Устройство для определения уровнясигнала ультразвукового измеритель-ного резонатора

794478 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоеетскнкВввиалистичееких Расвублик " К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(45) Дата опубликования описания 07.01.81лв делам изобретений и открытий(71) Заявитель Каунасский политехнический институт им, Антанаса Снечкуса(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УРОВНЯ СИГНАЛА УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО РЕЗОНАТОРАИзобретение относится к ультразвуковой измерительной технике и может быть использовано для измерения коэффициента поглощения ультразвука в веществах, их удельного акустического сопротивления или плотности. Известен ультразвуковой измеритель, в котором уровень (например, уровень 0,707 от максимума) сигнала резонатора определяется путем полуавтоматического привязывания частоты к определенным точкам резонансной характеристики, при этом полоса пропускания определяется счетным устройством, производящим вычитание двух значений частоты, полученных на заданном уровне ниже и выше резонансной частоты 1 Ц.Однако это устройство требует большого количества ручных манипуляций оператора, имеет низкое быстродействие и непригодно для автоматических измерений и исследований быстродействующих процессов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее детектор, подключенный к первому плечу делителя напряжений, к средней точке которого подключен вход пороговой схемы (21. Однако оно имеет новысокую точностьиз-за разброса характеристик элементов, вырабатывающих сигналы сравнения.Целью изобретения является повышение 5 точности устройства.Это достигается тем, что в устройствовведен дополнительный делитель напряжений, включенный параллельно основному, и автокомпенсационный детектор, вход ко торого подключен к средней точке, а выход - ко второму плечу основного делителя. Автокомпенсационный детектор выполнен в виде последовательно соединенных входного амплитудного дискриминато ра, усилителя и детектора.На фиг. 1 изображена структурная схема предложенного устройства; на фиг. 2 - графики напряжения в определенных точках схемы.20 Устройство включает детектор 1 высокочастотного напряжения, выход которого подсоединен к основному делителю напряжения, составленному из резисторов 2 и 3.К средней точке делителя 2-3 подключен вход пороговой схемы 4 с нулевым уровнем срабатывания, выход которой является вы. ходом устройства. Детектор 1 нагружентакже дополнительным делителем напряжений, состоящим из резисторов 5 и б. К сред ней точке дополнительного делителя под/о - /максЬ 5 60 65 ключен автокомпенсационный. детектор 7, включающий входной амплитудный дискриминатор 8, усилитель 9 и детектор 10. Выход автокомпенсационного детектора 7 подключен к второму плечу основного делителя.На графике 11 изображено входное напряжение детектора 1 и его огибающая ( Кмакс МаКСИМаЛЬНОЕ ЗНаЧЕНИЕ ЭТОГО Напряжения); на графике 12 - напряжение средней точки дополнительного делителя; на графике 13 - выходное напряжение усилителя 9 (импульсы) и всего автокомпенсационного детектора 7 (выпрямленное напряжение Ус); на графике 14 - напряжение средней точки основного делителя; на графике 15 - выходные импульсы пороговой схемы 4.Устройство работает следующим образом.На вход детектора 1 поступает высокочастотное выходное напряжение ультразвукового резонатора. Частота этого напряжения модулирована по закону, близкому к треугольному, а удвоенная девиация частоты в установившемся режиме равна полосе пропускания ультразвукового резонатора на заданном уровне. Так как центральная частота сигнала равна резонансной частоте ультразвукового резонатора, то входное напряжение детектора 1 оказывается модулированной по амплитуде по закону резонансной характеристики исследуемого резонатора (график 11). На резисторах 2 и 4 выделяется огибающая этого напряжения, т. е. текущее напряжение. К резисторам 3 и 6 приложено выпрямленное отрицательное относительно корпуса выходное напряжение Ус автокомпенсационного детектора 7. Положительная относительно земли часть напряжения средней точки дополнительного делителя через диод амплитудного дискриминатора выделяется на его резисторе и через конденсатор поступает на вход усилителя 9 (график 12). Эти импульсы усиливаются усилителем 9 и выпрямляются детектором 10, образуя квазипостоянное напряжение У, (график 13). Напряжение /с устанавливается автоматически такой величины, что напряжение средней точки дополнительного делителя относительно земли имеет положительную часть, примерно равную Уо/К, где К - коэффициент усиления усилителя 9, т. е. при достаточно большом К напряжение средней точки делителя только касается нулевого уровня. Напряжения Умакс и Ус связаны следую щим соотношением: где Р,иЯ, - величины резисторов 5 и 6.Напряжение 1/с приложено также к резистору 3. Номиналы резисторов 2 и 3 подобраны таким образом, чтобы при уменьшении выходного напряжения детектора 1 до заданного уровня напряжение средней точки делителя 2-3 становится равным нулю (график 14). В частности, при общепринятом уровне 0,707 величины Я, и Яз резисторов 2 и 3 связаны следующим соотношением: Каждый раз, когда напряжение средней точки основного делителя равняется нулю, срабатывает пороговая схема 4 (график 15). Ее импульсы служат для реверса устройства, осуществляющего перестройку частоты. В результате частота качается в пределах, равных полосе пропускания акустического резонатора на заданном уровне.Квазипостоянное напряжение, пропорциональное резонансному напряжению, вырабатывается из выходного сигнала детектора 1. Чем исключается погрешность в устройстве, так как любое изменение динамической характеристики детектора одинаково влияет на оба напряжения, поступающие на основной делитель, т. е. в значительной мере компенсируются. Это увеличивает точность определения заданного уровня и точность измерений, связанных с определением полосы пропускания ультразвукового резонатора. Формула изобретения 1, Устройство для определения уровня сигнала ультразвукового измерительного резонатора, содержащее детектор, подключенный к первому плечу делителя напряжений, к средней точке которого подключен вход пороговой схемы, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью увеличения точности, в него введен дополнительный делитель напряжений, включенный параллельно основному, и автокомпенсационный детектор, вход которого подключен к средней точке, а выход - ко второму плечу основного делителя.2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что автокомпенсационный детектор выполнен в виде последовательно соединенных входного амплитудного дискриминатора, усилителя и детектора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Р, Еддечз а 1 а, Ы 1 газоп 1 с МеазцчеГпепЬ юй пи 1 И 11 еч 11 дцЫ зетрЬз 1 п йе 0,5 - 100 Мпг Яапде, Кеч, Ье 1. 1 пз 1 гцт, 1973, 44,8, р. 969 - 978.2. Авторское свидетельство СССР372495, кл. 6 01 К 29/00, 1971.794478 Ь 2, l Составитель В. ПироговРедактор Т, Клюкина Техред Л. Куклина Корректор О. Тю Типография, пр, Сапунова,Заказ 2717/16 Изд,115НПО Поиск Государственного комитета СССР113035, Москва, Ж.35, Раушс Тираж 915 Подписное о делам изобретений и открытий я наб., д. 4/5