SU1130739A1 - Акустический измеритель длины прот женных изделий - Google Patents

Abstract

АКУСТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ;ДЛИНЫ ПРОТЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержа;ЩИЙ каскад запуска, генератор сину1соидальных колебаний и последователь |но соединенные приемопередающий пре;образователь , усилитель, каскад обработки импульсов и измеритель времени, отличающийс  , тем, что, с целью повьшени  точности; и надежности измерений, а также расширени  области применени , он снабжен последовательно соединенными ждущим мультивибратором, сумматором, . первым интегратором и сумматоромповторителем , последовательно соедине ;ными триггером Шмитта, элементом ИЛИ,триггером запуска, триггером длительности, каскадом задержки и -электронным ключом, последовательно соединенными вторым интегратором. управл емым мультивибратором, генератором зоны, элементом Имультивибратором индикации, вход ждущего муль тивибратора соединен с выходом каскада запуска, выход сумматора-повторител  - с приемопередающих пре- образователем, вход триггера Шмитта |с выходом генератора синусоидальных ;колебаний, выход электронного ключа соединен с вторым входом сумматора повторител , второй вход усилител , входы второго интегратора и измерител  времени соединены с выходом касЬ када задержки, выход мультивибратора индикации соединен с вторым входом § измерител  времени, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом каскада (Л запуска, второй вход триггера запуска соединен с выходом ждущего мульт.иг вибратора, выход триггера запуска соединен с вторым входом сумматора и входом первого интегратора, выход генератора синусоидальных колебаний соединен с управл ющим входом каскада задержки, выход триггера Шмитта сое00 динен с вторым входрм триггера длио д тельности, второй выход каскада задержки соединен с вторым входом со со электронного ключа, выход каскада обработки соединен с вторым входом мультивибратора, третьим входом измерител  времени и вторым входом элемента И, а выход генератора зоны соединен с вторым входом второго интегратора.

Description

1 Изобретение относитс  к измеритель ной технике, использующей метод импульсной звуковой эхолокации. дл  измерени  размеров различных объект в строительстве и может быть исполь зовано дл  создани  измерительной техники при автоматизации измерительных , операций. Известен одномерный прибор, содержащий генератор, преобразователь усилитель и блок индикации ij . Недостатками данного устройства  вл ютс  невысока  экономичность при использовании электродинамических преобразователей и низка  помехо устойчивость. Наиболее близким к изобретению по достигаемому результату  вл етс  акустический измеритель длины прот женных изделий, содержащий последовательно соединенные каскад запуска , генератор синусоидального сигнала , приемопередаюпщй: преобразователь , усилитель, каскад обработки импульсов и измеритель времени 2J Недостатками известного измерител   вл ютс .низкие точность и надежность измерений, объ сн емые тем что при возбуждении электродинамического преобразовател  даже 2-3 периодами синусоидальных колебаний эхо сигнал будет иметь форму синуса с возрастающей амплитудой на нескольких первых полупериодак. При-, менение пороговых схем вызывает неоднозначность фиксировани  прихода первого полупериода. Цель изобретени  - повышение точности и надежности измерений, а также расширение области применени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что акустический измеритель длины прот женных изделий, содержащий каскад запуска, генератор синусоидальных колебаний и последовательно соединенные приемопередающий преобразователь, усилитель, каскад обработки импульсов и измеритель времени,снабжен последовательно соединенными ждущим мультивибратором, су . матором, первым интегратором и суммато ром-повторителем, последовательно сое диненными триггером Шмитта, элементо ИЛИ, триггером запуска, триггером длительности, каскадом задержки и электронньм ключом, последователь 9 соединенными вторым интегратором, управл емым мультивибратором, генератором зоны, элементом И мультивиб- ратором индикации, вход ждущего мультивибратора соединен с выходом каскада запуска, выход сумматора-повторител  - с приемопередающим . преобразователем, вход триггера Шмитта - с выходом генератора синусог, идальных колебаний, выход электронного ключа соединен-с вторым входом сумматора-повторител , второй вход усилител , входы второго интегратора и измерител  времени соединены с выходом каскада задержки, выход мультивибратора индикации соединен с вторым входом измерител  времени, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом каскада запуска, второй вход триггера запуска соединен с вы ,ходом ждущего мультивибратора, выход триггера запуска соединен с вторым входом сумматора и входом первого интегратора, выход генератора синусоидальных колебаний соединен с управл ющим входом каскада задержки, выход триггера Шмитта соединен с вторым входом триггера длительности, второй выход каскада задержки соединен с вторым входом электронного ключа , выход каскада обработки соединен с вторым входом мультивибратора, третьим входом измерител  времени и вторым входом элемента И, а выход генератора зоны соединен с входом второго интегратора. ; На фиг, I приведена блок-схема ; предлагаемого, измерител ; на фиг.2 эпюры напр жений, по сн ющие работу измерител . Акустический измеритель длины прот женных изделий содержит последовательно соединенные каскад I запуска , ждущий мультивибратор 2, сумматор 3, первый интегратор 4, сумматор-повторитель 5,-приемо передающий преобразователь 6, усилитель 7, каскад 8 обработки импульсов , элемент И 9, мультивибратор 10 индикации, измеритель 11 времени, второй вход которого соединен с выходом каскада 8 обработки импульсов , а также последовательно соединенные второй интегратор 12, управл емый мультивибратор 13, генератор 14 зоны, выход которого соединен с вторым входом элемента И 9 и входом второго интегратора 12, н последовательно соединенные генератор 15 синусоидальных колебаний, триггер

шмитта 16, элемент ИЛИ 17, триггер роннькГ ключ 21, выход которого соединен с втррым входом сумматора повторител  5, причем второй вход элемента ИЛИ 17 соединен с выходом каскада 1 запуска, второй вход триггера 18 запуска подключен к выходу ждущего мультивибратора 2, а его выход соединен с вторыми входами сумматора 3 и первого интегратора 4. Выход генератора 15 синусоидальных

.колебаний соединен с вторым входом каскада 20 задержки, второй выход триггера Шмитта 16 - с вторым входом триггера 19 длительности, второй выход каскада 20 задержки --с вторым входом электронного. ключа 21 , выход каскада 20 задержки подключен к вторым входам усилител  7, измерител  11 времени и входу второго интегратора 12, вькод каскада 8 обработки импульсов соединен с вторым входом мультивибратора 13 и третьим входом измерител  11 времени.

Устройство работает следующим образом .

Каскад 1 запуска формирует одиночньш импульс 22 запуска, который запускает ждущий мультивибратор 2. Импульс 23, формируемый ждущим мультивиб| )атором 2, поступает на триггер 18 запуска и перебрасывает, его отрицательньш фронтом. Генератор 15 синусоидальных колебаний вырабатывает сигнал 24, который преобразуетс  триггером Шмитта 16 в импульсы 25 пр моугольной формы. Через элемент ИЛИ 17 импульс 25 перебрасывает триггер 18 в исходное состо ние отри- ; дательным фронтом. Установка триггера 18 в исходное состо ние при включении производитс  импульсом 22 через элемент ИЛИ 17; Формируемый триггером 18 импульс 26 отрицательным фронтом перебрасывает триггер 19 длительности, который .формирует импульс 27 длиной, равной полуперио-1 ду сигнала 24. Необходима  длительность импульса 27 обеспечиваетс  по дачей на второй вход триггера 19 длительности импульсов 25 со второго; плеча триггера Шмитта 16. Импульс : 23 с выхода ждущего мультивибратора 2 и импульс 26 с выхода триггера 18 запуска поступают на сумматор, где

формируетс  импульс 28 длительностью . . Импульс 28 поступает на первый интегратор 4, который формиру ет линейно нарастающее напр жение 29. Сброс первого интегратора4 осуществл етс  отрицательным фроитои импульса 26 через разр дную цепь (не показана) за врем 

Дп  обеспечени  совпадени  конца импульса напр жени  29 с началом от рицательной полуволны синусоидального сигнала 24 используетс  каскад 20 задержки, который обеспечивает задержку на врем  импульсов сигнале 24 и 27 с выхода генератора.15 синусоидальных колебаний и триггера

19длительности. Эти импульсы поступают на электронный ключ 21 , на выхо1де его формируетс  отрицательна  полуволна синусоидального напр жени . Сумматор-повторитель 5 обеспечивает сложение импульсов напр жений 29

и 30, формиру  сигнал 31, который поступает на приемопередающий преобразователь . Импульс 27 с каскада

20задержки поступает на второй : интегратор и преобразуетс  в напр жение U|, пропорциональное длительное-; ти импульса 27. Прин тый и усиленный усилителем 7 эхосигнап 33 поступает на каскад 8 обработки импульсов,

где преобразуетс  в нормированные по амплитуде импульсы 34. Положительным фронтом импульса 34 запускаетс  управл емый мультивибратор 13, вырабатывающий импульс 35, длительность которого пропорциональна амплитуде Ц напр жени  32. Отрицательный фронт импульса 35 запускает генератор 14 в зоны, который вырабатывает импульс 36. Этот .импульс поступает на элемент И 9, на второй вход которого поступает импульсы 34. При совпадении по времени импульса 36 и отрицательного фронта импульса 34 запускаетс  мультивибратор 10 индикации, который подключает индикаторные элементы измерител  11 времени. В случае приема эхосигнала. от конца издели  длительность сравниваетс  с длительностью излученного импульса t ч- при совпадении этих длительностей в пределах импульса 36 на индикатор измерител  11 времени отражаетс  результат измерени  времени распространени  звука в изделии. В случае акустической помехи длительность

первого полупериода сигнала совпадает с t и индикаци  измерител  I1 времени не включаетс .

Частота сигнала 24 выбираетс  из услови  f.0,5 УМ.где V - скорость звука, d - диаметр трубы. Длительность линейно нарастающего напр ркеии  29 выбираетс  из услови 

, , где fro нижн  

fp- п

частота срабатывани  преобразовател .

Таким образом, |приемопередающий преобразователь возбуждаетс  тольно

на врем  перепада напр жени  амплитудой 2V и длительностью C-i- что повьшает экономичность работы. Использование зондирующего импульса с сумматора повторител  дает возмпжность получить эхосигнап в виде сиI .,-

нусоиды с убывающей амплитудой, что

увеличивает однозначность результат ;измерений. Встроенна  помехозащита позвол ет отстроитьс  от строи тельно - монтажных шумов . Все это повьшает точность и надежность контрол  ;

Л

la

,

Р.

ТО1

33

35 56

Фис7г

Claims (1)

1. : АКУСТИЧЕСКИЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ДЛИНЫ ПРОТЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ, содержавший каскад запуска, генератор синусоидальных колебаний и последователь!но соединенные приемопередающий преобразователь, усилитель, каскад обработки импульсов и измеритель времени, отличающийся . тем, что, с целью повышения точности; и надежности измерений, а также расширения области применения, он снабжен последовательно соединенными ждущим мультивибратором, сумматором, . первым_интегратором и сумматором- . повторителем,последовательно соединенными триггером Шмитта, элементом ИЛИ,триггером запуска, триггером длительности, каскадом задержки и электронным ключом, последовательно соединенными вторым интегратором, управляемым мультивибратором, генератором зоны, элементом И'мультивибратором индикации, вход ждущего муль¹тивибратора соединен с выходом кас када запуска, выход сумматора-пов торителя - с приемопередающих пре— образователем, вход триггера Шмитта с выходом генератора синусоидальных колебаний, выход электронного ключа соединен с вторым входом сумматора повторителя, второй вход усилителя, входы второго интегратора и измерителя времени соединены с выходом кас1када задержки, выход мультивибратора индикации соединен с вторым входом измерителя времени, второй вход эле- g мента ИЛИ соединен с выходом каскада запуска, второй вход триггера запуска соединен с выходом ждущего мультиг вйбратора, выход триггера запуска соединен с вторым входом сумматора и входом первого интегратора, выход генератора синусоидальных колебаний ^соединен с управляющим входом каскада задержки, выход триггера Шмитта соединен с вторым входрм триггера длительности, второй выход каскада задержки соединен с вторым входом электронного ключа, выход каскада обработки соединен с вторым входом мультивибратора, третьим входом из мерителя времени и вторым входом элемента И, а выход генератора зоны соединен с вторым входом второго интегратора.