SU1307243A1 - Device for measuring velocity of normal waves - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к изме рительной технике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности В устройстве сигнал с датчика 9 скорости подаетс  на второй дс5титель 11, в KoiopoM частота генератора С делитс  в N+Y/C ра;, что обеспечивает изкенепие частоты на птором входе CHUxpoiiHoro детектора 5 на величину V/C S2, где si частота излученного излучателем 1 -сигнала, V - скорость пвремеа;ени  приемника 3, С скорость распространени  нсрмапьньгх волн. Сигнал с выхода синхронного детектора Г) через анализатор G спехт- ра поступает на вычиачнтельиьш блок 7, где вычислт етс  скорост/ь кагедой нормальной волньк J ил. сл с 00 о ю 4 СОThis invention relates to a measuring technique. The aim of the invention is to improve the accuracy of the device. The signal from the speed sensor 9 is fed to the second dc5 teller 11, in KoiopoM the frequency of the oscillator C is divided into N + Y / C pa ;, which ensures the frequency difference on the fifth input of the CHUxpoiiHoro detector 5 by the value of V / C S2 where si is the frequency of 1-signal emitted by the emitter, V is the speed of the receiver; 3, C is the speed of propagation of non-steady waves. The signal from the output of the synchronous detector G) through the analyzer G spectra is fed to the calculator block 7, where the velocity of the normal waveform J is calculated. sl 00 o y 4 CO

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  скоростей нормальных волн в волноводах.The invention relates to a measurement technique and can be used to measure the velocities of normal waves in waveguides.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерений за счет учета доплеровского эффекта смещени  частоты сигнала.The aim of the invention is to improve the measurement accuracy by taking into account the Doppler effect of frequency shift of the signal.

На чертеже изображено устройство дл  измерени  скорости нормальных волн.The drawing shows a device for measuring the velocity of normal waves.

Устройство дл  измерени  скорости нормальных волн содержит электроакустически последовательно соединенные излучатель 1, установленный на волноводе 2, расположенный с возможностью свободного перемещени  вдоль последнего приемник 3, усилитель 4, синхронный детектор 5, анализатор 6 спектра и вычислительный блок 7, генератор 8, датчик 9 скорости, закрепленный на приемнике 3, первый делитель 10 частоты, входом соединенный с выходом генератора 8, выходом - с излучателем 1, второй делитель 11 частоты, первым входом соединенный с выходом генератора 8, вторым входом - с датчиком 9 скорости, выходом - с вторым входом синхронного детектора 5.A device for measuring the velocity of normal waves contains electro-acoustically connected emitter 1, mounted on waveguide 2, disposed freely with receiver 3, amplifier 4, synchronous detector 5, spectrum analyzer 6 and computing unit 7, generator 8, speed sensor 9, mounted on the receiver 3, the first frequency divider 10, the input connected to the output of the generator 8, the output to the emitter 1, the second frequency divider 11, the first input connected to the output of the generator 8, the second input - with the speed sensor 9, the output - with the second input of the synchronous detector 5.

Устройство дл  измерени  скорости нормальных волн работает следующим образом.A device for measuring the speed of normal waves works as follows.

Излучатель 1, возбуждаемый синусоидальным сигналом с круговой частотой Я i/N, где Л, - частота генератора В, N - коэффициент делени  частоты первым делителем 10, создает в волноводе 2 набор нормальных волн с различными скорост ми. Поле в волноводе 2 можно представить в виде суперпозиции волнThe emitter 1, excited by a sinusoidal signal with a circular frequency I i / N, where L, is the oscillator frequency B, N is the frequency division factor of the first divider 10, creates in the waveguide 2 a set of normal waves with different velocities. The field in waveguide 2 can be represented as a superposition of waves

Р R

тч  tch

mm

(1)(one)

где m - номер нормальной волны;where m is the normal wave number;

X - координата вдоль оси волновода; А - амплитуда волны;X is the coordinate along the waveguide axis; A is the wave amplitude;

ПP

JJ

(2)(2)

с„,скорость нормальной волны номера га.c „, the speed of a normal wave of number ha.

Приемник 3 перемещаетс  со скоростью V вдоль оси волновода 2. Это означает, чтоReceiver 3 travels at speed V along the axis of waveguide 2. This means that

,(3), (3)

где t врем  перемещени  приемника 3;where t is the travel time of receiver 3;

X - перемещение приемника 3. Сигнал с выхода приемника 3 естьX - movement of the receiver 3. The signal from the output of the receiver 3 is

P rAsincotE - 4P rAsincotE - 4

(4)(four)

10ten

гдеWhere

(5) (6)(5) (6)

поскольку на практике .because in practice.

Формула (6) определ ет доплеровс- кое смещение частоты сигнала в ре-. зультате движени  приемника 3.Formula (6) determines the Doppler frequency shift of the signal in the re-. resulting from the movement of the receiver 3.

Таким образом, сигнал приемникаThus, the receiver signal

00

5five

00

5five

00

гg

H(n-siJH (n-siJ

иand

3 имеет высокочастотную М3 has a high-frequency M

низкочастотную 2Z А sinco t составл ю . m ni щие. Сигнал с выхода приемника 3 после усилител  4 подаетс  на первый вход синхронного детектора 5, на второй вход которого подаетс  опорный синусоидальный сигнал частоты Л- Q от второго делител  11. Сигнал с датчика 9 скорости подаетс  на второй делитель 1 1 частоты, частота Я., генератора 8 делитс  делителем 11 в N+V/C раз, что обеспечивает изменение частоты fi на соединенном с вторым делителем I1 входе синхронного детек ,1low frequency 2Z A sinco t m ni ing. The signal from the output of receiver 3 after amplifier 4 is fed to the first input of synchronous detector 5, to the second input of which a reference sinusoidal frequency signal L-Q from the second divider 11 is fed. The signal from the speed sensor 9 is fed to the second frequency divider 1 1, frequency H. generator 8 is divided by divider 11 by N + V / C times, which provides a change in frequency fi at the input of the synchronous detectors connected to the second divider I1, 1

-|«- | “

5five

00

тора 5 на величину Q torus 5 by Q

Сигнал с выхода детектора 5 содержит только низкочастотную составл ющуюThe signal from the output of the detector 5 contains only the low-frequency component

МM

Р ZlA sinco t+B, (7)P ZlA sinco t + B, (7)

где В - посто нна  составл юща  детектора 5.where B is a constant component of the detector 5.

Далее этот сигнал подаетс  на вход анализатора 6 спектра, который измер ет спектр нормальных волн, т.е. дл  каждой нормальной волны. После определени  частот спектра нормальных волн 03 п вычислительный блок 7 вычисл ет скорость каждой нормальной волны по формулеThis signal is then fed to the input of a spectrum analyzer 6, which measures the spectrum of normal waves, i.e. for every normal wave. After determining the frequencies of the spectrum of normal waves 03, the computing unit 7 calculates the speed of each normal wave by the formula

ПP

V О).V O).

(8)(eight)

5555

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  скорости нормальных волн, содержащее электро313072434Device for measuring the speed of normal waves, containing electro313072434 акустически последовательно соеди-жено датчиком скорости, закрепленным ненные излучатель, установленный нана приемнике, первым делителем час- волноводе, и расположенный с возмож-тоты, входом соединенным с выходом ностью свободного перемещени  вдольгенератора, выходом - с излучателем, последнего приемник, усилитель, синх- 5вторым делителем частоты, первым ронный детектор, анализатор спектравходом соединенным с выходом генера- и вычислительный блбк, и генератор,тора, вторым входом - с датчиком отличающеес  тем, что,скорости, выходом - с вторым входом с целью повьшени  точности, оно снаб-синхронного детектора. acoustically sequentially connected by a speed sensor, a fixed emitter, installed by the receiver, the first divider of the waveguide, and located with the possibility of an input connected to the free-running output along the generator, the output to the radiator, A second frequency divider, a first detector, a spectra-analyzer connected to the output of a generator- and computing block, and a generator, a torus, the second input - with a sensor, characterized in that the speed, the output - from th input povsheni for the purpose of accuracy, it is endowed-synchronous detector.