Устройство для измерения скорости звука

(57) Изобретениетельной технике и носится к измериожет быть испольИ ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(21) 43 (22) 25 (46) 23 (72) Э С,В.Пуш и С.Р.С (53) 5(56) АвВ 8922 зовано для определения скорости звука, в частности при гидрофизическихисследованиях. Цель изобретения - повышение точности измерений за счетизмерения скорости звука в момент достижения максимума амплитуды сигнала назаданной частоте.По сигналу с блока 3управления генератор 4 синусоидальныхколебаний подает на вход усилителя 5обратной связи дискретный сигнал малой амплитуды на частоте, меняющейсяс шагом, много меньшим рабочей частоты. При помощи АЦП 6, блоков 7 памяти.и 8 сравнения определяется оптимальная частота измерений. 2 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при гидрофиэических исследованиях.5Цель изобретения - повышение точ-, ности измерений за счет измерения скорости звука в момент достижения максимума амплитуды на заданной частоте. 10На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для измерения скорости вука; на фиг, Л - график амплитудно- частотной характеристики на выходе усилителя обратной связи. 15Устройство для измерения скорости звука содержит последовательно акустически соединенные излучатель 1 звука и приемник 2 звука, последовательно соединенные блок 3 управления, ге нератор 4 синусоидальных колебаний, управляемый по частоте, усилитель 5 обратной связи, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) б, первый блок 7 памяти, блок 8 сравнения, счетчик 9, )5 ,делитель 10 и умножитель 11, последовательно соединенные частотомер 12 и второй блок 13 памяти и блок 14 регистрации.Выход усилителя 5 обратной связисоединен также с входами излучателя 1 звука и частотомера 12, вьгход приемника 2 звука подключен к входу усилителя 5 обратной связи второй вход ;блока 8 сравнения соединен с выходом АЦП Ь, второи выход блока 3 управления соединен с вторыми входами первого 7 и второго 13 блоков памяти, вход блока 3 управления подключен к выходу блока 8 сравнения, первый входблока 14 регистрации соединен с выхо,дом первого блока 7 памяти, выход .второго блока 13 памяти соединен с вторыми входами делителя 10 и блока 14 регистрации, третий и четвертый. 45 входы которого подключены, соответственно, к выходу умножителя 11 и третьему выходу блока 3 управления.Блок 3 управления (представляющий из себя микропроцессор) предназначен для изменения частоты генератора 4 синусоидальных колебаний, задания опорной частоты блока 8 сравнения и частотной привязки блока 14 регистрации.Устройство работает следующим об 55 разом.По сигналу с блока 3 управления генератор 4 синусоидальных колебаний подает на вход усилителя 5 обратной связи дискретный сигнал малой амплитуды переменной частоты с шагом ай, достаточным для точного определения Г. Так как усилитель 5 обратной связи включен электроакустически последовательно с излучателем 1 и приемником 2 звука, на его,выходе формируется ряд последовательных пиков на ра-бочих частотах Й, для которых выполняется баланс фази сИгде 1 - база измерений;и - число длин волн, укладывающихся на базе измеренийс - скорость звука,Для повышения точности измеренияскорости звука частота Г должна измеряться в момент достижения максимума амплитуды.Предлагаемая схема позволяет автоматически определять оптимальную частоту путем сравнения амплитуд сигналов, появляющихся на выходе схемыпри последовательном изменении частоты генератора с интервалом АГ,Для определения скорости звуканапряжение частотой Й+Л 1 на выходеусилителя 5 обратной связи (фиг,2)преобразуется АЦП 6. Его цифровойэквивалент поступает на второй входблока 8 сравнения, где сравниваетсяс поступающим на первый вход цифровой эквивалентом сигнала частотой Ес первого блока 7 памяти и, если последний окажется больше, то на выходе блока 8.сравнения Формируется импульс, сообщающий блоку 3 управления,что для частоты Г выполняется балансфаз, т,е. можно производить вычисление скорости звука, а по соответствующему значению амплитулы на этой частоте судить о затухании звука. По поступающему импульсу с блока 8 сравнения блок 3 управления разрешает вывод на блок 14 регистрации значениячастоты Е, измеренного частотомером12. Одновременно код Гпоступает навторой вход делителя 10, где происходит деление его на число и (соответствующее целому числу длин волн, укладывающихся на базе измерений), поступающее со счетчика 9 на первыйвход делителя 10, который подсчитывает число срабатываний блока 8 сравнения, соответствующих числу и. С вы5 155 хода делителя 10 полученное число поступает на умножитель 11, где происходит его умножение на число, соответствующее базе измерений 1. С выхода умножителя 11 число, соответствующее скорости звука на данной частоте, поступает на блок 14 регистрации. В диапазоне частот от Г до Г 1 (фиг.2) сравнивающее устройство не срабатывает, предотвращая ложные показания. Формула изобретения 1 л ау ь ь Д,Широчин Состави Техред А орректорИ.Муска едактор А.Шанд Тираж 418 Подписное ениям и открытиям при кая наб., д. 4/5Заказ 32 КНТ СССР сударственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рауш ИИПИ Производственно-издательский комбинат ПатенЪ тф г.ужгород ул. Гагарина, 101у УУстройство для измерения скорости звука, содержащее последовательно акустически соединенные излучатель и приемник звука, частотомер, последовательно соединенные генератор синусоидальных колебаний и усилитель обратной связи, выход которого соединен с входом излучателя звука, умножитель и блок регистрации, выход приемника звука подключен к входу усилителя обратной связи, о т л и ч а ю щ е - е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено аналого-цифровым преобразователем, первым и вторым блоками памяти, после 2017довательно соединенными блоком сравнения, счетчиком и делителем и блокомуправления, генератор синусоидальныхколебаний выполнен управляемым по 5частоте, входы аналого-цифрового преобразователя и частотомера подключенык выходу усилителя обратной связи,вход блока управления соединен с вы О ходом блока сравнения, вход генератора синусоидальных колебаний подключенк первому выходу блока управления,второй выход которого соединен с первыми входами первого и второго блоков 15 памяти, вторые входы которых соединены соответственно с выходами аналогоцифрового преобразователя и частотомера, выход первого блока памятисоединен с первыми входами блока сра энения и блока регистрации, выход второго блока памяти соединен с вторымиВвходами делителя и блока, регистрации,второй вход блока сравнения подключенк выходу аналого-цифрового преобра" 25 зователя, вход умножителя соединенс выходом делителя, а третий и чет вертый вход блока регистрации подключены, соответственно к выходу умножителя и к третьему выходу блока уп 3 р равления.