Устройство для измерения интерваль-ной скорости

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет сударственный комитет СССР о делам изобретений и открытий.05.81. Бюл ия описаии Опубликован- :а, 1.1Е".;",:ф:1 Дй С(;Я Физико-механический институт АН 71) Заявитель инс 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНТЕРВАЛЬНСКОРОСТИ 10 устрой ный ген счетчик во,атор, схеусилитель 30 Изобретение относися к геофизи-ческим исследованиям поглощающих ифильтрирующихсвойств горных пород,пересекаемых буровой скважиной, иможет быть использовано в промысловой геофизике для измерения скоростираспространения ультразвуковых волнв породе, кроме того, при изученииакустическими методами упругих ипоглощающих свойств морских осадков,)испытании упругих свойств новых материалов, а также в импульсной технике и радиометрии.Известно устройство для измеренияскорости упругих колбЬйий, содержащее формирователь постоянного заряда в импульсе, электронные ключи, запоминающий конденсатор и разрядныйрезистор 11.Известно также устройство, содержащее формирователь постоянного заряда в импульсе, схему с отрицательным сопротивлением, два нормальноразомкнутых электронных ключа, разрядный резистор и запоминающий конденсатор 2,Известно другое стсодержащее импульс ерму И, реверсивный формирователь, управляющий коммутатор, ключевой резистор, регистр памяти, функциональный преобразователь,синхронизатор и схему коррекции 3),Эти устройства характеризуютсяследующими недостатками: выходной па- .раметр устройства пульсирует относи"тельно своего среднего значения, чтообусловлено неодновременной подачейна запоминающий конденсатор зарядныхн разрядных сигналов; устройство необеспечивает постоянной динамическойпогрешности Юс измерения скоростираспространения упругих колебанийв среде, поскольку его параметр пере"ходного процесса не является постоянной величиной, а линейно зависитот величины измеряемой скорости.Кроме того, последнее отличается слож.ностью схемного решения,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является устройство содержащее формирователь разности длительностей временных интервалов, формирователь постоянного заряда в импульсе, преобразователь напряжение - ток, усилитель постоянного тока, запоминающий конденсатор, разрядный дозирующий конденсатор, два электронных ключа, причем входы формирователя разности длительностей временных интервалов являются входами устройства, выход его соединен с управляющим входом формирователя постоянного заряда в импульсе и управляющими входами электронных ключей, вход преобразователя напряжение ток соединен с выходом усилителя, постоянного тока и одним иэ полюсов запоминающего конденсатора, выход преобразователя напряжение -ток соединен со входом одного из электронных ключей и одним иэ полюсов разрядного дозирующего конденсатора, другой полюс которого соединен со средним кон тактом другого ключа, один контакт которого соединен со входом усилителя постоянного тока, выходом Формирователя постоянного заряда в импульсе и другим полюсом запоминающего кЬн денсатора, другой контакт ключа соединен с выходом первого ключа и шиной Земля, а первый ключ нормально находится закороченным, Устройство выполнено так, что его выходной па раметр не содержит аппаратурной составляющей погрешности, вызванной работой схемы (41.Однако его инерционность является Функцией от измеряемой скорости, т,е. не обеспечивает постоянную динамическую ошибку измерения при изменении входной величины, Это обстоятельство не позволяет обеспечить оптимальную погрешность измереи 4 рт= дс аддингде дт - статистичесопт сткая, Д- дйнамическая погрешность измерения,и приводит к дополнительной погрешности измерения, при изменении измеряемой скорости распространения упругих колебаний, 40Цель изобретения - повышение точности измерений путем обеспечения измерения интервальной скорости с постоянной динамической погрешностью.45Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно содержит два триггера с раздельными входами, интегрирующий конденсатор, амплитудный компаратор, источник опорного 5 О напряжения и измеритель временных интервалов, причем Я-входы триггеров соединены со входами формирователя разности длительностей временных интервалов и являются входами устройст ва, выход первого триггера соединен со входом управления первого электронного ключа, выход второго триггера соединен со входом управления второго электронного ключа и со входом измерителя временных интерва лов, выход которого является выходом устройства, В-входы триггеров соединены с выходом амплитудного компаратора первый вход которого подсоединен к источнику опорного напряжения 65 а второй вход соединен с незаземленным полюсом интегрирующего конденсатора, незаземленным контактом второго электронного ключа и с выходомпреобразователя напряжение - ток,На фиг, 1 представлена функцио"нальная схема устройства; на фиг, 2временные диаграммы его работы,СхеМа устройства содержит входы 1 и 2, формирователь разности длительностей временных интервалов, состоящий иэ двух управляемых электронных ключей 3 и 4, генератор 5 постоянного тока, интегрирующий конденсатор б, триггеры 7 и 8 с раздельными входами, электронные ключи 9 и 10, преобразователь 11 напряжение-ток, интегрирующий конденсатор 12, источник 13 опорного напряжения, амплитудный компаратор 14, измеритель 15 временных интер валов, выход 16Вход 1 устройства, являющийся первым входом формирователя разности длительностей временных интервалов, соединен с Я-входом триггера 7, Вход 2 устройства, являющийся вторым входом формирователя разности длительностей временных интервалов, соединен с Я-входом триггера, Выход формирователя разности длительностей временных интервалов соединен с незаземленным контактом ключа 9 и с входом преобразователя 11 напряжение - ток.Выход последнего соединен с незаземленным контактом ключа 10, незаземленным полюсом интегрирующего конденсатора 12 и с первым входом амплитудного компаратора 14. Второй вход по,следнего соединен с источником 13 опорного напряжения, а выход его соединен с Н-входами триггеров 7 и 8, Выход триггера 7 соединен со входом управления ключа 9, а выход триггера 8 соединен со входом управления ключа 10 и со входом измерителя 15 временных интервалов, выход которого является выходом 16 устройства,На вход 1 устройства поступают импульсы 17 напряжения длительностью Г (фиг, 2), равной времени распространения ультразвуковых волн в исследуемой среде на пути излучатель- ближний приемник.На.вход 2 устройства поступают импульсы 18 напряжения длительностью 7 (фиг. 2), равной времени распространения ультразвуковых волн на путиизлучатель -дальний приемник,При отсутствии входных импульсовполюса генератора 5 тока интегрирующихконденсаторов 6 и 12 через ключи 3,4, 9 и 10 подсоединены к шине Земля, В момент появления импульса длительностьюС(причемГ, СД ключ 3 переводится в другое состояйие, в котором находится на протяжении действия импульса. Одновременно под действием переднего Фронта импульса 19 длительностьюТ(, на Б-вход 1 тгиггеракоэффициент преобразования заряднойцепи;коэффициент преобразования разряднойцепичастота следованияимпульсов 4,Отсюда+ОЕ аО сопз, Х - расстоя 7, последний опрокидывается и раэмы- где )с = сопявкает ключ 9, Таким образом, одинполюс конденсатора б отключается отшины Земля и через ключ 3 под- )с = сопзт. -соединяется к генератору 5 тока.Ток, протекающий через конденсаторб, понижает потенциал незаземленного щполюса последнего на величинуОо 1 фм 3 с, (где Эо- ток генератора 5 посОи в -е1тоянного тока; С - емкость интегрирующего конденсатора б, 1После окончания действия импульгде - = = сопз,- й, пдс.тса длительностью 2 ключ 3 возвращает- . После окончания переходного прося в исходное положение, при появле цессании импульса длительностью Т 2 ключ4 переводится в другое состояниеи%л 1генератор 5 тока подключается проти- - .В =1 о -- =ОЧ,воположным полюсом к конденсатору б.Ток, протекающий через конденсатор .)со)слб, повышает потенциал последнего от)с Хносительно начального уровня на вение между приемниками,Поскольку -является постояннойооьС;личину 1) : 19 ( ф 2) еличиной, то устройство обеспечиваС 1 измерение интервальнойа 1 1 л Под воздействием зад- постоянной динамической погрешнос=,С25 7него Фронта импульса длительностью тью, котоРая опРеделяется только па(2 на Я-вход триггера 8 последний опраметрами схемы и не зависит от парокидывается 20 (на фиг, 2) и раз, раметров сигнала ( в частности, откается ключ 10. Через преобразова интеРвальной скорости Ч),тель 11 напряжение - окток и конденса- Формула изобретениятор 12 протекает,тонД;= где йсопротивление преобразователя. Устройство для измерения интерваль"ной скорости, содержащее формировательВ результате напряжение на кондея- З Разности. длительностей временных ин"саторе 12 и соответственно на входе тервалов,два электронных ключа, пре 35компаратора 14 растет до напряжения образователь напряжение - ток, о тЕ о 20 (на фиг. 2) опорного источника л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью13 напряжения на протяжении интер- повышения точности измерений путемвала времени В 21 (фиг.2), которое обеспечения измерения интервальнойопределяется из выражения 40 .скорости с постоянной динамической. ДО= СЕ погрешностью, оно дополнительно согде 3-ток, протекающий через кон- держит два триггера с раздельными .денсатор б входами, интегрирующий конденсатор,С - емкость интегрирующего кон- амплитудный компаратор, источникденсатора 12; 45 опорного напряжения и измеритель вреЕ - напряжение источника 10 опор- менных интервалов, причем Я-входыного напряжения. триггеров соединены со входами форОтсюда мирователя разности длительностейС временных интервалов и являются вхо 6 = -д в и в и в . - = то т5 й дами устройства выход первого тригО 1 Ьгера соединен со входом управленияпервого электронного ключа,.выходсопя масшвторого триггера соединен со входомтабный коэффициент, т,е. дли- управления второго электронного клютельность 1-го импульса 8; на ча и со входом измерителя временныхвыходе 2 триггера обратно про- интервалов, выход которого являетсяпорциональна 1-му значению ии". выходом устройства, В-входы триггеровтервального времени. соединены с выходом амплитудногоИмпульсы длительностью 6 поступа- компаратора, первый вход которогоют на вход измерителя временных ин- подсоединен к источнику опорного натервалов, принцип действия которого бО пряжения, а второй вход соединен спри ( 6 (1) - ц(1)ц(1) в коорди" незаземленным полюсом интегрирующегонатах времени описывается уравнением конденсатора, незаземленным контак"с 1 й )с в том второго электронного ключа и с9 - )с па, выходом преобразователя напряжениед 1 с265 ток..Минко Техред Т, Маточка Корректо ыдка я едакто Подписномитета СССРткрытийская наб д., 4/5 аказ иал ППП Патент, г, Ужгород,ектная,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Драбич П,П. и Федорив Р,Ф, Линейный измеритель скорости распространения упругих колебаний в среде. -Отбор и передачи информации. Сб.5Киев, фНаукова думка, 1976, вып.47, с. 98-101.2. Авторское свидетельство СССР9 524150, кл, С 01 Ч 1/40, 1974,3053/38 Тираж 732 ВЧИИПИ Государственного по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Ра3. Назаров И,А, и. др, Электронныйвычислитель интервальной скоростираспространения упругих колебанийдля аппаратуры акустического карота.жа. Геофизическое приборостроение,Сб. Л Гостоптехиздат, 1961, вып,9, с, 46-64,4, Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2623161 кл, С 01 Ч 1/40,0206,78 (прототип) .