SU1656337A1

SU1656337A1 - Измеритель скорости звука

Info

Publication number: SU1656337A1
Application number: SU894710582A
Authority: SU
Inventors: Акрам Мехти оглы Измайлов; Фикрат Микаилович Аллахвердов; Елена Васильевна Митрофанова; Людмила Михайловна Миргородская
Original assignee: Научно-Производственное Объединение Космических Исследований
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1991-06-15

Abstract

Изобретение относитс к технике аку- стического контрол и может быть использовано дл измерени скорости распространени звука в различных средах. Цель изобретени - повышение точности за счет исключени пульсаций частоты генератора в установившемс режиме, т.е. при равенстве периода генератора и времени распространени звука в исследуемой среде . Генератор. 1 возбуждающих импульсов при зондировании среды измен ет их частоту по сигналу с управл емого генератора 10, который управл етс напр жением с интегратора 9. Прин тый отраженный от отражател 3 акустический сигнал преобразуетс в электрический сигнал, который анализируетс двум дискриминаторами 6 и 7, выполненными на D-триггерах, на предмет соответстви его фронта фронту импульса с распределител 14. Если фронт приемного импульса опережает передний фронт импульса распределител 14, сдвинутого на длительность этого импульса, то логический нуль на выходе дискриминатора 7 через коммутатор 8 подключает ток зар да к интегратору 9, если наоборот - подключаетс ток разр да. При совпадении указанных фронтов импульсов, т.е. в установившемс режиме, напр жение на интеграторе 9 не измен етс и частота .генератора 10 также не измен етс . 2 ил. Ё

Description

Os СЛ О СО CJ VI

Изобретение относитс к технике акустического контрол и может быть использовано дл измерени скорости распространени звука в различных средах.

Цель изобретени - повышение точности измерени за счет исключени частоты генератора в установившемс режиме, что св зано с сохранением предыдущего значени выходной частоты измерител в течение времени между двум последовательными зондировани ми посредством отключени конденсатора интегратора от источников зар да и разр да при условии равенства уравновешиваемых временных интервалов, осуществл емого с погрешностью, равной временной зоне нечувствительности дискриминатора .

На фиг.1 изображена блок-схема устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие работу блок-схемы.

Измеритель скорости звука содержит последовательно электроакустически соединенные генератор 1 возбуждающих импульсов ,, акустический преобразователь 2 с отражателем 3, ограничитель 4 импульсов и компаратор 5, дискриминаторы 6, 7, последовательно соединенные коммутатор 8, интегратор 9, управл емый генератор 10, формирователь 11, делитель 12 частоты, объединенный входом с входом регистратора 13, и распределитель 14 импульсов, соединенный первым входом с входом генератора 1 возбуждающих импульсов, вы- ходы-2, 3 распределител 14 подключены к первым входам дискриминаторов 6, 7 соответственно , четвертый выход распределител 14 импульсов соединен с входом инвертора 15, выход которого подключен к первому входу коммутатора 8, второй и третий входы которого соединены с выходами дискриминаторов 6, 7 соответственно, выходы источников токов зар да 16 и разр да 17 подключены соответственно к четвертому , п тому входам -коммутатора 8, одноименные вторые и третьи входы дискриминаторов 6, 7 объединены и подключены соответственно к выходу компаратора 5 и п тому выходу распределител 14 импульсов.

Измеритель работает следующим образом .

Синусоидальные колебани частотой f управл емого генератора 10 преобразуютс формирователем 11 (триггером Шмидта) в пр моугольные импульсы, частота следовани которых посредством делител 12 уменьшаетс в К раз и поступает на вход распределител 14 импульсов, импульсы на выходах которого представлены на временных диаграммах 18-22 фиг.2. По переднему

фронту импульса 18 первого выхода распределител 14 генератор 1 формирует импульс 23, возбуждающий акустический преобразователь 2. При этом последний излучает в

исследуемую среду акустические колебани , которые распростран ютс в среде и, достигнув отражатель 3, возвращаютс обратно к преобразователю 2, принимаютс им и преобразуютс в электрический сигнал

(импульс 24, фиг.2).

Ограничитель 4 импульсов служит дл ограничени амплитуды возбуждающего импульса, поступающего нар ду с приемными импульсами в приемный тракт измерител (24-I, фиг.2). Компаратор 5 формирует на выходе пр моугольные импульсы (25-I, 25-И, фиг.2) равной амплитуды при достижении приемным сигналом на его входе заданного порогового значени , превышающего шумы

приемного тракта.

Дискриминаторы 6, 7 осуществл ют анализ временного взаиморасположени передних фронтов импульсов 20 и 25-И (фиг.2), Если передний фронт приемного импульса 25-П опережает передний фронт импульса 20 с третьего выхода распределител 14, то D-триггер дискриминатора 6 устанавливаетс в состо ние 1 (26, фиг.2), дискриминатор 7 при этом имеет на выходе сигнал

О. Коммутатор 8 при поступлении на его управл ющие входы 2, 3 сигналов 1 и О соответственно в течение длительности импульса 21 (фиг.2) четвертого выхода распределител 14 соедин ет вход интегратора 9 с

выходом источника 16 тока зар да. При этом конденсатор интегратора 9 зар жаетс , его выходное напр жение 27 повышаетс (фиг.2), что приводит к увеличению выходной частоты управл емого генератора

10 и уменьшению длительности импульсов 18-22 (фиг.2) распределител 14, т.е. к сближению передних фронтов импульсов 25-П и 20. Если передний фронт приемного импульса 2541 отстает от переднего фронта

импульса 20, то в состо ние 1 устанавливаетс дискриминатор 7(26, фиг.2), на выходе дискриминатора 6 при этом присутствует сигнал О. Коммутатор 8 при этом подключает к входу интегратора 9 источник 17 разр да , выходное напр жение интегратора 9 уменьшаетс (27, фиг.2) в течение длительности импульса 21, действующего на входе инвертора 15 (входе 1 коммутатора 8), что приводит к уменьшению выходной частоты

f управл емого генератора 10, увеличению длительности три выходного импульса распределител 14 и, следовательно, к сближению передних фронтов импульсов 2541 и 20 (фиг.2).

Если передние фронты приемного импульса импульса 20 третьего выхода распределител совпадают, на выходах обоих дискриминаторов 6, 7 присутствует сигнал О. Вход интегратора 9 при этом отключаетс коммутатором 8 от выходов обоих источников 16, 17. Выходное напр жение интегратора 9 (27, фиг.2) и частота f генератора 10 не измен ютс , сохран значени , установленные предыдущей кор- рекцией. Совпадение передних фронтов импульсов и 20 (фиг.2) анализируетс с абсолютной погрешностью, равной временной зоне нечувствительности дискриминаторов 6, 7, обусловленной необходимостью опережени переднего фронта импульса на D-входе D-триггера дискриминатора переднего фронта импульса на его С-входе. Неизменное значение выходной частоты измерител сохран етс до следующей кор- рекции, осуществл емой при последующем зондировании исследуемой среды.

Таким образом, отсутствие корректирующих изменений A f выходной частоты из- мерител в установившемс режиме позвол ет исключить погрешность от наличи пульсаций и повысить точность измерени .

Формул изобретени Измеритель скорости звука, содержащий последовательнЬ электроакустически соединенные управл емый генератор, формирователь , делитель частоты, распределитель , генератор возбуждающих импульсов, акустический преобразователь с отражателем , ограничитель импульсов и компаратор, последовательно соединенные первый дискриминатор , коммутатор и интегратор, вход которого св зан с управл ющим входом управл емого генератора, и регистратор, входом объединенный с входом делител частоты, отличающийс тем, что, с целью повышени точности, оно снабжено вторым дискриминатором, выход которого подключен к второму входу коммутатора, вход - к первому входу первого дискриминатора и выходу компаратора, источником тока зар да и источником тока разр да, подключенными соответственно к третьему и четвертому входам коммутатора, и инвертором , включенным между вторым выходом распределител импульсов и п тым входом коммутатора, третий и четвертый выходы распределител соединены соответственно с вторыми входами дискриминаторов, входы сбора которых подключены к п тому вы

Claims

Формул^ изобретения

Измеритель скорости звука, содержащий последовательна электроакустически соединенные управляемый генератор, формирователь, делитель частоты, распределитель, генератор возбуждающих импульсов, акустический преобразователь с отражателем, ограничитель импульсов и компаратор, последовательно соединенные первый дискриминатор, коммутатор и интегратор, вход которого связан с управляющим входом управляемого генератора, и регистратор, входом объединенный с входом делителя частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено вторым дискриминатором, выход которого подключен к второму входу коммутатора, вход - к первому входу первого дискриминатора и выходу компаратора, источником тока заряда и источником тока разряда, подключенными соответственно к третьему и четвертому входам коммутатора, и инвертором, включенным между вторым выходом распределителя импульсов и пятым входом коммутатора, третий и четвертый выходы распределителя соединены соответственно с вторыми входами дискриминаторов, входы сбора которых подключены к пятому вы- ходу распределителя.

Λ*Ι j η-¹ 1Й....... i -- !л г~ -Jr-¹— ¹ 1—Ή . k 1

Фиг.2