle od dížky impulzu na riadiacom vstupe 13 elektronického prepínača 1 referenčného kanála. To znamená, že výstupné napatie porovnávacie obvodu 5 bude priamo úměrné rýchlosti šírenia ultrazvuku v meranom prostředí ak sa referenčná vzdialenost nemení. Toto napatie sa použije ako vstupné napatie integrátora 7 kanála vzdialenosti integrujúceho čas šírenia ultrazvuku v meranej dráhe. To znamená, že impulz dížkou odpovedajúci tomuto času sa privedie na riadiaci vstup 63 elektronického prepínača 6 kanála vzdialenosti a počas tohoto impulzu integrátor 7 kanála vzdialenosti integruje výstupné napatie porovnávacieho obvodu 5. Po skončení integrácie naintegrované napatie navzorkuje vzorkovací obvod 8 kanála vzdialenosti. Výstupné napatie vzorkovacieho obvodu 8 kanála vzdialenosti sa zosilní v jednosmernom zosilňovači 9 a privedie sa na svorku 16 analógového výstupu.By applying a pulse, corresponding to the length of the ultrasonic propagation time over the reference distances, to the control input 13 of the electronic switch 1 of the reference channel, it switches this output to the second input 12. This begins to integrate the reference channel integrator 2. the reference channel switch 1 terminates the integration integrator 2. The output voltage of the reference channel integrator 2 samples the sampling circuit 3 of the reference channel. The comparator 5 compares the voltage from the output of the sample circuit 3 with the reference saturation supplied by the reference source 4. Accordingly, it compares its output voltage so that the reference channel integrator 2 always integrates the same voltage independent of the pulse length on the control input 13 of the electronic switch 1 . This means that the output voltage of the comparator circuit 5 will be directly proportional to the ultrasound propagation rate in the measured environment if the reference distance does not change. This voltage is used as the input voltage of the distance channel integrator 7 integrating the ultrasound propagation time in the measured path. That is, a pulse corresponding to this time is applied to the control input 63 of the electronic distance channel switch 6 and during this pulse the distance channel integrator 7 integrates the output voltage of the comparator circuit 5. Upon completion of integration, the integrated voltage is sampled by the distance channel sampling circuit 8. The output voltage of the distance channel sampling circuit 8 is amplified in the DC amplifier 9 and applied to the analog output terminal 16.

Claims

SUBJECT

Ultrasonic distance meter or level evaluation circuit consisting of a reference channel containing an electronic switch, an integrator, a sample circuit, a reference circuit and a reference voltage source and a distance channel containing an electronic switch an integrator, a sample circuit, a unidirectional amplifier and two input pulse terminals and analog output terminals characterized in that the reference terminal (14) is connected to the control input (13) of the electronic switch (1) of the reference channel, the first input (11) being connected to the terminal (17) of the common power point, while the second input (12) connected to the second input (62) of the electronic distance channel switch (6) is connected to the output of the comparator circuit (5), while the output of the electronic channel switch (1) is connected to the input channel integrator (2) connected via the reference channel sampling circuit (3) to the first input (51) of the comparison circuit (5), to which the second input (52) is connected the reference source (4j), the first input (61) is connected to the common power point terminal (17); the distance terminal (15) is connected to the control input (63) of the electronic distance channel switch (6) while the output of the electronic distance channel switch (6) is connected via the distance channel integrator (7) to the distance channel sampling circuit (8) whose output is connected to the unidirectional amplifier (9), while the output of the unidirectional amplifier (9) is connected to the analog output terminal (16).