SU1485142A1 - Измеритель средней колебательной скорости - Google Patents

Description

Изобретение относится к электро" измерительной технике и может быть

использовано в приборах неразрушающего контроля и каротажа акустическим способом. Целью изобретения является повышение точности измерения в заданном временном интервале, Для достижения цели в устройство введены вторая входная шина 20, транзистор II, второй 9 и третий 10 управляемые ключи» Кроме.того, устройство содержит дозирующий 1, накопительные 2 и 3 и запоминающий 4 конденсаторы, усилители 5,6, и 7 постоянного тока, управляемый ключ 8, зарядный резистор 12, зарядные диоды 13 и 14, ключевые диоды 15, 16 и 17, входную шину 19, выходную шину 21. 2 ил.

ЗЦ „.,1485142

Ц_3

фиг.1

3

1485142

4

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначе· ί но для использования в- приборах неразрушающего контроля и каротажа акустическими, методами.

Известно устройство для измерения средней колебательной скорости (импульсный вольтметр),· содержащее дифференциальный усилитель, неинвертирующий вход которого соединен с общим входом устройства, а инвертирующий. вход через первый управляемый ключ - с шиной нулевого потенциала,’ повторитель, неинвертирующий вход 15 которого подключен непосредственно к инвертирующему входу дифференциального усилителя, через первый диод к выходу последнего и через накопительный конденсатор к шине нулевого по- 20 тенциала, а инвертирующий вход соединен с собственным выходом, усилитель постоянного тока, входной вывод которого через последовательно соединенные второй и третий диоды подключен 25 к шине нулевого потенциала, 'через последовательно соединенные второй диод и дозирующий зарядный конденсатор к выходному выводу повторителя,

'а через замыкающий конденсатор к 30 собственному выходному выводу, дозирующий разрядный конденсатор, вклю’ценный между входным и выходным выво-’ дами усилителя постоянного тока через второй управляемый ключ, одновибратор, вход которого соединен^ с выходом дифференциального усилителя, а выход - с управляющими входами всех ключей.

Недостатки указанного устройства дд заключаются в относительно узком динамическом диапазоне и низкой точности измерения, обусловленной зависимостью итоговых результатов от частоты колебаний входного сигнала,

Наиболее близким к предлагаемому является измеритель средней колебательной скорости, содержащий первый усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи κοτσροго включен запоминающий конденсатор, второй и третий усилители постоянного тока, в цепи отрицательных обратных связей которых включены последовательно соединенные индивидуальные $$ накопительный конденсатор и ключевой диод, дозирующий конденсатор, включенный между входной шиной и входным выводом второго усилителя постоянного тока, дополнительный ключевой диод, включенный между входным и выходным выводами второго усилителя постоянного тока, первый зарядный диод, включенный между общим выводом накопительного конденсатора и ключевого диода в цепи отрицательной обратной связи второго усилителя постоянного тока и входным выводом первого усилителя постоянного тока, второй зарядный диод, включенный между входным выводом первого усилителя постоянного тока и общим выводом накопительного конденсатора и ключевого диода в цепи отрицательное обратной связи третьего усилителя постоянного тока, зарядный резистор, включенный между выходным и входным выводами соответственно первого и . третьего усилителей постоянного тока, управляемый ключ, включенный между входным и выходным выводами третьего усилителя постоянного тока и подключенный выводом управляющего входа к выходному выводу·второго усилителя постоянного тока.

Недостаток известного устройства связан с невысокой точностью при измерении скорости на определенном участке колебательного сигнала, т.е, в заданном временном интервале, что для акустических методов исследования предопределяет погрешности в измерении скорости определенного типа волны и нужного количества периодов выбранного типа волны.

Целью изобретения является повышение точности измерения в заданном . временном-интервале.

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель средней колебательной скорости, содержащий первый усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен запоминающий конденсатор, второй усилитель постоянного тока, входной вывод которого через дозирующий конденсатор подключен к первой входной шине, третий усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включены последовательно соединенные первый накопительный конденсатор и первый ключевой диод, второй накопительный конденсатор, второй ключевой диод, включенный между входным и выходным выводами второго усилителя постоянного тока, третий и четвертый ключе5

1485142

6

вые диоды, первый зарядный диод, подключенный одним из электродов к входному выводу первого усилителя постоянного тока, второй зарядный диод, включенный между входным выводом '

первого усилителя постоянного тока и общим выводом первого накопительного конденсатора и первого ключевого диода, зарядный резистор, включен- ю ный между выходным выводом первого усилителя постоянного тока и входным выводом третьего усилителя постоянт ного тока, первый управляемый ключ, включенный между входным и выходным 15 выводами третьего усилителя постоянного тока, выходную шину, соединенную с выходным выводом первого усилителя постоянного тока, шину нулевого потенциала, введены вторая входная ₂о шина, транзистор, второй и третий управляемые ключи, причем вторая входная шина соединена с выводами управляющих входов всех ключей, эмиттер-коллекторный переход транзистора 25 включен между входным выводом второго усилителя постоянного тока и шиной нулевого потенциала через последовательно соединенные второй накопительный конденсатор и третий ключевой зо диод, а база подключена к выходному выводу второго усилителя постоянного· тока, другой электрод первого заряд-ного диода соединен с общим выводом второго накопительного конденсатора и третьего ключевого диода, второй управляемый ключ включен между коллектором транзистора и шиной нулевого потенциала, а третий управляемый ключ.:и четвертый ключевой диод - между входными и выходными выводами соответственно второго и третьего усилителей постоянного тока.

На фиг. 1 представлена принци-. пиальная электрическая схема изменителя средней колебательной скорости; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие работу измерителя.

Измеритель содержит дозирующий 1, накопительные 2 и 3 и запоминающий 4 конденсаторы, усилители 5-7 постоянного тока, управляемые ключи 8-10; транзистор 11, зарядный резистор 12, зарядные диоды 13 и 14, ключевые диоды 15-17, входные шины 19 и 20, выходную шину 21, шину нулевого по- ¹ тенциала (не обозначена). Запоминающий конденсатор 4 включен в цепь отрицательной обратной связи усилителя 5 постоянного тока. Входной вывод усилителя 6 постоянного тока через ». дозирующий конденсатор 1 подключен к входной шине 19. Последовательно соединенные накопительный конденсатор 2 и ключевой диод 15 включены в цепь отрицательной обратной связи усилителя 7 постоянного тока. Ключевой диод 16 и управляемый ключ 10 включены между входным и выходным выводами усилителя 6 постоянного тока. Ключевой диод 18 и управляемый ключ 8 включены между входным и выходном выводами усилителя 7 постоянного тока. Эмиттер-коллекторный переход транзистора 11 включен между входным выводом усилителя 6 постоянного тока и шиной нулевого потенциала через последовательно . соединенные накопительный конденсатор 3 и ключевой диод 17. Управляемый ключ 9 включен между коллектором транзистора 1 1 и шиной нулевого потенциала. Зарядный диод 13 подключен одним из электродов к входному выводу усилителя -5 постоянного тока, а другим электродом - к общему выводу накопительного конденсатора 3 и ключевого диода 17. Зарядный диод 14 включен' между входным выводом усилителя 5 постоянного тока и общим выводом накопительного конденсатора 2 и ключевого диода 15. Зарядный резистор !2 включен между выходным выводом усилителя 5 постоянного тока и входным выводом усилителя 7 постоянного тока. Входная шина 20 соединена с выводами управляющих входов ключей 8-10, а выходная шина 21 - с выходным выводом усилителя 5 постоянного тока.

Измеритель работает следующим образом.

На входную шину 20 поступает импульс и2о (фиг.2а) отрицательной полярности, длительность которого соответствует заданному временному интервалу для измерения средней колебательной скорости выбранного участка, и закрывает ключи 8-10.

Колебательный сигнал и(фиг.2б), поступающий на входную шину I9, представляет собой напряжение и(с), изменяющееся во времени. Под его воздействием дозирующий конденсатор 1 перезаряжается. За время действия разрешающего импульса и₂₀ накопитель7

1485142

ный конденсатор 3 заряжается через транзистор 11 током ί_} (фиг,2), получая при этом напряжение - 1Ц й коли{,4;

и.) чество заряда Ч;

[ с М

4.|1 ...

⁺ | с₃ йь=с₃(&и_0х +ь4_ах5Л +

?< ⁺^в» 5,6 ) »

где С_?- емкость накопительного конденсатора 3;

Α4&χ <,ι ,44&χ 5.4 ,

&и_вк56- амплитуды соответственно первого, второго и третьего колебаний напряжения и_в>, .

В то же время через зарядный резистор 12 и ключевой диод 15 накопительный конденсатор 2 заряжается током

10

15

20

/к_п,

=и

ВЫ* ]

где и_вь„ ; - выходное напряжение изме-25 рителя перед появлением первого колебания;’

- сопротивление зарядного резистора 12,

воспринимая напряжение и_г (фиг,2д),

В момент окончания действия разрешающего импульса υ_ί0 ключи 8-10 открываются. При этом накопительный конденсатор 3 через зарядный диод 13 полностью отдает запоминающему конденсатору 4 накопленный заряд а накопительный конденсатор 2.. через зарядный диод 14 - заряд

и₈м» ΐ

30

35

й£:

40

где&р;=(С₍₁-₁-р,;) + (с₄;-е₃;) +

*" ( 1-6( ^— С 51.1 ~йЬу,6 ·

В результате общий заряд 0 на'запоминающем конденсаторе 4 изменяется на величину

Ых '

4¾ (Δυβχ 1,2. ⁺4υθ_{χ В} ф + &υ_βχ ), а выходное напряжение 4_6[)|< (фиг.2е) показывается пропорциональным средней колебательной скбр'ости входного сигнала в заданном временном интервале: τι - (в4рх + &4вх э,ф + А.Цвх ?, б л _р

^Бь'* Чс_и+4Ц_л+4£5,”₆ ' ⁵

где ( ^йи.^{6к и +&и β}* λ.**^⁶* ^?·.^βΛ-ν и._1г+4с_м+к_£,₆

имеет физический смысл средней коле45

50

>5

бательной скорости в заданном временном интервале; С_}Е,₁ - масштабный коэффициент.

Вследствие того, что на запоминающем конденсаторе 4 устанавливается напряжение, пропорциональное отношению суммы амплитуд колебаний входного сигнала ϋ₆,, появившихся в течение действия на шину 20 разрешающего импульса и₂₀ заданной длительности, к продолжительности этого импульса, функциональные возможности измерителя средней колебательной скорости расширяются, а точность Измерения повышается.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Измеритель средней колебательной скорости, содержащий первый усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен запоминающий конденсатор, второй усилитель постоянного тока, входной вывод которого через дозирующий конденсатор подключен к первой входной шине,’ третий усилитель постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включены последовательно соединенные первый накопительный конденсатор и первый ключевой диод, второй накопительный конденсатор, второй ключевой диод,включенный между входным и выходным выводами второго усилителя постоянного тока, третий и четвертый ключевые диоды, первый зарядный диод, подключенный одним из электродов к входному выводу первого усилителя постоянного тока, второй зарядный диод, включенный между входным выводом первого усилителя постоянного тока и общим выводом первого накопительного конденсатора и первого ключевого диода, зарядный резистор, включенный между выходным выводом первого усилителя постоянного тока и входным выводом третьего усилителя постоянного тока, первый управляемый ключ, включенный между входным и выходным выводами третьего усилителя постоянного тока, выходную шину, соединенную с выходным выводом первого усилителя постоянного тока, шину нулевого потенциала, отличающийся тем, . что, с целью повышения точности измерения в заданном временном интервале, в него введены вторая входная шина,

   9

   1485142

   10

   транзистор, второй и третий управляемые ключи, причем вторая входная шина соединена с выводами управляющих входов всех ключей, эмиттер-коллекторный переход транзистора включен между входным выводом второго усилителя постоянного тока и шиной нулевого потенциала через последовательно соединенные второй накопительный конденсатор и третий ключевой диод, а база подключена к выходному выводу второго усилителя постоянного тока, другой электрод первого зарядного диода соединен с общим выводом второго накопительного конденсатора и третьего ключевого диода, второй управляемый ключ включен между коллектором транзистора и шиной нулевого потенциала, а третий управляемый ключ и четвертый

   Ю ключевой диод -между входными и выходными выводами соответственно второго и третьего усилителей постоянного тока.

   Фаз. 2