Измеритель времени распространения

Измеритель времени распространения. Полезная модель относится к радиоизмерительной технике и может быть использована, например, для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний в среде. Техническая задача, решаемая полезной моделью - повышение точности измерения. Эта задача решена устройством, которое содержит последовательно соединенные генератор 1 несущей частоты, формирователь импульсов 3, излучатель 5, приемник 6, дискриминатор-формирователь 4, синхронный детектор 8 и сумматор 9. Формирователь интервалов 2 первым входом соединен со вторым выходом синхронного детектора 8, а первым выходом - со вторым входом формирователя импульсов 3. Второй выход формирователя интервалов 2 соединен со вторым входом дискриминатора-формирователя 4, а третий выход формирователя интервалов 2 соединен со входом счетчика 7, выход которого соединен со вторым входом сумматора 9. Второй вход синхронного детектора 8 соединен со вторым выходом генератора 1 несущей частоты. 1 ил.

Полезная модель относится к радиоизмерительной технике и может быть использована, например, для измерения времени распространения ультразвуковых колебаний в среде.

Прототипом полезной модели является передающее устройство измерителя группового времени запаздывания, содержащее опорный генератор, генератор одиночных импульсов, схему совпадения, один вход которой соединен с выходом опорного генератора, а другой - с выходом генератора одиночных импульсов, делитель частоты, фильтр, модулятор, выходной блок, вход которого связан с выходом модулятора, источник измерительных частот, подключенный к первому входу модулятора, причем, выход схемы совпадения связан со входом делителя частоты, на выходе которого включен фильтр, выходом соединенный с первым входом преобразователя частоты, второй вход которого через дополнительный делитель частоты подключен к выходу опорного генератора, а выход преобразователя частоты подключен ко второму входу модулятора - авторское свидетельство СССР 527695, G04F 10/06, 1976 г.

Недостатком этого устройства является его низкая точность.

В связи с этим, технической задачей, решаемой полезной моделью, является повышение точности измерения.

Эта задача решена в измерителе времени распространения, содержащем последовательно соединенные генератор несущей частоты, формирователь импульсов, излучатель, приемник, дискриминатор-формирователь, синхронный детектор и сумматор, а также - формирователь интервалов, первым входом соединенный со вторым выходом синхронного детектора, а первым выходом - со вторым входом формирователя импульсов, второй выход формирователя интервалов соединен со вторым входом дискриминатора-формирователя, третий выход формирователя интервалов соединен со входом счетчика, выход которого соединен со вторым входом сумматора, второй вход синхронного детектора соединен со вторым выходом генератора несущей частоты.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Измеритель времени распространения содержит генератор 1 несущей частоты, формирователь интервалов 2, формирователь импульсов 3, дискриминатор-формирователь 4, излучатель 5, приемник 6, счетчик 7, синхронный детектор 8, сумматор 9.

В устройстве последовательно соединены следующие блоки: генератор 1 несущей частоты, формирователь импульсов 3, излучатель 5, приемник 6, дискриминатор-формирователь 4, синхронный детектор 8 и сумматор 9. Формирователь интервалов 2 первым входом соединен со вторым выходом синхронного детектора 8, а первым выходом - со вторым входом формирователя импульсов 3. Второй выход формирователя интервалов 2 соединен со вторым входом дискриминатора-формирователя 4, а третий выход формирователя интервалов 2 соединен со входом счетчика 7, выход которого соединен со вторым входом сумматора 9. Второй вход синхронного детектора 8 соединен со вторым выходом генератора 1 несущей частоты.

Измеритель времени распространения работает следующим образом.

Генератор 1 несущей частоты вырабатывает электрические колебания, постоянно подаваемые на первый вход формирователя импульсов 3 и второй вход синхронного детектора 8. Формирователь интервалов 2 задает интервалы циклической работы измерителя времени. В начале такого рабочего цикла импульс с первого выхода формирователя интервалов 2 попадает на второй вход формирователя импульсов 3, обеспечивающего поступление пачки импульсов с первого выхода генератора 1 на вход излучателя 5. Одновременно, счетчик 7 начинает отсчет основного времени после получения сигнала с третьего выхода формирователя интервалов 2.

Излучатель 5, получив на свой вход пропущенные формирователем импульсов 3 колебания с первого выхода генератора 1, преобразует их из электрических в распространяемые в среде измерения сигналы, например ультразвуковые, и излучает на приемник 6. Принятые приемником 6 сигналы преобразуются им в электрические колебания и со своего выхода передаются на первый вход дискриминатора-формирователя 4, который, по команде со второго выхода формирователя интервалов 2, включается и, получив сигнал с выхода приемника 6, передает его на первый вход синхронного детектора 8.

Сигнал со второго выхода детектора 8 поступает на первый вход формирователя интервалов 2, который, после этого, сигналом с третьего выхода дает команду на вход счетчика 7 - прекратить отсчет основного времени и результат передать на второй вход сумматора 9. Одновременно синхронный детектор 8 определяет фазовый сдвиг между сигналом, полученным через дискриминатор-формирователь 4 от приемника 6, и сигналом, постоянно приходящим на него со второго выхода генератора 1 несущей частоты. Фазовый сдвиг, выраженный во времени, передается на первый вход сумматора 9, который складывает его, в качестве дополнительного слагаемого, с основным временем, полученным на второй вход с выхода счетчика 7, а результат отправляет на вход регистрирующего устройства, например компьютера, на рисунке не показанного.

На этом текущий интервал циклической работы измерителя времени распространения заканчивается, и формирователь интервалов 2 запускает следующий.

Таким образом, за счет введения в схему формирователя интервалов, согласующего работу содержащихся в схеме блоков, а также использования синхронного детектора, позволяющего определять дополнительное слагаемое в искомом времени распространения, значительно повышается точность измерения.

Измеритель времени распространения, содержащий последовательно соединенные генератор несущей частоты, формирователь импульсов, излучатель, приемник, дискриминатор-формирователь, синхронный детектор и сумматор, а также формирователь интервалов, первым входом соединенный со вторым выходом синхронного детектора, а первым выходом - со вторым входом формирователя импульсов, второй выход формирователя интервалов соединен со вторым входом дискриминатора-формирователя, третий выход формирователя интервалов соединен со входом счетчика, выход которого соединен со вторым входом сумматора, второй вход синхронного детектора соединен со вторым выходом генератора несущей частоты.