Цифровой преобразователь

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистичесиикРеспублик дв 921073Опубликовано 15.04,82, Бюллетень М 14 не делан нэебретеннй н отнрытнйДата опубликования описания 18.04.82. (54) ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ Изобретение относится к импульсной и измерительной технике и может быть использовано аля электроакустического иэмерения параметров газовых потоков, в частности температуры и перемещения исполнительных органов.Известны ультразвук овые устр ойства, предназначенные для непрерывного измерения температуры воздушных потоков путем измерения времени, прохождения ультразвуковых импульсов С 11.Неаостаток этих устройств заключается в том, что для получения результата необходима дополнительная математичес-, кая операция. Кроме того, эти устройства обладают недостаточной динамической5 точностью и узким диапазоном определяемых параметров. Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является цифровой20 преобразователь, содержащий электроакустически последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, пер 2вый и второй ультразвуковые преобразоватеат и приемное устройство, блок сравнения интервалов времени, первый вход которого соединен с первым выходом приемного устройства, а выход - с первым входом преобразователя время код, первый и второй:последовательно соединенные управляемые двигатели частоты, соединенные управляемыми входами с пре образователем время-ассоц 23.Однако устройство обладает недостаточной динамической точностью. Это связано с тем, что операция вычисления параметра после измерения времени распространения ультразвукового импульса длится в течение времени, в ава-три порядка превышающего время измерения. В результате этого снижается частота замеров времени распространения импульсге и, соответственно, динамическая точность определения параметра, что при больших флуктуациях газового потока имеет существенное значение. Кроме 4,ого, устройство не позволяет расширить аиапа3 02 107зд параметров, которые могут быть определ ны при имеющемся комплекте алектроакустической аппаратуры.Цель изобретения - повышение динамической точности-преобразований и расширение его функциональных воэможностей,Указанная цель достигается тем, чтов цифровой преобразователь, содержащийэлектр оакустически последовательно со- оединенные генератор зондирующих импульсов, первый и второй ультразвуковые преобразователи и приемное уст,ройство, блок сравнения интервалов времени, первый вход которого соединен спервым выходом приемного устройства,а выход - с первым входом преобразователя время-код, первый и второй последовательно соединенные управляемые делители частоты, соединенные управляе.мыми входами с преобраэователэм время-код, введены делитель, частоты, дешифратор.и регистр памяти, причем делитель частоты счетным входом соединен с выходом первого управляемого делтеля частоты, выходом переполненияс входом генератора зондирующих импульсов и вторым входом блока сравнения интервалов времени, третий вход которого соединен с выходом дешифратора,вход которого подключен к первому кодовому выходу делителя частоты, второйкодовый выход которого соединен с входом регистра памяти, вход записи которого соединен с вторым выходом приемного устройства.На чертеже изображена блсж-схемаустройства.Устройство содержит генератор 1 эонпирующих импульсов, ультразвуковые преобразователи 2 и двухканальное приемное40устройство 3, блок 4 сравнения интервалов времени, преобразователь 5 времякод, выполненный на реверсивном счетчике, управляемые делители 6 и 7 частоты, делитеа 8 частоты, дешифратор 9 и45регистр 10 памяти.Работает устройство следуощим образом. В начальный момент времени преобра- й зователь 5 установжн в исходное состояние М . С включением аппаратуры на вход преобразователя 5 и управляемого делителя 6 поступают импульсы опорной частоты Р,. На выходе управляемого де- И лителя 6 формируются импульсы частоты Р = - , поступающие на выход устРоройства и на счетный вход делителя 8, на 3 4кодовых выходах которого производится,времеаая развертка кода. На выходе дещиоатора 9 в процессе временной,развертки кода в момент ,= ф формируруется импуьс, отвечающий моменту достижения разверткой кода Мо, установленного на дешифраторе 9.В кснце развертки кода на выходе переполнения делителя 8 формируется иыпульс, запускающий генератор 1 зондирующих импульсов, на выходе которого формируется пачка ультразвуковых импульсов,излучаемых в исследуемый поток газа. Врезультате зондирования на ультразвуковых преобразователях 2 также формируются импульсы, которые усиливаются иобрабатываются на приемном устройстве3. Импульс, сформированныйна первомвыходе приемного устройства 3., поступает на вход блока 4,от неподвижногоультразвукового преобразователя 2, на-ходящегося.на расстоянии -ь от генератора 1. Сформированный импульс поступает по истечении временигде С - скорость звука в лоцируемойсреде. На выходе блока 4 в результатесравнения времении г формируется импульс дательностью ь, равныйразности времени интервалов ь 1:; ь,со знаков того канала, по которому прошел первый импульс. Сформированный импульс на выходе блока 4 длительностьюдь открывает соответствующий знакуканал преобразователя 5 для поступления на него импульсов частоты Г . Такпроисходит корректура кода на преобразователе 5 время-код. В результате введения корректуры происходит коррекщячастоты Р таким образом, чтобы сравнить временные интервалыи с через делитель 8, При достижении равенстваи 1 система приходит в установившееся состояние, При =Ф =или= ко С , но скорость звукаравна с= к Угде К- постоянная для данного газа, Т-абсолютнаятемпература. Тогда Р, =К 4 Т,где К= Ко" К.Таким образом, частота, формируемаяна вьходе первого управляемого делителячастоты 6, пропорциональна .Т. Частота Р на выходе делителя 7 равнар:-, Р =КТ где К 1= - . СлэдоГг-, ф Квательио, частота, формируемая на выходе второго управляемого деателя 7 частоты,пропорциональна абсолютной темпаратуре Т.Устройство кроме параметров Т. иТ среды газа позволяет также измерить92 10 ВН ИИПИ Заказ 2360/74 Тираж 954 Подписное атент, г, Ужгород, ул., Проектная, 4 Фили.перемещение подвижного ультразвукового преобразователя 2, а также датчика перемещения, с ним связанного. Для этого импульс, полученный на втором выходе приемного устройства 3, формируемый через интервал времени С = - подалют на вход записи регистра 10 памяти.Код, фармируемый делителем 8, кэтому времени равен М.= (, Ц, но=КС, тогда код М =Ко 1., В рещ льтате на выходе регистра 10 получают код 1 пропорциональный перемещениюпреобразователя 2 15формула изобретения Бифр овой преобразователь, содержащий электр оакустически посждовательно сое диненные генератор зондирующих импульсов, первый и второй ультразвуковые преобразователи и приемное устройство, блок сравнения интервалов времени, первый вход которого соединен с первым выходом приемного устройства а выход -с первым входом преобразователя время - код, первый и второй последовательно соедн 73 6ненные управляемые делители частоты,соединенные управляемыми входами спреобразователем время-код, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения динамической точности преобраэования й расширения функциональных воэможностей, в него введены делитель частоты, дешифратор и регистр памяти, причем делитель частоты сжтным входомсоединен с выходом первого управляемого делителя частоты, выходом переполнения - с выходом генератора зондирующих импульсов и вторым входом блокасравнения интервалов времен, третийвход которого соединен с выходом де"шифратора, вход которого подключен кпервому кодовому выходу делителя частоты, второй кодовый выход которогосоединен с входом регистра памяти, входзаписи которого соединен с вторым выходом приемного устройства.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 173459, кл. О 01 Г 11/36 1963,2. Авторское свидетельство СССРЖ 658732, кл. Н 03 К 13/02,1979.