SU1587345A1

SU1587345A1 - Измеритель скорости звука

Info

Publication number: SU1587345A1
Application number: SU884450812A
Authority: SU
Inventors: Акрам Мехти оглы Измайлов; Елена Васильевна Митрофанова; Абульфат Акбер Оглы Камилов; Людмила Михайловна Миргородская
Original assignee: Научно-Производственное Объединение Космических Исследований
Priority date: 1988-06-20
Filing date: 1988-06-20
Publication date: 1990-08-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени скорости звука в жидких средах. Цель изобретени - повышение точности измерений за счет уменьшени вли ни изменений амплитуды приемного сигнала. При помощи RS-триггера, линии задержки, пикового детектора, аттенюатора, управл емых ключей и распределител импульсов и благодар выполненю отражател ступенчатым формируетс уровень компарации сигнала, отраженного от дальней ступеньки отражател , в соответствии с амплитудой сигнала, отраженного от ближней ступеньки. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл измерени скорости звука в жидких средах.

Цель изобретени - повышение точности измерений за счет уменьшени вли ни изменений амплитуды приемного сигнала.

На фиг. 1 представлена структурна схема измерител ,- на фиг. 2 - временные диаграммы , иллюстрирующие его работу.

Измеритель скорости звука содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, электроакустический преобразователь (ЭАП) 2 со ступенчатым отражателем 3,ограничитель 4 импульсов и компаратор 5, последовательно соединенные дискриминатор 6, коммутатор 7, интегратор 8, управл емый генератор 9, делитель 10 частоты и распределитель 11 импульсов, подключенный к выходу управл емого генератора 9 регистратор 12, первый 13 и второй . 14 RS-триггеры, последовательно соединенные линию 15 задержки, пиковый детектор

16, аттенюатор 17 и первый управл емый ключ 18 и вторые управл емый ключ 19 и распределитель 20 импульсов. Второй вход пикового детектора 16 соединен с выходом ограничител 4 импульсов, выход компаратора 5 соединен с первым входом второго распределител 20 импульсов, первый и второй выходы первого распределител 11 импульсов соединены соответственно с входом генератора 1 импульсов и первым входом дискриминатора 6, третий выход первого распределител 11 импульсов подключен к второму входу второго.распределител 20 импульсов и R-входам первого 13 и второго 14 RS-триггеров, S-входы которых подключены соответственно к первому и второму выходам второго распределител 20 импульсов, третий выход которого соединен с вторым входом дискриминатора 6 и управл ющим входом коммутатора 7, второй вход компаратора 5 св зан с выходами первого 18 и второго 19 управл емых ключей , управл ющие входы которых подключесл

GJ

ны соответственно к пр мому и инверсному выходам первого RS-триггера 13, вход второго управл емого ключа 19 предназначен дл подключени к источнику положительного напр жени , а инверсный выход второго RS-триггера 14 соединен с входом линии 15 задержки. Выходные сигналы с распределителей представлены диаграммами 21-32 на фиг. 2,

Измеритель скорости звука работает следующим образом.

Выходные импульсы управл емого генератора 9 (21, фиг. 2) поступают на вход делител 10 частоты, последовательность импульсов с выхода которого поступает на первый распределитель 11 импульсов, вь1- ходные сигналы которого представлены на временных диаграммах 23-25 фиг. 2.

По переднему фронту импульса с первого выхода распределител 11 (23) генератор 1 формирует импульс 26, возбуждающий ЭАП 2, который излучает в исследуемую среду акустические колебани , распростран ющиес до поверхности отражател 3 и

обратно.

Ступенька отражател 3 позвол ет разделить во времени отраженные акустические колебани и получить на выходе . ограничител 4 два приемных импульса В и С. Импульс А возникает на выходе ограничител 4 при поступлении на его вход импульса 26 ударного возбуждени от генератора 1. Импульс В возникает на выходе ЭАП 2 в результате прохождени в исследуемой среде-рассто ни 2L1, а импульс С - рассто ни 2L2.

В исходном состо нии RS-триггеры 13 и 14 и распределитель 11 установлены в состо ние О, с инверсного выхода RS- триггера 13 сигнал 1 поступает на управл ющий V-вход ключа 19, через информационный Х-вход которого на второй вход компаратора 5 подаетс некоторое положительное посто нное напр жение Uo, вл ющеес опорным дл приема компаратором импульсов А и В, С инверсного выхода RS-григгера 14 через линию 15 задержки сигнал 1 поступает на второй вход (сброса ) пикового детектора 16.

Импульс D, сформированный на выходе компаратора 5 вследствие приема импульса -А на пороговом уровне Do, поступает на первый вход второго распределител 20, на

втором выходе которого формируетс импульс 29, по переднему фронту которого RS- триггер 14 устанавливаетс в состо ние 1. С инверсного вь1хода последнего через линию 15 задержки сигнал О поступает на первый вход пикового детектора 16, подготавлива его к работе. Лини 15 задерживает открытие пикового детектора 16 на врем Тз , равное длительности импульса D. Таким образом, при поступлении на вход

пикового детектора 16 импульса В на выходе детектора 16 формируетс уровень напр жени , пропорциональный максимальному значению амплитуды приемного сигнала В. Аттенюатор 17 производит деление выходного напр жени пикового детектора в раз, Коэффициент делени аттенюатора Кат определ етс соотношением

Кат К ПД

где Кпд- козффициент усилени пикового детектора 16;

X - отношение амплитуды приемного сигнала к желаемому уровню порогового напр жени компарации, как правило выбира- етс х 5 + 10.

Импульс В принимаетс также компаратором 5 на посто нном пороговом уровне Uo и поступает на вход второго распределител 20, на первом выходе которого формируетс импульс 30.

По переднему фронту ил(1пульса 30 RS- триггер 13 устанавливаетс в состо ние 1. При зтом на управл ющий V-вход ключа 18 поступает сигнал 1, а на V-вход ключа 19- сигнал О. Ключ19 закрываетс , и на второй вход компаратора 5 начинает поступать выходное напр жение аттенюатора 17.

Прием сигнала С осуществл етс ком- паратором 5 на пороговом уровне Unop UaT, сформированном от сигнала В. При малом значении рассто ни AL L2 - Li дл изменени амплитуды сигнала по сравнению с амплитудой сигнала В значение х удет оди- наково.дл обоих приемных сигналов В и С. Таким образом, прием сигнала С на след щем за величиной амплитуды сигнала пороговом уровне компарации Uar устран ет случайную погрешность, возникающую при приеме сигнала с переменной амплитудой на посто нном уровне компарации.

Приемный сигнал F поступает на вход распределител 20, на третьем выходе которого формируетс импульс 31. Временной интервал между передними фронтами импульсов 23 и 31 представл ет собой врем зондировани Гзонд акустическим сигналом исследуемой среды на рассто нии .

Взаиморасположение передних фрон- тов приемного импульса 31 с третьего выхода второго распределител 20 и импульса 24 со второго выхода первого распределител 11 анализируетс дискриминатором 6. При опережении передним фронтом импульса

31 переднего фронта импульса 24 на пр мом выходе дискриминатора 6 устанавливаетс сигнал логической 1, вследствие чего коммутатор 7 также устанавливаетс в состо ние Г, напр жение 32 на выходе интегратора 8 повышаетс . Это приводит к увеличению выходной частоты f управл емого генератора 9, уменьшению длительности Три, сближению передних фронтов импульсов 31 и 24.

При опережении передним фронтом импульса 24 переднего фронта импульса 31 на пр мом выходе дискриминатора 6 устанавливаетс сигнал логического О. На выходе коммутатора 7 также сигнал О, напр жение на интеграторе 8 уменьшаетс , что приводит к уменьшению частоты управт л емого генератора 9 и увеличению длительности Гри .

Величина AL выступа отражающей поверхности , равна L2 - LI, выбираетс таким образом,чтобы врем AL распространени акустических колебаний на рассто нии А L в исследуемой среде превышало сумму временных задержек в пиковом детекторе 16, аттенюаторе 17 и ключе 18.

Claims

Формула изобретени

Измеритель скорости звука, содержащий последовательно соединенные генератор импульсов, электроакустический преобразователь с отражателем, ограничитель импульсов и компаратор, последовательно соединенные дискриминатор, коммутатор, интегратор, управл емый генератор , делитель частоты и первый распределитель импульсов, первый RS-триггер и регистратор, первый и второй выходы первого распределител импульсов соединены соответственно с входом генератора импульсов и первым входом дискриминатора, вход регистратора подключен к выходу уп- 5 равл емого генератора, отличающий- с тем. что. с целью повышени точности измерений за счет уменьшени вли ни изменений амплитуды приемного сигнала, он снабжен вторым RS-триггером. послёдова- 0 тельно соединенным линией задержки, подключенной к инверсному выходу второго RS-триггера, пиковым детектором, аттенюатором и первым управл емым ключом и вторыми управл емым ключом и распреде- 5 лителем импульсов, выход компаратора соединен с первым входом второго распределител импульсов, третий выход первого распределител импульсов подключен к второму входу второго распреде0 лител импульсов и R-входам первого и второго RS-триггеров. S-входы которых св заны соответственно с первым и вторым выходами второго распределител импульсов , третий выход которого подключен к

5 второму входу дискриминатора и управл ющему входу коммутатора, второй вход пикового детектора соединен с выходом ограничител импульсов, пр мой и инверсный выходы первого RS-триггера соедине0 ны соответственно с управл ющими входами первого и второго управл ющих ключей, выходы которых подключены к второму входу компаратора, вход второго управл емого ключа предназначен дл

5 подключени к источнику положительного напр жени , а отражатель выполнен ступенчатым .

Фиг.1

Фие.2