SU794478A1 - Устройство дл определени уровн СигНАлА ульТРАзВуКОВОгО изМЕРиТЕль-НОгО РЕзОНАТОРА - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  коэффициента поглощени  ультразвука в веществах, их удельного акустического сопротивлени  или плотности.

Известен ультразвуковой измеритель, в котором уровень (например, уровень 0,707 от максимума) сигнала резонатора определ етс  путем полуавтоматического прив зывани  частоты к определенным точкам резонансной характеристики, при этом полоса пропускани  определ етс  счетным устройством, производ щим вычитание двух значений частоты, полученных на заданном уровне ниже и выще резонансной частоты {.

Однако это устройство требует большого количества ручных манипул ций оператора , имеет низкое быстродействие и непригодно дл  автоматических измерений и исследований быстродействующих процессов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство, содержащее детектор, подключенный к первому плечу делител  напр жений, к средней точке которого подключен вход пороговой схемы 2.

Однако оно имеет новысокую точность из-за разброса характеристик элементов, вырабатывающих сигналы сравнени . Целью изобретени   вл етс  повышение

точности устройства.

Это достигаетс  тем, что в устройство введен дополнительный делитель напр жений , включенный параллельно основному, и автокомпенсационный детектор, вход которого подключен к средней точке, а выход - ко второму плечу основного делител . Автокомпенсационный детектор выполнен в виде последовательно соединенных входного амплитудного дискриминатора , усилител  и детектора.

На фиг. 1 изображена структурна  схема предложенного устройства; на фиг. 2- графики напр жени  в определенных точках схемы.

Устройство включает детектор 1 высокочастотного напр жени , выход которого подсоединен к основному делителю напр жени , составленному из резисторов 2 и 3. К средней точке делител  2-3 подключен

Claims (2)

1. вход пороговой схемы 4 с нулевым уровнем срабатывани , выход которой  вл етс  выходом устройства. Детектор 1 нагружен дополнительным делителем напр жений , состо щим из резисторов 5 и 6. К средней точке дополнительного делител  подIP---3 Ключей автокомпенсационный, детектор 7, включающий входной амплитудный дискриминатор 8, усилитель 9 и детектор 10. Выход автокомпенсационного детектора 7 подключен к второму плечу основного делител . На графике 11 изображено входное напр жение детектора 1 и его огибающа  (f/макс - максимальное значение этого напр жени ); на графике 12 - напр жение средней точки дополнительного делител ; на графике 13 - выходное напр жение усилител  9 (импульсы) и всего автокомпенсационного детектора 7 (выпр мленное напр жение f/o); на графике 14 - напр жение средней точки основного делител ; на графике 15 - выходные импульсы пороговой схемы 4. Устройство работает следующим образом . На вход детектора 1 поступает высокочастотное выходное напр жение ультразвукового резонатора. Частота этого напр жени  модулирована по закону, близкому к треугольному, а удвоенна  девиаци  частоты в установившемс  режиме равна полосе пропускани  ультразвукового резонатора на заданном уровне. Так как центральна  частота сигнала равна резонансной частоте ультразвукового резонатора, то входное напр жение детектора 1 оказываетс  модулированной по амплитуде по закону резонансной характеристики исследуемого резонатора (график 11). На резисторах 2 и 4 выдел етс  огибающа  этого напр жени , т. е. текущее напр жение. К резисторам 3 и 6 приложено выпр мленное отрицательное относительно корпуса выходное напр жение Lo автокомпенсационного детектора 7. Положительна  относительно земли часть напр жени  средней точки дополнительного делител  через диод амплитудного дискриминатора выдел етс  на его резисторе и через конденсатор поступает на вход усилител  9 (график 12). Эти импульсы усиливаютс  усилителем 9 и выпр мл ютс  детектором 10, образу  квазипосто нное напр жение UQ (график 13). Напр жение (/о устанавливаетс  автоматически такой величины, что напр жение средней точки дополнительного делител  относительно земли имеет положительную часть, примерно равную UO/K., где К - коэффициент усилени  усилител  9, т. е. при достаточно большом /С напр жение средней точки делител  только касаетс  нулевого уровн . Напр жени  t/макс и f/o св заны следующим соотношением: i/o « где и - величины резисторов 5 и 6. Напр жение UQ приложено также к резистору 3. Номиналы резисторов 2 и 3 подобраны таким образом, чтобы при уменьшении выходного напр жени  детектора 1 до заданного уровн  напр жение средней точки делител  2-3 становитс  равным нулю (график 14). В частности, при общеприн том уровне 0,707 величины 2 и Rs резисторов 2 и 3 св заны следующим соотношением: 0,707. Каждый раз, когда напр жение средней точки основного делител  равн етс  нулю, срабатывает порогова  схема 4 (график 15). Ее импульсы служат дл  реверса устройства , осуществл ющего перестройку частоты . В результате частота качаетс  в пределах, равных полосе пропускани  акустического резонатора на заданном уровне. Квазипосто нное напр жение, пропорциональное резонансному напр жению, вырабатываетс  из выходного-сигнала Детектора 1. Чем исключаетс  погрешность в устройстве , так как любое- изменение динамической характеристики детектора одинаково вли ет на оба напр жени , поступающие на основной делитель, т. е. в значительной мере компенсируютс . Это увеличивает точность определени  заданного уровн  и точность измерений, св занных с определением полосы пропускани  ультразвукового резонатора. Формула изобретени  1.Устройство дл  определени  уровн  сигнала ультразвукового измерительного резонатора, содержащее детектор, подключенный к первому плечу делител  напр жений , к средней точке которого подключен вход пороговой схемы, отличающеес   тем, что, с целью увеличени  точности, в него введен дополнительный делитель напр жений , включенный параллельно основному , и автокомпенсационный детектор, вход которого подключен к средней точке, а выход - ко второму плечу основного делител . 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что автокомпенсационный детектор выполнен в виде последовательно соединенных входного амплитудного дискриминатора , усилител  и детектора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. F. Eggevs at а. «Ultrasonic Measuveents with millititev liguid sempbs in the , 5-100 Mnz Range, Rev, Sel. Instrum, 1973, 44, № 8, p. 969-978.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 372495, кл. G 01 N 29/00, 1971.

   w

   ы

   //

   и

   J2

   OvnN/T vT TvrTvrTvT

   п

   J3

   2/1

   / i/

   /f

   m

   т

   М Г iTtl

   L.

   L