Ультразвуковой термометр

СОЮЗ СОЕЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИН 2(51)5 С О 1 К 11/24 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТПРИ ГКНТ СССР М(54) УЛЬТР (57) Изобр тактной те пользовано око ния - рас и повышен азвуковоор 1,цее зве В его генератор 5елем с преобразов состав входят модулятор, 6, образователь и регистратор устройство с ли-ограничител акжеиброан алоговыи преотомер 22 оме того,усилитеча24.ержит7 и2 и 13 86. сх нтег(71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) И.С.Лихновский, Н.И.Левчук, Я.Т.Луцик и БИ.Стаднык(56) Луцик Я,Т., Чех Р.И, Влияние внутреннего трения и согласования с линией на эхосигнал ультразвукового термометра, - В сб, Контрольно-измерительная техника, Львов, 1987, вып. 42, с. 61-64.Авторское свидетельство СССР Р 1247685, кл. С 01 К 11/24, 19 АЗВУКОВО 11 ТЕРМОМЕТР етение относится к кон рмометрии и может быть исдля измерений температуры диапазоне, Цель изобретеширение диапазона измерений е точности измерения, Ульттермометр содержит резонаоединенный через согласуо 2 и линию связи 31566231Изобретение - относится к областиконтактной термометпии и может бытьиснользоваио для измерений температуры в широком диапазоне,Целью изобретения является расширение диапазона измерений при одновременном повышении точности измеренийеНа фиг. 1 изображена блок-схема10ультразвукового термометра; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие егоработу.Ультразвуковой термометр содержитрезонатор 1, согласующее звено 2,линию 3 связи, преобразователь 4, генератор 5, модулятор 6, усилительограничитель 7 принятого сигнала,схему 8 запуска принятым сигналом,формирователь 9 интервала, схему 10установки фазы генератора, усилительограничитель 11 сигнала генератора,счетчики 12 и 13, инверторы 14 и 15,схемы И 16 и 17, интегратор 18, схему 19 управления частотомером, схему20 управления ЦАП, ЦАП 21,частотомер22, преобразователь 23 кода, регистратор 24, формирователь 25 строб-импульса и однонибратор 26 защиты.Причем вход преобразователя 4 соединен с выходом модулятора 6, входкоторого соединен с выходом генератора 5,. к последнему подключен входча=тотомера 22, выход преобразователя 4 соединен с входом усилителя 35ограничителя 7 принятого сигнала,вход усилителя-ограничителя 11 сигна.".а генератора подключен к выходу генератора 5, а выход - к счетному входу Формирователя 9 интервала, выходусилителя-ограничителя 7 принятогосигнала подключен к входу схемы 8 за;а п-.и;.-,:.":-,.-: си.чало .: а выход схь ":,.тано .,а фазы - к входу управ.,:ц".я фа ой .енератора 5, выход схем; 8 запуска принятым сигналом подключен к управляющему входу формирователя 9 интервала, выходы двух схемИ 16 и 17 соединены с прямым и иннертирующим входами интегратора 18 импульсов, выход которого соединен синформационным входом схемы 19 управ-.ления частотомером и сигнальным входом схемы 20 управления ЦАП, тактовыйвход схемы 20 управления ЦАП соединенс тактовым выходом модулятора 6, вы 55ход схемы 19 управления частотомеромподключен к входу запуска частотомера 22, кодовые выходы схемы 20 управпения ЦАП соединены с кодовыми входамиЦАП 21, а выход последнего соединенс входом управления частотой генератора 5, выход частотомера 22 черезпреобразователь 23 кода подключен квходу регистратора 24, выход формирователя 9 интервала подключен к входусхемы 10 установки фазы, управляющийвход формирователя 25 строб-импульсасоединен с выходом схемы 10 установкифазы, а счетный вход формирователя25 строб-импульса - с выходом усилителя-ограничителя 11 сигнала генератора, выход формирователя 25 стробимпульса подключен к управляющим входам счетчиков 12 и 13 и входу разрешения схемы 19 управления .частотомером,сигнальным вход первого счетчика 12подключен к выходу усилителя-ограничителя 11 сигнала генератора, а сигнальный вход второго счетчика 13 - квыходу усилителя-ограничителя 7 принятого сигнала, выход первого счетчика 12 соединен с одним из входов второй схемы И 17 и через иннертор 14 содним из входов первой схемы И 16, авыход второго счетчика 13 соединен свторым входом первой схемы И 16 и через иннертор 15 с вторым входом второй схемы И 17,Ультразвуковой термометр работаетследующим образом.С тактового ныхода модулятора 6импульсы поступают на тактовый входсхемы 20 управления ЦАП, что приводитк изменению кода на кодовых выходахи к изменению напряжения на выходеЦАП 21,Сформированное ЦАП напряжение поступает на генератор 5, гдеоно преобразовынается н частоту. Сиг. -нал с выхода генератора 5 поступаетна модуляторСигнал с выхода модулятора 6 вде синусоидаль.ого радиоимпульса прообразуется н преобразователе 4 н акустические колебания, которые, распространяясь по линии 3 связи и согласующему звену 2, отражаются от резонатора 1, далее через линию связи 3поступают на преобразователь 4, преобразуются н электрические колебания(Фиг. 2 а) и подаются на вход усилителя ограничителя 7 принятого сигнала.Сигнал в интервале 1:1- (Фиг. 2 а)представляет собой сигнал, отраженный от резонатора 1 при падении нанего радиоимпульса возбуждения, а сигнал н интервале 1:-есть сигнал ренв вход разреаения схемы 19 управления частотомером, своим спадом переводя ее в исходный режим.Сигналы с выходов схем И 16 и 17 поступают соответственно на прямой и инвертирующий входы интегратора 18 импульсов. Если вольтсекундные площади входных импульсов отличны, то на выходе интегратора 18 появляется сигнал рассогласования, который поступает на сигнальный вход схемы 20 управления ЦАП. В зависимости от полярности рассогласования на кодовых выходах схемы управления происходит уменьшение или увеличение кода, что приводит к изменению напряжения на выходе ЦАП 21 и к изменению частоты генератора 5 до тех пор, пока не восстановится усло-, вие, тогда схема 19 своим импульсом переводит частотомер 22 в режим измерения частоты.фАвтоматическая подстройка частоты сигнала генератора на частоту колебаний резонатора, который является первичным измерительным преобразователем температуры, обеспечивает оптимизацию режима возбуждения резонатора эа счет того, что обеспечивается равенство частоты сигнала вдзбуждения резонансной частоте реэоанатора при любой температуре. Это позволяет расширить диапазон измерений и повысить точность измерения. 1формула изобретения Ультразвуковой термометр, содержащий резонатор, соединенный через согласующее звено илинию связи с преобразователем, выход которого черезпоследовательно соединенные усилительограничитель принятого сигнала и схему запуска принятым сигналом соединенс первым входом формирователя интервалов, второй вход которого соединенс выходом усилителя-ограничителя сигнала генератора, вход которого соединен с выходом генератора и черезпоследовательно соединенные частотомер и преобразователь кода - с регистратором, выход генератора соединенс преобразователем через модулятор,второй выход которого через одновибратор защиты соединен с вторым входомусилителя-ограничителя принятого сигнала, схему установки фазы генератора, соединенную с входом генератора,первую и вторую схемы И, выходы кото 5 1566231 6зонансного излучения возбужденногорезонатора 1.,На время передачи радиоимпульсаодновибратор 26 защиты запирает своимимпульсом вход усилителя-ограничителя 7 во избежании перегрузок и сбояв работе электронной схемы от сигналамодулятора 6. Усиленный и ограниченный сигнал с выхода усилителя-ограни 10чителя 7 поступает на схему 8 запуска,которая своим импульсом (фиг. 2 в) запускает формирователь 9 интервала.На сигнальный вход последнего поступает сигнал с выхода усилителя-ограничителя сигнала генератора (фиг.2 г).Формирователь 9 своим импульсом(фиг.2 д) задает интервал времени отфронта принятого сигнала до началаработы колебательной системы (резонатора) в устойчивом режиме свободныхэатукающих колебаний (фиг. 2 а), В момент спада прямоугольного импульса(, фиг. 2 д) схема 10 установки фазы, представляющая собой одновибратор, своим импульсом (фиг,2 е) срываетколебания генератора 5 и навязываетему новую фазу (г., на фиг, 2 е). После фазирования генератора импульсформирователя 25 строб-импульса, который формируется счетом импульсовс выхода усилителя 11, поступает(фиг, 2 ж) на управляющие входы счетчиков 12 и 13, Последние счетом импульсов соответственно с выхода усилителей-ограничителей 11 и 7 формируют прямоугольные импульсы длительности ЕТ, (фиг.2 э) и ИТ (фиг. 2 и),где Т 1 - период колебаний генератора,Т. - период свободных колебаний резонатора. На фиг. 2 выбрано И=4. Эти импульсы подаются на входы схем И 16 и17, причем на входы схемы 16 поступает сигнал со счетчика 13 (фиг, 2 и) иинвертированный инвертором 14 сигнал 45со счетчика 12 (фиг. 2 к), На входысхемы 17 подается сигнал со счетчика 12 (фиг. 2 э) и инвертированный .инвертором 15 сигнал со счетчика 13(фиг. 2 л). С выходов схем И 16 и 17 50снимаются короткие импульсы, соответствующие перекрытию входных сигналов(фиг. 2 м,н). При этом длительностиимпульсов с выходов схем 16 и 17 равны между собой в случае, если МТ 1=1 Т 1 55т,е. частота сигнала генератора 5 равна частоте свободных колебаний резонатора 1. Кроме того, импульс формирователя 25 строб-импульса поступает31 теля интервала. Редактор Н,Бобков тель В,ЯрычМ,Дидык Сост ректор М.Шароши ех сно при ГКНТ СС ретениям и открытия ушская наб., д, 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина, 101 7 15662 рых соединены соответственно с прямым .и иивертируюцим входами интегратора, выход которого через схему управления частотомером соединен с вторым входом частотомера, и Аормирова 5 тель строб-импульса, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,. с целью расширения диапазона измерений при одновременном повышении точности измерений, в него введены первый и второй счетчики, первый и второй инверторы, последовательно соединенньяе схема уп. равления цифроаналоговым преобразователем и цифроаналоговьй преобразователь,выход которого подключен к второму входу генератора, первый и второй входы схемы управления цифроаналоговым преобразователем подключены соответственно к второму выходу модулятора и выходу интегратора, выаказ .1216 Тираж 495НИИПИ Государственного комитета по из113035 Москва Ж,ходы первого и второго счетчиковсоединены соответственно с первымивходами первой и второй .схем И черезпервый и второй инверторы, а с вторыми входами второй и первой схем Инепосредственно, выход формирователястроб-импульса подключен к второмувходу схемы управления частотомероми к первым входам первого и второгосчетчиков, вторые входы которых соединены соответственно с входом формирователя строб-импульса и входом схемы запуска принятым сигналом, первыйи второй входы Формирователя стробимпульса которого соединены соответствейно с выходом усилителя-ограничителя сигнала генератора.и выходомсхемы установки Аазы генератора, входом подключенной к выходу Аормирова