SU690377A1 - Способ измерени времени задержки сигнала в среде с дисперсией скорости и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Способ измерени времени задержки сигнала в среде с дисперсией скорости и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number
SU690377A1
SU690377A1 SU772514812A SU2514812A SU690377A1 SU 690377 A1 SU690377 A1 SU 690377A1 SU 772514812 A SU772514812 A SU 772514812A SU 2514812 A SU2514812 A SU 2514812A SU 690377 A1 SU690377 A1 SU 690377A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
frequency
pulse
generator
input
signal
Prior art date
Application number
SU772514812A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Владимирович Сорокин
Original Assignee
Предприятие П/Я А-1687
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-1687 filed Critical Предприятие П/Я А-1687
Priority to SU772514812A priority Critical patent/SU690377A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU690377A1 publication Critical patent/SU690377A1/ru

Links

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

Изобретение относитс  к области акустических измерений и может быть использовано дл  измерени  времеии задержки сигнала в акустических волноводах и других средах с дисперсией скорости, в частности, в средах с монотонной зависимостью времени задержки с игнала от его частоты.
Известен способ измерени  времени задержки сигнала в среде с дисперсией скорости, основанный на возбуждении в среде упругого импульса , его приеме, преобразовании в электрический снгнал, сложении со вспомогательньш электрическим тональным сигналом и измерении времени задержки по минимуму амплитуды суммарного сигнала Ц.
Устройство, Осуществл ющее зтот способ, содержит генератор, соединенный с фазовращателем , формирователь пр моугольных импульсов , излучающий и приемньш преобразователи, соединенный с приемным датчиком усилнтель, блок сложени  и злектронно-лучевой осциллограф . .
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  способ
измерени  времеии задержки сигнала в среде . с дисперсией скорости, оснЬваиный на преобра-зоваиии злектрического сигнала в упругий импульс , излучении последнего в среду, приеме его и преобразоваиии в электрический сигнал 2. Согласно этому способу формируют электрические импульсы с гауссовой огибающей с частотой заполнени  fо, преобразуют их в упругие импульсы, излучают упругие импульсы в среду, принимают их, преобразуют в электрические импульсы и по временному интервалу между максимумами амплитуд входного и выходного электрических импульсов определ ют врем  задержки сигнала на частоте fo.

Claims (2)

  1. , Устройство, реализующее указанный способ, содержит генератор управл ющих импульсов, генератор синусоидальных колебаний, излучающий электромеханический преобразователь, модул тор , один вход которого соединен с генератором синусоидальных колебаний, другой вход соединен с генератором управл ющих импульсов, а выход соединен с излучающим электромеханическим преобразователем, индикатор, соединен|ный с генератором управл ющих импульсов. приемный электромеханический преобразователь соединенный с индикато юм и генератором упра л ющих импульсов (2. Недостатком известных способов и устройст  вл етс  больша  погрешность измерений. Ошиб ка измерений возникает за счет того, что в некоторых случа х импульс на выходе среды силь но раст гиваетс  и невозможно точно определит положение его максимума. Величина ошибки в этих случа х пропорциональна тк, где , ; к-511 1|. ;-:. t - врем  задержки сигнала. Цель изобретени  - повышение точности измерени  времени задержки сигнала. . Это достигаетс  за счет того, что частотньш спектр Прин того электрического инвертируют относительно заданной частоты, модулируют сигнал по амплитуде, преобразуют его в упругий импульс, повторно излучают в среду, принимают на том же рассто нии, преобразуют в электрический сигнал и по его задержке относительно момента излучени  в среду первоначального упругого импульса суд т о времени за держки сигнала на заданной частоте. При этом в устройство дл  осуществлени  данного способа введены инвертор частотного спектра и второй модул тор, причем первьш Ьход второго модул тора соединен с генератором управл ющих импульсов, вход соеданен с 8ь1х6дом HHBepiTopa частотного спейтра а Вьйсод отединен с излучаюцдам электромехани ческим преобразователем, первый вход инвертоjpa с6ёдий1гн с reHepafbjjOM синусоидальных коле баний| а другой вход подключен к приемному пра)бразователю. На фиг. 1 представлена блок-схема устройства , реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 -трафик зависимости времени з адержки от частоты дл  контролируемой среды; на фиг. 3 - электрические сигналы, по которым опреДе  йт врем  задержки. Устройство дл  осуществлени  предложенно го способа содержит генератор 1 управл ющих импульсов, генератор 2 синусоидальных колебаний , излучающий электромеханический преобразователь 3, модул тор 4, один вход которого соединен с генератором 2, другой вход соединен с генератором 1, а выход соединен с излучающим преобразователем 3, индикатор 5, соединенный с генератором 1, приемный злектромеханическими преобразователь б, соединенный с индикатором, блок 7 временного интервала, соединенный с индикатором 5 и управл ющим генератором 1, инвертор 8 «lacTorKoro спектра И дополнительный модул тор 9, первый вход kotoporo соединен с зттравл ющим генератором 1, второй вход соединен с выходом инвертора 8, а выход соединен с излучающим преобразователем 3, причем один вход инвертора 8 соединен с генератором 2 синусоидальньгх колебаний, а другой вход соединен с приемным преобразователем 6, при этом излучающий 3 и приемный 6 преобразователи наход тс  в акустическом контакте с контролируемой средой 10. В качестве индикатора 5 можно использовать электронно-лучевой осшшлограф. рлок 7 временного интервала служит дл  генерации короткого строб-импульса, регистрируемого на индакаторе 5 одновременно с прин тым импульсом, и измерени  временного интервала между строб-импульсом и моментом излучени  в среду, 10 упругого импульса. Один из :вариантов этого блока содержит ждущий мультивибратор 11, измеритель 12 временного интервала, соединенный с мультивибратором, и дифференцирующую цепочку 13, соединенную с измерителем 12, мультивибратором 11 и газдикатором 5, при.этом мультивибратор 11 и генератор 1 соединены сизмерителем 12. В качестве измерител  12 временного интервала можно использовать частотомер. Инвертор 8 частотного спектра служит дл  Инверсии частотного спектра прин того электрического импульса относительно частоты fo. Один из вариантов этого блока содержит генератор 14 синусоидальных колебаний, смеситель 15, фильтр 16, соединенный с выходом смесител  15, один вход которого соед}гаен с генератором 2, а дру;гой вход соединен с генератором 14, генератор U7 синусоидальных колебаний, смеситель 18, :фильтр 19, соединенный с выходом смесител  18, один вход которого соединен с генератором 2, а другой вход соединен с генератором 17, смеситель 20, полосовой усилитель 21, полосовой фильтр 22, вход которого соединен с выходом смесител  20, один вхоД: которого соединен ;с фильтром 16, а другой вход соединен с выхо- . дом усилител  21, вход которого соеданен с приемным преобразователем 6, смеситель 23 и поло- совой усилитель 24. вьссод которого соединен с выходом дополнительного модул тора 9, а вход соединен с выходом смесител  23, один вход которого соединен с выходом фильтра 19, а другой вход соединен с выходом полосового фильтра 22. Предложенный способ, заключаетс  в следующем .;, - .- Электрический сигнал (фиг. За) преобразует в упругий импульс, который излучают в среду с дисперсией скорости, врем  задержки сигнала в которой монотонно измен етс  при изменении частоты в полосе частот Af электрического сигнала в окрестности частоты fo (фиг.2). 56 При распространении в среде упругий импульс приобретает частотную модул цию и удлин етс . Упругий импульс принимаюту преобразуют в электрический сигнал, частотный спектр прин того электрического сигнала шшертируют относительно частоты fo, лежащей в его полосе частот. В этом случае выполн етс  условие: - величина гЩ. дл  среды райка- i3ti ы О- - От I . в| ДЛЯ сигнала с преобразованным спектром .Модулируют сигнал по амплитуде (фиг. 36) .преобразуют его в упругий импульс и вторично излучают в cpejty. При вторичном прохождении через среду частотна  модул ци  в импульсе исчезает, все его частотные составл ющие в полосе частот Af приход т к ее границе с разность фаз, равной нулю, формиру  короткий импульс ; длительностью l/Af. Упругий импульс прИ нимают на том же рассто нии, преобразуют в .электрический сигнал (фиг. Зв) и по его задерж ке относительно момента излучени  в среду пер |воначального упругого импульса определ ют врем  задержки to сигнала на частоте fo, кото:рое совпадает с половиной времени задержки |прин того электрического сигнала (фиг. 3, в), :при этом сигнал модулируют импульсом с моугольной огибающей (фиг. 3, б). Устройство, реализующее предложенный способ , работает следующ1 м образом. Генератор 2 вырабатывает синусовдальное напр жение с частотой f j, которое поступает на вход модул тора 4, формирующего на своём йы ходе пр моугольные радиоимпульсы длительностью т (фиг. За), период следовани  которых задает генератор 1 управл ющих импульсов.Радиоимпульс с выхода модул тора 4 поступает на излучающий преобразователь 3, который преобразует его в упругий имПульс и излучает в контролируемую среду 10. Частотно-модулировйнный упругий импульс с частотой поступает на йриемный преобразователь 6, которы преобразует его в электрический сигнал, напр жение которого Поступает на один вход инвертора частотного спектра 8, на другой вход которого поступает напр жение с частотой fj от генератора 2. Генераторы 14 и 17 вырабатывают напр жение с частотами, соответственно, fi4 и fi7v фильтр 16 выдел ет частоту fie , фильтр 19 выдел ет частоту fj9 f2 + ft7- На даькоде смесител  20 фильтр 22 выдел ет частоту f24 -f2+fi4 fi4 Af/2, а полосовой , усилитель 24 выдел ет на выходе сме сйтел  23 частоту f24 19 - + fi7 - fi4 ± Af/2 fo ± Af/2. Таким образом, инЬертор 8 формирует на своем выходе злектри7 ческии сигнал с инвертированным относительно частоты fo спектром. Если fn fi4, то частота сетнала на инвертора 8 будет f24 2 ± ± Af/2. С выхода шшертора 8 электрический сигнал со спектром fo ± Af/2 поступает на первый вход дополнительного модул тора 9, на второй вход которого поступают управл ющие импульсы от генератора 1. Модул тор 9 модулирует амплитуду частотно-модулированного сигнала пр моугольным импульсом и формирует на своем выходе частотно-модулированный импульс, огибающа  которого близка к пр моугольной (фиг. 3,6). Электрический импульс с выхода дополнительного модул тора 9 поступает на излучатель 3, который вторично излучает его в среду 10. Упругий импульс поступает на приемный преобразователь 6, с выхода которого электрический сигнал поступает на вход индикатора 5, развертка которого запускаетс  короткими inviпульсамк синхро101заДии от управл ющего генератора 1 в момент излучени  первоначального упругого имПульса в среду 10. Частотомер 12 измер ет временной интервал между коротким импульсом от управл ющего генератора 1, совпадающим по времени с моментом излучени  в среду 10 первоначального упругого импульса, и коротким строб-импупьсом, формйг уемым на выходе дифференцирующей цепочки 13 и регистрируемым на индикаторе 5. Измерение времени задержки с помощью устройства, реализующего предпагаемь й способ, осуществл етс  йтедуюшим образом. Регулировкой частоть генератора 2 устанавливают значение частота f 2, которое соответствует участку с монотонным изменением задержки сигнала в контрШйруембй среде, при этом на вь1ходе инвертора 8 формируетс  сигнал с частотой fo ± AfA2, п;ричем частота fo лежит в полосе частот fj т Af/2 (в частном случае fo fj при fi4 fj 7)-Регулируют длительность импульса ждущего мультивибратора 11 и совмещают на индикаторе 5 строб-импульс с прин тым импульсом, после чего частотомером ГЗизмер ют временной интервал между моментом излучени  в среду 10 первоначального упругого импульса и строб-импульсом, величина которого совпадает с удвоенным временем задержки сигнала на частоте f о. В некоторых слзча х дл  получени  высокой точности измерени  достаточно производить -модул цию сигнала в дополнительном модул торе 9 в режиме стробированги  по даительностй не ввод  двустороннего ограничени  по амплитуде, что позвол ет значительно упросгть схему модул тора 9 и отстроитьс  от мешающих сигналов . Однако, когда требуетс  высока  тбчность (Измерени , необходимо использовать пр моугольный модат1ирующий импульс, так как в этом случае прин тый короткий импульс будет иметь наименьшую дайтельностьпо с рйвнён1Ш с частотно-мОдуййрованным импульсом, модулированным например, импульсом с гауссовой огибающей. Точность предлагаемого способа не зависит от величины К и зависит от величины Af, в которой урегл  задержки монотонно йзменлетс  при изменении частоты. Ошибка измерений обратно пропордаоиальна величине Af. В этом случае, когда функци  дл  среды отличаетс  от линейной,.ошибка измерений возрастает. Одна- ко, если функци  t (f) симметрична относительно точки измерегай, например, имеет вид t(f) ,. , , BO + AT arctg- , где ао - посто нна  состав Af л йща , или имеет периодическую модул цию относительно пр мой t(f) kf + ао , то эти искажени  вызовут только расширение прин того импульса и уменьшение его амплитуды, но врем задержки импульса останетс  неизмененным. Такие же искажени  короткого импульса бyпy происходить и в том случае, если величина К дл  .частотно- модулированного импульса на выходу приемного преобразовател  6 незначительно отличаетс  по модулю от величины К дл  частот но мбдуЯйрОйаннбго импульса на выходе излучател  3. Указанные зависимости t(f) характерны дл  большинства акустических волноводов и дл  р да веществ на высоких частотах в определенных частотных диапазонах. Предлагаемый способ позвол ет значительно увеличить (в несколько раз) точность измере; ни  в ремени задержки, что. Позвол ет более эффективно Тсонтрйлировать параметр среды, нап| ймер а1 устическИе параметры волноводов. Формула изобретени  1. Способ измерени  времени задержки сигнала в среде с дисперсией скорости, основанный .на преобразовании электрического сигнала в упругий импульс, излучении последнего в среду приеме его и преобразовании в электрический сигнал, отличающийс  тем, что, с целью повыше1ш  точности измерени , инвертируют частотный спектр прин того электрического сигнала относительно заданной частоты, модулируют сигнал по амплитуде, преобразуют его в упругий импуЛьс, повторно излучают в среду, принимают на том же рассто нии, преобразуют в электрический сигнал и по его задержке относительно момента излучени  в среду первоначального упругого импульса суд т о временизадержки сигнала на заданной частоте. 2. Устройство дл  осуществлени  способа по п. I, содержащее генератор управл ющих им .. . f, , , пульсов , генератор синусоидальных колебаний, излучающий электромеханический преобразователь , модул тор, один вход которого соединен с генератором синусоидальных колебаний, другой вход соединен с генератором управл ющих импульсов,, а выход соединен с излучающим электромеханическим преобразователем, индикатор , соединенный с генератором управл ющих импульсов, приемнь1й электромеханический преобразователь , соединенный с индикатором и блок временного интервала, соединенный с индикато.ром и генератором управл ющих импульсов, отличаюц1еес  тем, что в него введены инвертор частотного спектра и второй модул тор , причем первый вход второго модул тора соединен с генератором управл ющих импульсов , второй вход соединен с выходом инвертора частотного спектра, а выход соединен с излучающим электромеханическим преобразователем , первый вход инвертора соединен с генератором синусоидалъньис колебаний, а другой вход подключен к приемному преобразователю. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 460492, кл. G 01 N 29/00, 1974.
  2. 2.Журнал The Journal of The Acoustical Society of America, vol. 35, N 5, 1963, p.p. 712-713.
    ,
    p---
    (PU9.2
    .. , ,.. -.7. . .. .. ;,690377
SU772514812A 1977-08-04 1977-08-04 Способ измерени времени задержки сигнала в среде с дисперсией скорости и устройство дл его осуществлени SU690377A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772514812A SU690377A1 (ru) 1977-08-04 1977-08-04 Способ измерени времени задержки сигнала в среде с дисперсией скорости и устройство дл его осуществлени

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772514812A SU690377A1 (ru) 1977-08-04 1977-08-04 Способ измерени времени задержки сигнала в среде с дисперсией скорости и устройство дл его осуществлени

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU690377A1 true SU690377A1 (ru) 1979-10-05

Family

ID=20720979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772514812A SU690377A1 (ru) 1977-08-04 1977-08-04 Способ измерени времени задержки сигнала в среде с дисперсией скорости и устройство дл его осуществлени

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU690377A1 (ru)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4624142A (en) Double reference pulsed phase locked loop
US2485583A (en) Radio distance measuring system
SU690377A1 (ru) Способ измерени времени задержки сигнала в среде с дисперсией скорости и устройство дл его осуществлени
US2416351A (en) Position locating system
US4613231A (en) Laser range finder with non-linearity compensation
SU1384961A1 (ru) Устройство дл измерени скорости ультразвуковых волн
SU911371A1 (ru) Способ измерени времени задержки
RU2097785C1 (ru) Фазовый параметрический гидролокатор
US4183245A (en) Synchronous frequency-to-voltage converter for doppler apparatus
SU711383A1 (ru) Ультразвуковой измеритель температуры газовых сред
SU460492A1 (ru) Способ определени дисперсионной характеристики среды
SU141902A1 (ru) Способ автоматического измерени медленных уходов частоты отражательных клистронов
SU862062A1 (ru) Устройство дл определени концентрации свободного газа в жидкости
SU815616A1 (ru) Измеритель поглощени ультразву-KA
SU811079A1 (ru) Способ измерени скорости распространени ульТРАзВуКА и уСТРОйСТВО дл ЕгО ОСущЕСТВлЕНи
SU1377622A1 (ru) Способ определени температуры
SU736041A1 (ru) Устройство дл измерени группового времени запаздывани
SU365558A1 (ru) Способ измерения расстояний с помощью импульсного источника света
SU1580166A1 (ru) Устройство дл измерени смещений
SU757974A1 (ru) Автоматический измеритель коэффициента отражения акустических сигналов от пьезопреобразователя 1
JPS626811B2 (ru)
SU1747894A1 (ru) Импульсно-фазовое устройство дл контрол толщины
SU1679356A1 (ru) Способ определени кавитационной прочности жидкости
SU1043489A1 (ru) Ультразвуковое устройство дл измерени рассто ний в газовой среде
RU2047097C1 (ru) Способ измерения расхода жидкости или газа и устройство для его осуществления