ES2610403T3 - Aparato de medición de longitud - Google Patents

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ES2610403T3 ES13750048.4T ES13750048T ES2610403T3 ES 2610403 T3 ES2610403 T3 ES 2610403T3 ES 13750048 T ES13750048 T ES 13750048T ES 2610403 T3 ES2610403 T3 ES 2610403T3
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Jan-Erik GROßMANN
Björn Jensen
Peter Lawitzke
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Abstract

Aparato de medición de longitud con una corredera de medición (4), una guía lineal en forma de un perfil hueco (2), en el cual la corredera de medición (4) está apoyada con posibilidad de desplazamiento exterior, para poder ponerla en contacto con un objeto a medir en cuanto a su longitud, una corredera interior (6), la cual está apoyada con posibilidad de desplazamiento en el interior del perfil hueco (2), una disposición de imanes (5, 7), que acopla magnéticamente la corredera de medición (4) y la corredera interior (6), de manera que la corredera interior (6) siga cada movimiento de la corredera de medición (4) a lo largo del perfil hueco (2), un dispositivo de medición para la medición de la posición de la corredera interior (6) a lo largo del perfil hueco (2) y una indicación, visible en el espacio exterior del perfil hueco, de la longitud determinada mediante el dispositivo de medición conforme a la posición medida de la corredera interior (6), estando el perfil hueco (2) provisto, por lo menos en un extremo, de una pared final (40) y la corredera interior (6) cubre sustancialmente la sección transversal del perfil hueco (2), para formar en el espacio interior del perfil hueco (2), entre la pared final (40) y la corredera interior (6), un resonador acústico (30), caracterizado por que el dispositivo de medición presenta un altavoz (22) y un micrófono (20) en el interior del resonador acústico (30) así como una unidad de control y de evaluación (9) conectada con el mismo, la cual está configurada para ocasionar que el altavoz (22) emita un impulso acústico, registrar con el micrófono (20) la respuesta al impulso del resonador acústico (30), determinar a partir de ella la frecuencia básica (f0) del resonador acústico (30) y, a partir de la frecuencia básica, determinar la longitud del resonador (30) y con ello la posición de la corredera interior (6) a lo largo del perfil hueco (2).

Description

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DESCRIPCION
Aparato de medicion de longitud.
La presente invencion se refiere a un aparato de medicion de longitud con una corredera de medicion, una gula lineal en forma de un perfil hueco, en el cual la corredera de medicion esta apoyada con posibilidad de desplazamiento exterior, para poder ponerla en contacto con un objeto a medir en cuanto a su longitud, una corredera interior, la cual esta apoyada con posibilidad de desplazamiento en el interior del perfil hueco, una disposicion de imanes, que acopla magneticamente la corredera de medicion y la corredera interior, de manera que la corredera interior sigue cada movimiento de la corredera de medicion a lo largo del perfil hueco, un dispositivo de medicion para la medicion de la posicion de la corredera interior a lo largo del perfil hueco y una indicacion, visible en el espacio exterior del perfil hueco, de la longitud determinada mediante el dispositivo de medicion conforme a la posicion medida de la corredera interior.
El perfil hueco esta provisto, por lo menos en un extremo, de una pared final. Ademas la corredera interior cubre sustancialmente la seccion transversal del perfil hueco, de manera que en el espacio interior del perfil hueco esta formado, entre la pared final y la corredera interior, un espacio hueco cerrado que puede servir de resonador acustico.
La invencion esta dirigida en especial a aparatos de medicion de longitud para la medicion de la estatura de personas. Tales aparatos de medicion de longitud se designan tambien estadiometros. Un aparato de medicion de longitud tlpico de este tipo presenta una vara de medir que esta formada como gula lineal vertical para una corredera de medicion (corredera de cabeza). La vara de medir esta alineada verticalmente y esta montada en una pared o esta sujeta en una plataforma. Para la medicion de la estatura la persona se coloca delante de la vara de medir, despues de lo cual la corredera de cabeza es desplazada hacia abajo en la vara de medir, hasta que se produce el apoyo sobre la cabeza de la persona a medir. En la vara de medir esta prevista una escala de medicion con rayas de division de la escala. En la corredera de medicion existe, ademas, una unidad de lectura, la cual registra las rayas de division de la escala durante el desplazamiento de la corredera de medicion en la vara de medir y, por consiguiente, registra la variacion incremental de la posicion de la corredera de medicion. En las rayas de division de la escala puede estar codificada tambien la altura absoluta de una raya de division de la escala, de manera que con la unidad de lectura se puede determinar la altura de la corredera de cabeza, que se indica entonces en una indicacion en la corredera de medicion.
Otro tipo de aparato de medicion de longitud para la estatura presenta una pieza acodada, la cual es sujetada por una persona que lleva a cabo la medicion de la longitud corporal. Una rama de la pieza acodada esta en contacto con la cabeza de la persona a medir. Desde esta rama que esta en contacto con la cabeza sobresale una segunda rama perpendicularmente, siendo sujetada la pieza acodada de tal manera que la segunda rama discurre orientada verticalmente sobre el suelo. En una segunda rama esta previsto un dispositivo de medicion de distancias con un convertidor de ultrasonidos el cual determina e indica, a partir del tiempo de propagacion de una serial de ultrasonidos emitida, la cual es reflejada sobre el suelo y que regresa al convertidor de ultrasonidos, la altura de la primera rama, que se encuentra en contacto con la cabeza de la persona a medir, sobre el suelo y con ello la estatura. Una desventaja de este tipo de aparato de medicion de longitud consiste en que pueden aparecer imprecisiones de medicion a causa de que la persona que lleva a cabo la medicion no sujete la pieza acodada alineada exactamente de manera que la segunda rama este orientada exactamente vertical sobre el suelo. Ademas es desventajoso el que las condiciones cambiantes del entorno (p. ej. el polvo u otras impurezas del aire) u objetos que estan sobre el suelo puedan falsear la medicion.
Otro tipo de aparato de medicion de longitud presenta una plataforma, que pisa la persona a medir, y un portador vertical colgado fijo verticalmente por encima de la persona a medir. En el portador esta dispuesto un dispositivo de medicion de las distancias sobre la base del tiempo de propagacion de ondas de ultrasonido, que esta orientado a la cabeza de la persona situada sobre la plataforma, a la que hay que medir. La persona a medir lleva una caperuza para garantizar una reflexion bien definida de las ondas de ultrasonido por parte del lado superior de la cabeza. A partir de la distancia del lado superior de la cabeza de la persona con respecto al dispositivo de medicion de distancias instalado fijo por encima de la persona a medir se puede deducir, a partir de la diferencia de la altura de colgado del dispositivo de medicion de distancias y de la distancia medida con respecto al lado superior de la cabeza, la longitud del cuerpo de la persona a medir. Este aparato de medicion de longitud es tambien susceptible a los errores dado que la medicion puede ser falseada por condiciones cambiantes del entorno e influencias perturbadoras en el tramo de medicion abierto entre el convertidor de ultrasonidos y el lado superior de la cabeza de la persona a medir.
Por el documento WO 98/17974 A1 se conoce un aparato de medicion de longitud con las caracterlsticas del preambulo de la reivindicacion 1. Este aparato de medicion de longitud no esta formado como aparato de medicion de longitud para personas. Mas bien hay que seguir la posicion de una corredera de medicion. El aparato de medicion de longitud tiene una gula lineal en forma de una carcasa hueca, en la cual la corredera de medicion esta apoyada de forma que se puede desplazar exteriormente. En el interior de la carcasa esta apoyada una corredera interior de forma que se puede desplazar. Una disposicion de imanes acopla magneticamente la corredera de
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medicion y la corredera interior, de manera que la corredera interior sigue cada movimiento de la corredera de medicion a lo largo de la guia. La corredera interior esta en contacto por rozamiento con un potenciometro lineal, para proporcionar una senal de tension, la cual es proporcional a una posicion de la corredera interior. A partir de la senal de potenciometro se deduce la posicion de la corredera interior y con ello de la corredera de medicion acoplada con ella a lo largo de la guia lineal. Mediante la medicion de la posicion de la corredera interior en el interior de la carcasa estan reducidos ciertamente determinados factores de perturbacion tales como humo o polvo, que no penetran en el interior de la carcasa, en cuanto a su influencia sobre la precision de la medicion. El potenciometro presenta contactos de rozamiento los cuales generan friccion y por ello se desgastan con el tiempo. Para actuar en contra de ello hay que utilizar materiales de gran calidad, lo que incrementa naturalmente los costes de fabrication. Pero tambien bajo estas condiciones el desgaste puede conducir a un empeoramiento de la precision de medicion.
El problema de la presente invention es configurar un aparato de medicion de longitud de tal manera que ofrezca, independientemente de condiciones del entorno cambiantes, una gran precision de medicion y no presente influencias, condicionadas por el desgaste, sobre la precision de medicion. Para la resolution de este problema sirve un aparato de medicion de longitud con las caracteristicas de la revindication 1. Las formas de realization ventajosas de la invencion estan enumeradas en las reivindicaciones subordinadas.
El dispositivo de medicion presenta, segun la invencion, un altavoz y un microfono en el interior del resonador acustico entre la pared final y la corredera interior. Una unidad de control y de evaluation conectada con el microfono y el altavoz esta configurada para ocasionar que el altavoz emita un impulso acustico y captar entonces, con el microfono, la respuesta al impulso del resonador acustico. La unidad de control y de evaluacion esta ademas configurada para determinar, a partir de la respuesta al impulso del resonador acustico, su frecuencia basica y, a partir de la frecuencia basica, la longitud del resonador y para determinar con ello la posicion de la corredera interior a lo largo del perfil hueco. Por frecuencia basica se entiende aqui la frecuencia propia mas baja, correspondiente a una onda estacionaria, cuya longitud de onda es el doble de larga que el resonador acustico.
La corredera interior cubre sustancialmente la section transversal, para reflejar de manera efectiva ondas sonoras incidentes, si bien puede tener tambien una abertura pequena, por ejemplo para dejar que pase aire durante su movimiento.
En una forma de realizacion ventajosa la unidad de control y de evaluacion esta configurada para transformar la respuesta al impulso registrada del resonador acustico, mediante una transformada de Fourier, en un espectro de frecuencias y para determinar la frecuencia basica en el espectro de frecuencias. La transformada de Fourier se lleva a cabo, preferentemente, en forma de una transformada de Fourier discreta (DFT) o de una transformada de Fourier rapida (FFT).
En una forma de realizacion preferida la unidad de control y de evaluacion esta configurada para determinar durante la determination de la frecuencia basica en el espectro de frecuencias la distancia entre dos maximos consecutivos. La distancia se puede utilizar para determinar para cada maximo en el espectro de frecuencias la cantidad de onda armonica implicada. Con esta information se puede determinar entonces, a partir de cada maximo, una frecuencia basica y promediarla entonces para dar una frecuencia basica. Se pueden promediar tambien varias distancias de maximos consecutivos para determinar la frecuencia basica.
La unidad de control y de evaluacion esta configurada, preferentemente, para elegir el ancho de banda del impulso acustico generado por el microfono, de manera que la longitud de onda mas pequena contenida sea mayor que el doble del diametro del perfil hueco.
Con ello se garantiza que el sonido en el perfil hueco se propague como onda plana. Para longitudes de onda mas cortas el sonido podria ser reflejado tambien entre las paredes del perfil hueco y con ello excitar tambien otros modos, cuya velocidad del sonido en la direction longitudinal del perfil hueco es menor que la velocidad del sonido de una onda plana; estos no influinan ciertamente de forma que falseasen el procedimiento de medicion, ya que durante la transformada de Fourier sedan separados y no tendrian que utilizarse entonces para la evaluacion. La energia del sonido de modos de este tipo eventualmente adicionales no seria generada de manera util entonces, sin embargo, para la medicion y, por consiguiente, careceria de sentido, motivo por el cual es preferible la excitation de una onda plana pura.
En una forma de realizacion preferida el perfil hueco esta provisto tambien en el otro extremo de una segunda pared final, para formar en el espacio interior del perfil hueco entre la segunda pared final y la corredera interior un segundo resonador acustico. En este segundo resonador acustico estan dispuestos un segundo altavoz y un segundo microfono. La unidad de control y de evaluacion esta configurada ademas para ocasionar que el segundo altavoz emita un impulso acustico, captar con el segundo microfono la respuesta al impulso del segundo resonador acustico, determinar a partir de ello la frecuencia basica del segundo resonador acustico y determinar, a partir de la frecuencia basica, la longitud del segundo resonador y con ello la posicion de la corredera interior a lo largo del perfil hueco. En un dispositivo de medicion de longitud de este tipo puede estar configurada entonces la unidad de control y de evaluacion, ventajosamente, ademas para, con la ayuda de las longitudes determinadas del resonador acustico,
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del segundo resonador acustico, de la longitud conocida del perfil hueco, entre la pared final y la segunda pared final y la longitud axial conocida de la corredera interior, llevar a cabo una calibracion de las determinaciones de longitud.
En una forma de realization preferida la disposition de imanes presenta, por lo menos, un iman permanente en la corredora de medicion y un iman permanente en la corredera interior, que estan dispuestos de tal manera que los polos opuestos de los dos imanes permanentes estan alineados uno con otro mirando uno hacia otro. Preferentemente estan dispuestos de tal manera uno con relation a otro, en cada caso, cuatro imanes permanentes en la corredera interior y en la corredera de medicion, que en cada caso un par de imanes permanentes en la corredera de medicion y en la corredera interior, con polos opuestos, esten alineados uno con otro mirando uno hacia otro. Alternativamente, la disposicion de imagenes presenta solo un iman permanente en una de entre la corredera de medicion y la corredera interior, conteniendo entonces el otro componente de la corredera de medicion y la corredera interior material ferromagnetico o paramagnetico, de manera que la corredera de medicion y la corredera interior estan acopladas magneticamente.
Las dimensiones exteriores de la corredera interior estan adaptadas, preferentemente, a las dimensiones interiores del perfil hueco de manera que la corredera interior se asiente lo mas posible sin holgura, pero con capacidad de deslizamiento, en el perfil hueco. Correspondientemente las dimensiones interiores de la corredera de medicion estan adaptadas de tal manera a las dimensiones exteriores del perfil hueco que la corredera de medicion esta apoyada, con la menor holgura posible aunque con posibilidad de deslizamiento, exterior sobre el perfil hueco.
La invention se describe a continuation con ayuda de un ejemplo de realizacion en relacion con los dibujos, en los cuales:
La figura 1 muestra una vista esquematica de un aparato de medicion de longitud,
La figura 2 muestra una representation explosionada de partes del aparato de medicion de longitud en la zona de la corredera de medicion en section longitudinal,
La figura 3 muestra una vista en seccion transversal del aparato de medicion de longitud en la zona de la corredera interior y de la corredera de medicion, no estando representados los propios componentes de la corredera, sino unicamente los imanes permanentes dispuestos en ellos,
La figura 4 muestra una vista esquematica del perfil hueco de un dispositivo de medicion de longitud en la seccion longitudinal,
La figura 5 muestra el desarrollo de amplitudes temporal de una serial que activa el altavoz para la emision de un impulso acustico en funcion del tiempo,
La figura 6 muestra la serial de microfono registrada de la respuesta al impulso del resonador acustico en el perfil hueco,
La figura 7 muestra la respuesta al impulso del resonador acustico de la figura 6 transformada en un espectro de frecuencias, y
La figura 8 muestra una vista esquematica del perfil hueco en seccion longitudinal de otra forma de realizacion para un dispositivo de medicion de longitud.
La figura 1 muestra una vista lateral de un aparato de medicion de longitud el cual puede estar fijado, por ejemplo, a una pared. El aparato de medicion de longitud presenta un perfil hueco 2 como gula lineal, sobre la cual esta apoyada exteriormente una corredera de medicion 4 con posibilidad de desplazamiento, que lleva una placa de cabeza 3. La corredera de medicion 4 se hace descender hasta que la placa de cabeza 3 se apoya encima sobre la cabeza de la persona que a medir.
En el perfil hueco 2, el cual en este ejemplo de realizacion tiene seccion transversal de forma circular, esta apoyada una corredera interior 6 con posibilidad de desplazamiento (vease la figura 2). La corredera interior 6 tiene forma de disco en seccion transversal, o, como esta representado aqul, puede estar provista de una pared final inferior cerrada, de manera que la corredera interior 6 cubre la seccion transversal del perfil hueco 2. Las dimensiones exteriores de la corredera interior 6 estan adaptadas a las dimensiones interiores del perfil hueco 2, de manera que la corredera interior 6 se asiente con la holgura mas pequena posible, pero con capacidad de deslizamiento, en el espacio interior del perfil hueco 2. Las dimensiones interiores de la corredera de medicion 4 estan adaptadas, correspondientemente, a las dimensiones exteriores del perfil hueco 2, de manera que la corredera de medicion 4 este apoyada con la holgura mas pequena posible, pero con capacidad de deslizamiento, sobre el perlmetro exterior del perfil hueco 2.
La figura 3 muestra una seccion transversal a traves del perfil hueco 2 en la zona de la corredera de medicion y de la corredera interior, no estando representados ellos mismos ni el componente de corredera de medicion ni el
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componente de corredera interior, sino unicamente la disposition de imanes formada por varios imanes permanentes, que estan introducidos en la corredera interior y en la corredera de medicion. En la corredera interior 6 estan introducidos cuatro imanes permanentes 7 distribuidos alrededor del perlmetro, los cuales estan distribuidos a una distancia de 90° entre si alrededor del perlmetro. Correspondientemente estan introducidos en la corredera de medicion 4 asimismo cuatro imanes permanentes 5, los cuales estan distribuidos a distancias correspondientes de 90° alrededor de la corredera de medicion exterior. En este caso, la disposicion de los imanes permanentes es tal que los imanes permanentes 5 y 7 opuestos entre si de la corredera de medicion 4 y de la corredera interior 6 estan alineados unos con respecto a otros con polos opuestos. En el ejemplo de realization representado esto se consigue gracias a que los imanes permanentes 7 de la corredera interior estan alineados con un polo magnetico, en este ejemplo con el polo norte, hacia fuera, mientras que los imanes permanentes 5 estan dispuestos dirigidos asimismo con este polo magnetico, aqul el polo norte, hacia fuera, de manera que en cada caso se opone una par de imanes permanentes 5 y 7, con polos opuestos, dirigidos uno hacia otro. De esta manera estan acopladas magneticamente la corredera de medicion 4 y la corredera interior 6. Con ello la corredera interior 6 sigue cada movimiento de la corredera de medicion 4 a lo largo del perfil hueco 2. En la figura 2 se muestra en cada caso unicamente uno de los imanes permanentes 5 y 7.
En principio, pueden estar previstos, naturalmente, tambien mas o menos que cuatro imanes permanentes por componente de corredera, por ejemplo unicamente un iman permanente en cada caso en la corredera de medicion 4 y la corredera interior 6. Es incluso posible que este previsto unicamente un iman o bien en la corredera interior 6 o en la corredera de medicion 4 y que el otro componente de corredera sin imanes propios contenga material ferromagnetico o paramagnetico, de manera se ejerza una atraccion magnetica entre la corredera interior 6 y la corredera de medicion 4. El o los imanes de la disposicion de imanes son, preferentemente, imanes permanentes, si bien son en principio tambien electroimanes.
La figura 4 muestra una vista en section longitudinal esquematica de un perfil hueco 2 de un dispositivo de medicion de longitud. En este ejemplo de realizacion la corredera interior 6 esta formada simplemente en forma de disco y cubre la seccion transversal del perfil hueco 2. El perfil hueco 2 esta provisto, en el extremo inferior, de una pared final 40 cerrada, de manera que entre la pared final 40 y la corredera interior 6 esta formado un espacio cerrado en el perfil hueco, el cual se puede considerar un resonador acustico. Al dispositivo de medicion para la determination de la position de la corredera interior 6 a lo largo de la direction longitudinal del perfil hueco 2 pertenecen un altavoz 22 y un microfono 20, los cuales estan dispuestos en el interior del resonador 30 acustico. El altavoz 22 y el microfono 20 estan conectados con una unidad de control y de evaluation 9, que esta mostrada aqul dispuesta en el espacio exterior del perfil hueco, pero que puede estar dispuesta tambien en el interior del perfil hueco. La unidad de control y de evaluacion 9 es un dispositivo de procesamiento de datos programable, el cual esta preparado para incitar al altavoz 22 a emitir un impulso acustico y para registrar la respuesta al impulso resultante del resonador 30 acustico mediante el registro de la serial del microfono 20. La unidad de control y de evaluacion 9 esta ademas configurada para determinar, a partir de la respuesta al impulso acustico, la frecuencia basica f0 del resonador. Esta frecuencia basica f0 tiene una longitud de onda A0, que corresponde al doble de la longitud del resonador acustico (la onda estacionaria mas sencilla en el resonador 30 acustico es una semionda con en cada caso un nodo de velocidades en la pared final 40 y en la pared reflectante del interior de la corredera 6). Conociendo la velocidad de la luz c y la frecuencia basica fg se puede determinar, por consiguiente, la longitud del resonador:
2-L
En caso de una excitacion de banda ancha mediante un impulso acustico se excitan en el resonador 30 acustico, ademas de la frecuencia basica, tambien modos superiores, cuyas longitudes de onda son multiplos enteros de A0/2. Estos modos pueden ser de utilidad, como se mostrara mas tarde, de forma adicional para el procedimiento de medicion.
La figura 5 muestra una dependencia temporal de una serial de excitation, generada por la unidad de control y de evaluacion 9, para que el altavoz 22 emita un impulso acustico. Esta serial consta, preferentemente, de una semionda positiva y una negativa con esencialmente forma rectangular. La serial de excitacion no tiene una forma de rectangulo ideal (que tendrla en principio un espectro de frecuencias ilimitado hacia arriba) dado que el ancho de banda del impulso es limitado. El ancho de banda del impulso deberla elegirse de tal manera que la longitud de onda mas pequena contenida sea mayor que el doble del diametro del perfil hueco. Con ello se garantiza, como se mencionado ya mas arriba, que el sonido se propague en el perfil hueco como una onda plana. La longitud temporal de una semionda de la senal de excitacion deberla ser mayor que la duration del perlodo de la senal con la menor frecuencia, que debe ser evaluada.
La figura 6 muestra el desarrollo temporal de la respuesta al impulso del resonador acustico registrada con el microfono 20. Para determinar a partir de ello la frecuencia basica f0 del resonador acustico es conveniente transformar la respuesta al impulso acustico de la figura 6 en un espectro de frecuencias, para determinar la frecuencia basica f0 en el espectro de frecuencias. Esta transformation en un espectro de frecuencias tiene lugar mediante una transformada de Fourier. Unos procedimientos posibles del procesamiento digital de senal para la
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transformada de Fourier son, por ejemplo, la transformada de Fourier discreta (DFT) o la transformada de Fourier rapida (FFT), para cuya realizacion puede estar dispuesta la unidad de control y de evaluacion 9.
La figura 7 muestra ahora una seccion del espectro de frecuencias de la respuesta al impulso. En el se pueden reconocer con claridad maximos locales los cuales se originan por los modos propios excitados. Estos aparecen para multiplos enteros de la frecuencia basica f0. La frecuencia basica puede ser determinada, por consiguiente, tambien a traves de las distancias de modos contiguos en el espectro de frecuencias. Esta forma de proceder tiene la ventaja de que la frecuencia basica mas baja del altavoz utilizado se puede elegir mayor que la frecuencia basica f0 propiamente dicha del resonador acustico a determinarse. La frecuencia basica mas baja de un altavoz se determina, entre otras cosas, mediante el tamano de su membrana. Cuanto mayor sea esta, tanto mas baja podra estar situada la frecuencia llmite. Dado que el altavoz esta situado en el interior del perfil hueco, se aspira a tener un diametro de membrana lo mas pequeno posible. A causa de ello puede suceder que la onda estacionaria mas sencilla en el resonador acustico no se pueda observar bien mediante la presente forma de proceder, debido a que el altavoz no pueda generar suficientemente la longitud de onda grande necesaria para ello. Este efecto se puede reconocer tambien en la figura 7, de la cual resulta que la frecuencia basica es de algo mas de 300 Hz (distancias entre los maximos consecutivos). Sin embargo, para algo mas de 300 Hz no se puede reconocer ningun maximo utilizable, en el espectro de frecuencias mostrado en la figura 7, por el motivo indicado, para la frecuencia basica algo mayor que 300 Hz.
Ademas de la determinacion exacta de la frecuencia basica f0 debe conocerse bien la velocidad del sonido para la unidad de control y de evaluacion. Dado que la velocidad del sonido posee una dependencia de la temperatura, es recomendable medir la temperatura O dentro del resonador y calcular con ello la velocidad de sonido actual. Esto puede realizarse, por ejemplo, mediante la ecuacion
r = 331,5 — ■ 11 +-------------
5 V 273,15°C
En la figura 8 esta representada otra forma de realizacion, con la cual se puede mejorar la precision de la medicion del dispositivo de medicion. En la figura 8 se muestra, como en la figura 4, una vista esquematica del perfil hueco en seccion longitudinal del dispositivo de medicion de longitud. Al igual que en la forma de realizacion segun la figura 6 esta formado en el perfil hueco 2 un resonador 30 acustico, en el cual se encuentran un altavoz 22 y un microfono 20 (la unidad de control y de evaluacion conectada con estos se ha excluido de la representacion por simplicidad). En el perfil hueco esta formado ademas, entre la segunda pared final 42 opuesta del perfil hueco y la corredera interior 6, un segundo resonador 32 acustico. En su interior se encuentran un segundo altavoz 26 y un segundo microfono 24, los cuales estan conectados asimismo con la unidad de control y de evaluacion. Mediante esta disposicion se puede calibrar la medicion de longitud, dado que son conocidas la longitud del perfil hueco entre las paredes finales 40 y 42 y la longitud axial de la corredera interior 6. Bajo la condicion previa de que la velocidad del sonido es igual en el primer resonador 30 acustico y en el segundo resonador 32 acustico (lo que presupone que la temperatura en los dos resonadores acusticos es la misma), se puede determinar la velocidad del sonido mediante las siguientes ecuaciones:
imagen1
02 y
donde
Lo longitud del perfil hueco entre las paredes finales 40, 42 L1 longitud del resonador 30 acustico L2 longitud del segundo resonador 32 superior
L3 longitud axial de la corredera interior 6 en la direccion longitudinal del perfil hueco
f01 frecuencia basica del resonador 30
f02 frecuencia basica del segundo resonador 32
La velocidad del sonido determinada de esta manera se puede utilizar entonces para, por ejemplo, determinar la longitud de uno de los resonadores 30 acusticos:
imagen2
Lista de signos de referenda
5
2 perfil hueco
3 placa de cabeza
4 corredera de medicion
5 imanes permanentes de la corredera de medicion
6 corredera interior
10
7 imanes permanentes de la corredera interior
9 unidad de control y de evaluacion
20 microfono
22 altavoz
24 segundo microfono
15
26 segundo altavoz
30 resonador acustico
32 segundo resonador acustico
40 pared final
20
42 segunda pared final

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Aparato de medicion de longitud con una corredera de medicion (4), una gula lineal en forma de un perfil hueco (2), en el cual la corredera de medicion (4) esta apoyada con posibilidad de desplazamiento exterior, para poder ponerla en contacto con un objeto a medir en cuanto a su longitud, una corredera interior (6), la cual esta apoyada con posibilidad de desplazamiento en el interior del perfil hueco (2), una disposicion de imanes (5, 7), que acopla magneticamente la corredera de medicion (4) y la corredera interior (6), de manera que la corredera interior (6) siga cada movimiento de la corredera de medicion (4) a lo largo del perfil hueco (2), un dispositivo de medicion para la medicion de la posicion de la corredera interior (6) a lo largo del perfil hueco (2) y una indicacion, visible en el espacio exterior del perfil hueco, de la longitud determinada mediante el dispositivo de medicion conforme a la posicion medida de la corredera interior (6), estando el perfil hueco (2) provisto, por lo menos en un extremo, de una pared final (40) y la corredera interior (6) cubre sustancialmente la seccion transversal del perfil hueco (2), para formar en el espacio interior del perfil hueco (2), entre la pared final (40) y la corredera interior (6), un resonador acustico (30), caracterizado por que el dispositivo de medicion presenta un altavoz (22) y un microfono (20) en el interior del resonador acustico (30) as! como una unidad de control y de evaluacion (9) conectada con el mismo, la cual esta configurada para ocasionar que el altavoz (22) emita un impulso acustico, registrar con el microfono (20) la respuesta al impulso del resonador acustico (30), determinar a partir de ella la frecuencia basica (f0) del resonador acustico (30) y, a partir de la frecuencia basica, determinar la longitud del resonador (30) y con ello la posicion de la corredera interior (6) a lo largo del perfil hueco (2).
  2. 2. Aparato de medicion de longitud segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la unidad de control y de evaluacion (9) esta configurada para transformar la respuesta al impulso medida del resonador (30) acustico mediante una transformada de Fourier en un espectro de frecuencias y determinar en el espectro de frecuencias la frecuencia basica.
  3. 3. Aparato de medicion de longitud segun la reivindicacion 2, caracterizado por que la unidad de control y de evaluacion (9) esta configurada para llevar a cabo, para la transformada de Fourier, una transformada de Fourier discreta (DFT) o una transformada de Fourier rapida (FFT).
  4. 4. Aparato de medicion de longitud segun la reivindicacion 2 o 3, caracterizado por que la unidad de control y de evaluacion (9) esta configurada para determinar, en el espectro de frecuencias del resonador (30) acustico, la distancia entre dos maximos consecutivos como valor estimado para la frecuencia basica, establecer para varios maximos con el valor estimado la cantidad de onda armonica implicada en cada caso, determinar a partir de ello una frecuencia basica para cada maximo estudiado y resumir estas en un valor medio.
  5. 5. Aparato de medicion de longitud segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad de control y de evaluacion (9) esta configurada para elegir el ancho de banda del impulso acustico generado por el microfono (20), de manera que la longitud de onda mas pequena contenida sea mayor que el doble del diametro del perfil hueco (2).
  6. 6. Aparato de medicion de longitud segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el perfil hueco (2) esta provisto tambien en el otro extremo de una segunda pared final (42), para formar en el espacio interior del perfil hueco entre la segunda pared final (42) y la corredera interior (6) un segundo resonador (32) acustico, y por que el dispositivo de medicion presenta un segundo altavoz (26) y un segundo microfono (24) en el interior del segundo resonador (32) acustico y por que la unidad de control y de evaluacion (9) esta configurada para ocasionar que el segundo altavoz (26) emita un impulso acustico, y registrar con el segundo microfono (24) la respuesta al impulso del segundo resonador (32) acustico, determinar a partir de ello la frecuencia basica de segundo resonador (32) acustico y determinar, a partir de la frecuencia basica, la longitud del segundo resonador (32).
  7. 7. Aparato de medicion de longitud segun la reivindicacion 6, caracterizado por que la unidad de control y de evaluacion (9) esta configurada para llevar a cabo una calibracion de las determinaciones de las longitudes, con la ayuda de las longitudes determinadas del resonador (30) acustico, del segundo resonador (32) acustico, de la longitud conocida del perfil hueco (2), entre la pared final (40) y la segunda pared final (42) y la longitud axial conocida de la corredera interior (6).
  8. 8. Aparato de medicion de longitud segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la disposicion de imanes (5, 7) presenta, por lo menos, un iman permanente en la corredora de medicion (4) y un iman permanente en la corredera interior (6), que estan dispuestos de tal manera que los polos opuestos de los dos imanes permanentes estan alineados uno con relacion a otro mirando uno hacia otro.
  9. 9. Aparato de medicion de longitud segun la reivindicacion 8, caracterizado por que, en cada caso, cuatro imanes permanentes estan dispuestos en la corredera interior (6) y en la corredera de medicion (4), de manera que, respectivamente, un par de imanes permanentes esten orientados enfrentados entre si en la corredera de medicion (4) y en la corredera interior (6) con los polos enfrentados.
  10. 10. Aparato de medicion de longitud segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que la disposicion de imanes (5, 7) contiene un iman permanente en una de las correderas de medicion y la corredera interior y por que la otra corredera de medicion y la corredera interior contiene material ferromagnetico o paramagnetico.
    5 11. Aparato de medicion de longitud segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el
    dispositivo de medicion esta conectado ademas con un sensor de temperatura en el interior del perfil hueco y por que la unidad de control y de evaluacion (9) esta configurada para dejar entrar en la determinacion de la longitud del resonador (30) acustico, a partir de su frecuencia basica, una velocidad del sonido corregida en cuanto a la temperatura.
    10
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