SU640221A1 - Ultrasonic oscillation propagation time measuring apparatus - Google Patents

Description

тудного дискриминатора, пороговый гзход которого подключен к выходу схемы пам ти , введен селектор k-ro импульса (k 2, 3, .., т), счетный вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора, вход синхронизапии подключен к выходу генератора, выход соединен со входом отсчета измерител  временного интервала, а сигнальный вход амплитудного дискриминатора подключен к выходу приемника ультразвуковых колебаний.of the discriminator whose threshold input is connected to the output of the memory circuit, a k-ro pulse selector (k 2, 3, .., t) is entered, the counting input of which is connected to the output of the amplitude discriminator, the synchronization input is connected to the output of the generator, the output is connected to the reference input of the time interval meter, and the signal input of the amplitude discriminator is connected to the output of the ultrasonic oscillation receiver.

Такое выполнение устройства обеспечивает измерение времени распространени  ультразвуковых колебаний по моменту прихода k-ro импульса последовательности, уровень дискриминации дл  которого пропорционален амплитуде первого импульса этой же последовательности. Вследствие этого амплитудные флуктуации сигналов соседних последовательностей не привод т к по влению динамической ошибки формировани  порога срабатывани  дискриминатора , результатом чего  вл етс  повышение точности измерений времени распространени  ультразвуковых колебаний.Such an embodiment of the device provides a measurement of the propagation time of ultrasonic vibrations at the moment of arrival of the k-ro pulse of a sequence, the level of discrimination for which is proportional to the amplitude of the first pulse of the same sequence. As a result, the amplitude fluctuations of the signals of adjacent sequences do not lead to the appearance of a dynamic error in the formation of the discriminator response threshold, which results in an increase in the accuracy of measurements of the propagation time of ultrasonic vibrations.

На чертеже представлепа фупкциональна  схема устройства дл  измерени  времени распространерш  ультразвуковых колебаний .In the drawing, a fuctional diagram of a device for measuring the time of propagation of ultrasonic vibrations is represented.

Устройство содержит передающий тракт, состо щий из последовательно соединенных генератора / и излучател  2, и приемный тракт, состо щий из последовательно включеиных приемника 3 ультразвуковых колебаний , селектора 4 первого полупериода ультразвуковых колебаний и схемы 5 пам ти , а также амплитудного дискриминатора 6, селектора 7 k-ro имп)льса (k 2, 3 . . . , т), и измерител  8 временного интервала. Пороговый вход 9 амплитудного дискриминатора 6 подключен к выходу схемы 5 пам ти , сигнальный вход 10 - к выходу приемника 3 ультразвуковых колебаний, а выход соединен со счетным входом 11 селектора 7 -го импульса. Вход 12 синхронизации селектора -го импульса подключен к выходу генератора /, а выход соединен с входом 13 отсчета измерител  8 временного интервала, вход 14 сброса которого подключен к выходу генератора /.The device contains a transmitting path consisting of a series-connected generator / and emitter 2, and a receiving path consisting of a series-connected receiver 3 of ultrasonic vibrations, a selector 4 of the first half-period of ultrasonic vibrations and a memory circuit 5, as well as an amplitude discriminator 6, a selector 7 k-ro imp) ls (k 2, 3..., t), and meter 8 time interval. The threshold input 9 of the amplitude discriminator 6 is connected to the output of the memory circuit 5, the signal input 10 to the output of the receiver 3 of ultrasonic vibrations, and the output is connected to the counting input 11 of the selector of the 7th pulse. The input 12 of the synchronization of the selector pulse is connected to the output of the generator /, and the output is connected to the input 13 of the reference meter 8 time interval, the input 14 of which is connected to the output of the generator /.

Работает устройство следующим образом .The device works as follows.

С помощью излучател  2 в среду излучаютс  последовательности ультразвуковых колебаний, которые, достигнув приемника 3 ультразвз-ковых колебаний, преобразуютс  в электрические сигналы. Селектор 4 выдел ет из последовательности сигналов первый полупериод, а схема 5 пам ти формирует посто нное напр жение, определ ющее порог срабатывани  амплитз дного дискриминатора 6, которое пропорционально амплитзде первого полупериода. Амплитудный дискриминатор 6 формирует из последовательностей синусоидальных колебанийUsing the emitter 2, ultrasonic oscillations are emitted into the medium, which, having reached the receiver 3 of the ultrasonic vibrations, are converted into electrical signals. The selector 4 selects the first half period from the signal sequence, and the memory circuit 5 generates a constant voltage that determines the response threshold of the amplitude discriminator 6, which is proportional to the amplitude of the first half period. Amplitude discriminator 6 forms of sequences of sinusoidal oscillations

последовательности пр моугольных импульсов , которые поступают на счетный вход 11 селектора 7 k-ro .импульса. С помощью измерител  8 времеиного интервала определ етс  временный интервал между поступлеиие.м сигнала на вход 14 сброса с генератора / и -го импульса на вход 13 отсчета . Систематическа  ошибка измерени  времени распространени  ультразвуковыхsequences of rectangular pulses that arrive at the counting input 11 of the selector 7 of the k-ro. impulse. Using the meter 8 time interval, the time interval between the arrival of the signal at the reset input 14 from the generator / and th pulse to the input 13 of the reference is determined. The systematic error in measuring the propagation time of ultrasonic

колебаний, вызванна  отсчетом по /г-му импульсу может быть учтена, если известна частота принимаемых колебаний и номер импульса, по которому производитс  отсчет .The oscillations caused by the readout of the i-th pulse can be taken into account if the frequency of the received oscillations and the number of the impulse to which the readout is made is known.

Поскольку к моменту прихода -го импульса каждой последовательности порог срабатывани  амплитудного дискриминатора 6 уже сформирован схе.мой 5 пам ти пропорционально амплитуде первого полупериода этой же последовательности, то амплитудные флуктуации сигналов соседних последовательностей не привод т к возникновению динамической ошибки формировани  порога срабатывани  амплитудного дискриминатора 6.Since by the moment of arrival of the pulse of each sequence, the threshold of amplitude discriminator 6 has already been formed by the scheme of 5 memories proportional to the amplitude of the first half-period of the same sequence, the amplitude fluctuations of the signals of neighboring sequences do not lead to the dynamic error of the threshold of amplitude discriminator 6.

Таким образом, устройство дл  измерени  времени распространени  ультразвуковых колебаний позвол ет повысить точность измерений при амплитудных флуктуаци х сигналов. С его помощью можно с высокой точностью производить измерение скорости распространени  ультразвуковых колебаний, рассто ний в средах с переменным коэффициентом затухани  акустических волн, эхолокацию преград с переменным коэффициентом отражени  ультразвука , а также эхолокацию быстродвижущихс  объектов.Thus, a device for measuring the propagation time of ultrasonic vibrations makes it possible to increase the measurement accuracy during amplitude fluctuations of signals. It can be used to accurately measure the speed of propagation of ultrasonic vibrations, distances in environments with variable attenuation of acoustic waves, echolocation of obstacles with variable reflectance of ultrasound, as well as echolocation of fast-moving objects.

Claims (2)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  измерени  времени распространени  ультразвуковых колебаний,Device for measuring the propagation time of ultrasonic vibrations содержащее передающий тракт, состо щий из последовательно соединенных генератора и излучател , и приегугный тракт, состо щий из последовательно включенных приемника зльтразвуковых колебаний, селектора первого полупериода ультразвуковых колебаний и схемы пам ти, а также измерител  временного интервала, вход сброса которого соединен с выходом генератора, и амплитздного дискриминатора, пороговыйcontaining a transmitting path consisting of a series-connected generator and emitter, and a trigger path consisting of successively connected ultrasonic oscillations receiver, a selector of the first half-period of ultrasonic vibrations and a memory circuit, and also a time interval meter, the reset input of which is connected to the generator output, and amplitude discriminator, threshold вход которого подключен к выходу схемы пам ти, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений при амплитудных флуктзаци х сигналов, в него введен селектор k-ro импульса (/fe 2, 3, .. . ,the input of which is connected to the output of the memory circuit, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy during amplitude fluctuations of the signals, a k-ro pulse selector (/ fe 2, 3, ..., т, счетный вход которого соединен с выходом амплитудного дискриминатора, вход синхронизации подключен к выходу генератора , выход соединен с входом отсчета измерител  временного интервала, а сигнальный вход амплитздного дискриминатора подключен к выходу приемника ультразвуковых колебаний. Источники информании, нрин тые во внимание при экспертизе: L1VI .J-IJt i - -- 1. Горбатов А. А., Рудашевский Г. Е. Акустические методы и средства измерени  рассто ний в воздушной среде. Л1., «Энерги , 1973, с. 111-115, 118-120, 126-128, 130-132, 134-139. t, the counting input of which is connected to the output of the amplitude discriminator, the synchronization input is connected to the generator output, the output is connected to the reference input of the time interval meter, and the signal input of the amplitude discriminator is connected to the output of the ultrasonic oscillation receiver. Sources of information taken into account during the examination: L1VI .J-IJt i - - 1. Gorbatov A. А., Rudashevsky G. Е. Acoustic methods and means of measuring distances in air. L1., “Energy, 1973, p. 111-115, 118-120, 126-128, 130-132, 134-139. 2. Авторское свидетельство СССР i Л 402734, кл. G 01 В 17/00, 19/1.2. USSR author's certificate i L 402734, cl. G 01 B 17/00, 19/1.