RU1835054C - Sound speed meter - Google Patents
Sound speed meterInfo
- Publication number
- RU1835054C RU1835054C SU914934247A SU4934247A RU1835054C RU 1835054 C RU1835054 C RU 1835054C SU 914934247 A SU914934247 A SU 914934247A SU 4934247 A SU4934247 A SU 4934247A RU 1835054 C RU1835054 C RU 1835054C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- pulse
- current
- distributor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к технике акустического контрол и может быть использовано дл контрол скорости распространени акустических колебаний в жидких средах. Целью изобретени вл етс повышение точности измерени . Принцип действи измерител заключаетс в след щем уравновешивании времени прохождени исследуемой среДы акустическими колебани ми длительностью временного интервала, пропорциональной периоду выходной частоты измерител . Повышение точности измерител достигнуто за счет стабилизации пульсаций выходной частоты на минимальном уровне. 2 ил,The invention relates to acoustic control techniques and can be used to control the propagation speed of acoustic vibrations in liquid media. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurement. The principle of operation of the meter consists in the following balancing of the transit time of the medium under investigation by acoustic vibrations with a duration of a time interval proportional to the period of the output frequency of the meter. Improving the accuracy of the meter is achieved by stabilizing the pulsations of the output frequency at a minimum level. 2 silt
Description
Изобретение относитс к технике акустического контрол и может быть использовано дл контрол скорости распространени акустических колебаний (звука) в жидких средах.The invention relates to acoustic control techniques and can be used to control the propagation speed of acoustic vibrations (sound) in liquid media.
Цель изобретени - повышение точности измерени .The purpose of the invention is to improve measurement accuracy.
На фиг.1 изображена блок-схема за вл емого измерител ; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие работу блок-схемы .Figure 1 shows a block diagram of an inventive meter; Fig. 2 is a timing chart illustrating the operation of the flowchart.
Измеритель скорости звука, блок-схема которого приведена на фиг.1, содержит регистратор 1, объединенный входом со входом делител 2 частоты и выходом управл емого генератора 3, подключенного входом к интегратору 4, выход задающего генератора 5 соединен со входом генератора б возбуждающих импульсов, выход источника 7 тока подключен к первому входу прерывател 8 тока, подключенный первымThe sound velocity meter, the block diagram of which is shown in Fig. 1, contains a recorder 1 connected by an input to the input of a frequency divider 2 and the output of a controlled oscillator 3 connected by an input to an integrator 4, the output of the master oscillator 5 is connected to the input of the generator of exciting pulses b, the output of the current source 7 is connected to the first input of the current chopper 8, connected first
входом к выходу делител 2 частоты, распределитель 9 импульсов соединен первым выходом с управл ющим входом ключа 10 разр да, второй вход которого, объединенный с выходом прерывател 8, соединен с первым вйводом врем задающего конденсатора 11, объединенного вторым выводом с выходом ключа 10изаземленными, второй выход распределител 9 подключен ко вто- .рому управл ющему входу прерывател 8, электроакустический преобразователь 12, погруженный с отражателем 13 в исследуемую среду, подключен к выходу генератора 6, объединенного со входом ограничител 14 импульсов, подсоединенного выходом ко входу компаратора 15 приемного сигнала, второй источник 16 тока, объединенный по входу с источником 7, сравнивающий блок 17, соединенное первым входом с первым выводом врем задающего конденсатора 11, выход сравнивающего блока 17 соединен сthe input to the output of the frequency divider 2, the pulse distributor 9 is connected by the first output to the control input of the 10-bit key, the second input of which, combined with the output of the chopper 8, is connected to the first time input by the capacitor 11, connected by the second output to the output of the key 10, grounded, the second the output of the distributor 9 is connected to the second control input of the chopper 8, the electro-acoustic transducer 12, immersed with the reflector 13 in the medium under study, is connected to the output of the generator 6, combined with the input of the boundary read 14 pulses connected by the output to the input of the comparator 15 of the receiving signal, the second current source 16, combined at the input with the source 7, comparing the block 17, connected by the first input to the first time output of the drive capacitor 11, the output of the comparing block 17 is connected to
СОWith
ел оate about
кto
(А)(AND)
первым входом 9 триггера 18, подключенного первым, вторым выходом к одноименным входам RS-триггера 19, выход которого соединен со входом интегратора 4, выход ком-, паратора 15 подключен к первому входу второго распределител 20 импульсов, выход источника 16 тока соединен с первым входом второго прерывател 21 тока, соединенного выходом с первым входом второго ключа 22 разр да, второй вход которого подключен к первому выходу распределител 20, соединенного вторым выходом со вторым входом прерывател 21 тока, второй врем задающий конденсатор 23, подключенный первым, вторым, выводами параллельно первому входу и выходу ключа 22, соединенному с шиной земл , первый вывод конденсатора 23, объединенный с выходом прерывател 21 и первым входом ключа 22, подключен ко второму входу сравнивающего блока 17, второй вход и третий выход распределител 9 объединены и подключе; ны к первому входу элемента 24 И, второй вход которого соединен с объединенными вторым входом и третьим выходом распределител 20, выход элемента 24 И подключен к объединенным второму входу триггера 18 и входу формировател 25 корректирующих импульсов, выход которого подключен к объединенным третьим входам распределителей 5,20 и RS-триггера 19.the first input 9 of the trigger 18, connected by the first, second output to the inputs of the same name RS-flip-flop 19, the output of which is connected to the input of the integrator 4, the output of the comparator 15 is connected to the first input of the second pulse distributor 20, the output of the current source 16 is connected to the first input the second current chopper 21, connected by the output to the first input of the second key 22 bits, the second input of which is connected to the first output of the distributor 20, connected by the second output to the second input of the current chopper 21, the second time sets the capacitor 23, sub equipped with the first, second, leads parallel to the first input and output of the key 22 connected to the ground bus, the first output of the capacitor 23, combined with the output of the chopper 21 and the first input of the key 22, is connected to the second input of the comparison unit 17, the second input and the third output of the distributor 9 combined and connected; They are connected to the first input of the 24 And element, the second input of which is connected to the combined second input and the third output of the distributor 20, the output of the 24 And element is connected to the combined second input of the trigger 18 and the input of the correcting pulse generator 25, the output of which is connected to the combined third inputs of the distributors 5, 20 and RS flip-flop 19.
В Качестве регистратора 1, например, можно использовать электронно-счетный частотомер типа 43-34, ечетчиковый делитель 2 выполнен на и/с 584 ИЕ9.As a recorder 1, for example, it is possible to use an electronically-counted frequency meter of type 43-34, and the tap-changer 2 is made on and / with 584 IE9.
Измеритель работает следующим образом .The meter works as follows.
Импульсы 26 задающего генератора 5, работающего с посто нной частотой {2,5 кГц) поступают на вход генератора б возбуждающих импульсов, формирующего короткие импульсы (27-1) ударного возбуждени , воздействующие на преобразователь 12 измерител . Образованный при возбуждении преобразовател 12 акустический импульс, после зондировани среды и отражени от отражател 13 будет частично приниматьс преобразователем 12 в виде электрического приемного сигнала (27-П), а частично отража сь от лицевой поверхности последнего, вновь зондировать среду после отражени от отражател 13 приниматьс преобразователем 12 в виде второго электрического приемного сигнала (27-Ш). Длительность т между двум приемнымиThe pulses 26 of the master oscillator 5, operating with a constant frequency {2.5 kHz), are fed to the input of the excitation pulse generator b, which generates short shock excitation pulses (27-1) that act on the transducer 12 of the meter. An acoustic pulse formed upon excitation of the transducer 12, after sensing the medium and reflection from the reflector 13, will be partially received by the transducer 12 in the form of an electrical receiving signal (27-П), and partially reflected from the front surface of the latter, the medium will again be sensed after reflection from the reflector 13 the Converter 12 in the form of a second electrical receiving signal (27-W). Duration t between two receiving
сигналами (27-П, 27-UJ) будет равна г -р,signals (27-P, 27-UJ) will be equal to gp,
где I. - длина акустической базы электроакустического преобразовател : С - скорость звука в среде.where I. is the length of the acoustic base of the electro-acoustic transducer: C is the speed of sound in the medium.
Сигналы с выхода (входа) преобразовател 12 после ограничени по амплитуде ограничителем 14 нормируютс по амплитуде и длительности компаратором 15 (28-1,The signals from the output (input) of the converter 12 after being limited in amplitude by the limiter 14 are normalized in amplitude and duration by the comparator 15 (28-1,
28-П; 28-Ш). Импульс 28-1 вызываетс ударным возбуждением, импульсы 28-П и 28-Ш - приемные сигналы. Указанна последовательность импульсов воздействует на счетный вход С распределител 20.28-P; 28-W). Pulse 28-1 is caused by shock excitation; pulses 28-P and 28-III are received signals. The indicated pulse train acts on the counting input C of the distributor 20.
Импульсом 28-1 на выходе 1 распределител 20 формируетс сигнал 30 высокого логического уровн , который, воздейству на управл ющий вход - V ключа 22, вызывает замыкание его коммутирующего в.хода иThe pulse 28-1 at the output 1 of the distributor 20 generates a signal 30 of a high logical level, which, acting on the control input - V key 22, causes the closure of its switching input and
5 выхода. Это обеспечивает шунтирование выводов конденсатора 23 и его разр д. При этом коммутирующий вход и вход прерывател 21 наход тс в разомкнутом состо нии и ток источника 16 не вызывает падени 5 exits. This provides a shunt of the terminals of the capacitor 23 and its discharge. In this case, the switching input and the input of the chopper 21 are in the open state and the current of the source 16 does not cause a drop
0 напр жени на замкнутых выводах ключа 22. Введение прерывател 21 тока .позвол ет снизить остаточное напр жение на конденсаторе 23 при разр де до минимального значени (2-4 глВ)и.. следовательно, обеспе5 чить его незначительные изменени при воздействии внешних факторов.0 voltage at the closed terminals of the switch 22. The introduction of the current chopper 21. Allows to reduce the residual voltage on the capacitor 23 during discharge to a minimum value (2-4 hV) and .. therefore, to ensure its slight changes when exposed to external factors.
Импульсы (28-П) на выходе 2 распределител 20 формируетс сигнал 31 высокого логического .уровн и прекращаетс шунти0 рование выводов конденсатора 23, так как на управл ющем входе ключа 22 будет действовать с-игкал низкого логического уровн , Сигнал 31, воздейству на управл ющий вход V прерывател 21, будет вызывать за5Pulses (28-П) at the output 2 of the distributor 20, a signal 31 of a high logical level is formed and the shunting of the terminals of the capacitor 23 is stopped, since a low-level c-needle will act on the control input of the key 22, Signal 31, acting on the control input V chopper 21, will cause 5
мыкание его коммутирующего входа и выхода . Это будет приводить к зар ду конденсатора 23, током lie и возрастанию напр жени на нем с посто нной крутизной (диаграмма 32 - фиг.2).pushing his commuting input and output. This will lead to the charge of the capacitor 23, the current lie, and an increase in the voltage thereon with a constant slope (diagram 32 - Fig. 2).
0 Импульсом 28-Ш на выходе 3 распределител 20 формируетс сигнал 33 высокого уровн и прекращаетс зар д конденсатора 23 (коммутирующий вход и выход прерывател 21 размыкаетс , так как на управл ю5 щем входе V последнего будет действовать сигнал низкого уровн ).0 By a pulse 28-Ш at the output 3 of the distributor 20, a high-level signal 33 is formed and the charge of the capacitor 23 is stopped (the switching input and output of the interrupter 21 is opened, since the low-level signal will act on the control input V of the latter).
Значение напр жени на конденсаторе 23 в момент прекращени его зар да будет определ тьс известным выражением LJ23 The value of the voltage across the capacitor 23 at the time of its termination will be determined by the well-known expression LJ23
0 (is Т0 (is T
, где Саз - емкость конденсатора 23. where Caz is the capacitance of the capacitor 23.
С23C23
Сигнал 33 поступает как на вход СЕ распределител 20, вызыва его блокирование , так и на первый вход логического, эле- § мента И 24.The signal 33 is supplied both to the input CE of the distributor 20, causing it to be blocked, and to the first input of the logical, element And 24.
Импульсы управл емого по частоте генератора 3 через делитель 2 поступают на счетный вход С распределител 9 (диаграмма 34 на фиг.2).The pulses of the frequency-controlled generator 3 through the divider 2 are fed to the counting input C of the distributor 9 (diagram 34 in Fig. 2).
Сигналом 36 (фиг.2), сформированным на выходе 1 распределител 9, через ключ 10 осуществл етс разр д конденсатора 11.The signal 36 (Fig. 2), formed at the output 1 of the distributor 9, discharges the capacitor 11 through the key 10.
Сигналом 37 (фиг.2), сформированным на выходе 2 распределител 9, прерывательThe signal 37 (figure 2), formed at the output 2 of the distributor 9, the interrupter
8подключает конденсатор 11 к выходу источника 7 тока. Это приводит к зар ду конденсатора 11 током и возрастанию напр жени на нем с посто нной крутизной (диаграмма 38 - фиг.2).8 connects the capacitor 11 to the output of the current source 7. This leads to the charging of the capacitor 11 by the current and an increase in the voltage thereon with a constant slope (diagram 38 - Fig. 2).
При формировании сигнала 39 - фиг.2 на выходе 3 распределител 9 зар д конденсатора J1 прекращаетс и значение напр жени на нем в этотлмомент времени определ етс известным выражением Vn When the signal 39 - Fig. 2 is generated at the output 3 of the distributor 9, the charge of the capacitor J1 is stopped and the voltage value at it at this time instant is determined by the known expression Vn
т Т t t
- -ft-. где Т - период импульсов на входе- -ft-. where T is the pulse period at the input
11eleven
распределител 9; Си - емкость конденсатора 11. Сигнал 39 (фиг.2) поступает как на вход СЕ распределител 9, вызыва его блокирование , так и на второй вход логического элемента И 24.distributor 9; C is the capacitance of the capacitor 11. The signal 39 (figure 2) is supplied both to the input CE of the distributor 9, causing it to block, and to the second input of the AND gate 24.
Сигнал 40 (фиг.2) высокого уровн , сформированный на выходе элемента И 24, при совпадении сигналов на его входах, воздействует как на вход С триггера 18, так и на зход формировател 25 корректирующих импульсов. The high-level signal 40 (Fig. 2), formed at the output of the And 24 element, when the signals at its inputs coincide, affects both the input C of the trigger 18 and the input of the driver 25 of the correcting pulses.
Сигнал 40 (фиг. 2), воздействующий на С-вход триггера 18, будет измен ть его положение , если на выходе сравнивающего блока 17 будет действовать сигнал высокого уровн , что будет соблюдатьс при Vvi Uas. Если прин ть, что he и Сц , то триггер 18 изменит свое положение при Т т.The signal 40 (Fig. 2), acting on the C-input of the trigger 18, will change its position if a high level signal acts at the output of the comparison unit 17, which will be observed with Vvi Uas. If we assume that he and Sc, then trigger 18 will change its position at T t.
В противном случае (Уп U23 ) изменение положени D-триггера 18 не происходит. Импульс 41 (фиг.2), сформированный на выходе формировател 25, будет воздействовать на входы распределителейOtherwise (Un U23), the position of the D-flip-flop 18 does not change. The pulse 41 (figure 2), formed at the output of the driver 25, will act on the inputs of the distributors
9и 20 и вход V чтени RS-триггера 19.9 and 20 and read input V of the RS flip-flop 19.
Воздействие импульса 41 (фиг.2) на входы V распределителей 9 и 20 приводит к установке последних в исходное состо ние (на выходах 0 распределителей 9 и 20 действуют сигналы высокого уровн - диаграммы 29 и 35 фиг.2).The impact of the pulse 41 (Fig. 2) on the inputs V of the distributors 9 and 20 leads to the installation of the latter in the initial state (at the outputs 0 of the distributors 9 and 20, high-level signals act - diagrams 29 and 35 of Fig. 2).
Воздействие импульса 41 (фиг,2) на вход V чтени триггера 19, приводит к формированию на выходе последнего сигнала высокого (низкого) уровн - если произошло (не произошло) изменение положени триггера 18. Сигнал высокого (низкого) уровн будет вызывать повышение (понижение ) напр жени на выходе интегратора 4, вл ющегос входным дл управл емого генератора 3. При этом повышение (понижение ) этого напр жени приводит к повышению (понижению) частоты f колебаний последнего.The impact of the pulse 41 (Fig. 2) on the reading input V of the trigger 19 leads to the formation of the output of the last signal of a high (low) level - if a change in the position of the trigger 18 occurred (did not occur), the signal of a high (low) level will cause an increase (decrease) ) the voltage at the output of the integrator 4, which is input to the controlled generator 3. Moreover, an increase (decrease) in this voltage leads to an increase (decrease) in the frequency f of the oscillations of the latter.
В установившемс режиме работы измерител будет происходить чередование 5 условий Vn U23 (Т т) и Un U23 (Т т). В этом режиме усредненные значени указанных напр жений (длительностей) будут равI/ ны, т.е. Un U23 и Т г, так какТ - . где КIn the steady state operating mode of the meter, 5 conditions Vn U23 (T t) and Un U23 (T t) alternate. In this mode, the averaged values of the indicated stresses (durations) will be equal to I / n, i.e. Un U23 and T g, since T -. where k
0 - коэффициент делени счетчикового делител 2, и г 7, то f- A L0 is the division coefficient of the counter divider 2, and r 7, then f- A L
В схеме измерител равенство токов I и he достигнуто выполнением их схем иден5 тичными и использованием дл источников 7 и 16 тока единого опорного элемента (стабилитрона Д 818 Е), включенного между выводом плюс источника питани и неинвертирующими входами операцион0 ных усилителей источников (140 2УД20А).In the meter circuit, the equality of the currents I and he was achieved by carrying out their identical circuits and using a single reference element (Zener diode D 818 E) for sources 7 and 16, connected between the plus output and the non-inverting inputs of operational source amplifiers (140 2UD20A).
Диаграмма сигналов на фиг.2 приведена из предположени , что распределитель 9 начинает работать раньше распределител 20. В противном случае картина мен етс наThe signal diagram in FIG. 2 is based on the assumption that the distributor 9 starts working earlier than the distributor 20. Otherwise, the picture changes to
5 противоположную.5 opposite.
Таким образом, в предлагаемой схеме сохранено положительное достоинство прототипа - в качестве сигнала измерительной информации используетс длительностьThus, in the proposed scheme, the positive advantage of the prototype is preserved - the duration is used as a signal of the measuring information
0 временного интервала между двум приемными сигналами и дальнейшее повышение точности пульсации управл ющего напр жени . Частота пульсации в данном случае задаетс задающим генератором 5.0 time interval between two receiving signals and a further increase in the accuracy of control voltage ripple. The pulsation frequency in this case is set by the master oscillator 5.
5Кроме указанного, в предлагаемой схеме измерител достигнуто повышение быс . тродействи при малых скорост х звука вследствие того, что частота зондировани прин та максимальной и не зависит от зна0 чени скорости звука.5 In addition to the above, in the proposed meter scheme, an increase in the speed was achieved. performance at low speeds of sound due to the fact that the sounding frequency is accepted as maximum and does not depend on the value of the speed of sound.
В предлагаемой схеме измерител мм, К- 100, выходной сигнал 140000- 155000 Гц соответствующий диапазону 140000-155000 см/с, отклонение от линей5 ности не хуже ± 4,5 см/с (в прототипе ±6 см/с). Достигнуто уменьшение времени установлени выходного сигнала на 0,06 с по сравнению с прототипом.In the proposed scheme, mm, K-100 meter, the output signal is 140,000-155,000 Hz corresponding to the range of 140,000-155,000 cm / s, the deviation from linearity is not worse than ± 4.5 cm / s (in the prototype ± 6 cm / s). A reduction in the settling time of the output signal by 0.06 s has been achieved compared with the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914934247A RU1835054C (en) | 1991-05-05 | 1991-05-05 | Sound speed meter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU914934247A RU1835054C (en) | 1991-05-05 | 1991-05-05 | Sound speed meter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU1835054C true RU1835054C (en) | 1993-08-15 |
Family
ID=21573446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914934247A RU1835054C (en) | 1991-05-05 | 1991-05-05 | Sound speed meter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU1835054C (en) |
-
1991
- 1991-05-05 RU SU914934247A patent/RU1835054C/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 954873. кл. G 01 Н 5/00,1981. Приборы и техника эксперимента, 1990, № 5. с.204-206. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4215575A (en) | Apparatus for measuring temperature of ultrasonic wave propagation medium | |
RU1835054C (en) | Sound speed meter | |
JPS6199415A (en) | Frequency counter device | |
SU1170618A1 (en) | Frequency-to-voltage converter | |
US4254485A (en) | Temperature measuring apparatus with alarm device | |
SU1536214A1 (en) | Device for measuring ultrasound velocity | |
US4095178A (en) | Tachometer circuit | |
SU877619A1 (en) | Analog memory | |
SU1589053A1 (en) | Ultrasonic non-stnadard thickness gauge | |
SU1379644A1 (en) | Sound level meter | |
SU1185384A1 (en) | Autotracking device | |
SU794520A1 (en) | Hydrogenerator shaft rotational speed meter | |
RU2017082C1 (en) | Device for measuring resonant frequency of construction members | |
SU1587345A1 (en) | Meter of sound speed | |
SU476507A1 (en) | Magnetic tape speed oscillation meter | |
SU1545232A1 (en) | Device for determining sign of derivative | |
SU645082A1 (en) | Tachometer for internal combustion engine | |
RU2152596C1 (en) | Enhanced-accuracy meter of sonic speed | |
SU1132240A1 (en) | Pulse voltmeter | |
SU606139A1 (en) | Arrangement for measuring induction motor slip frequency | |
SU1065785A1 (en) | Device for determination of phase difference sign | |
SU541120A1 (en) | An autocirculation device for measuring the speed of ultrasound in media | |
SU630748A1 (en) | Digital integrating voltmeter | |
SU1597762A1 (en) | Method of measuring frequency | |
SU1001115A1 (en) | Frequency multiplier |