Учебный прибор по инженерной геодезии Советский патент 1987 года по МПК G09B23/08 

11

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано при обучении геодезии.

Цель изобретения повышение дидактических воможностей прибора путем демонстрации независимости точности измерения от температуры.

На фиг, i представлена блок-схема предлагаемого учебного прибора; на- фиг, 2 - то же, с развертыванием наиболее важ1- ь х узлов до уровня стандартных элементов о

Учебный прибор по инженерной геодезии содержит сообшдющиеся сосуды с рабочей жидкостью 2, экраны 3 с отверстиями 4, акустические преобразователи 5, на заданном расстоянии от которых размещены экраны 3 с отверстиями 4, и трубопровод 6. Регист- рирующая часть прибора содержит синхронизатор 7, подктюченный к первым входам двух идентичных измерительных каналов 8 и 9, генератор 0 счетньпс импульсов, блок П опроса, арифмети- ческий блок 12 и индикатор 13s каждый из каналов 8 и 9 содержит последовательно включенные генератор 14 зондирующих импульсов, выход которого через первый выход измерительного канала 8 (9) соединен с входом соответствующего акустического преобразователя 5, усилитель 15, формирователь 16, блок 17 фиксации первого и второго эхоимпульсов,, блок 18 измере- НИН времени задержки первого и второго эхоимпульсов и блок 19 счетчиков установочный вход которого соединен с выходом синхронизатора 7, а также последовательно включенные блок 11 опроса, входы которого сое;з нены с выходами первого и второго измери- . тельных каналов 8 и 9, арифметический блок 12 и индикатор 13,

Устройство также содержит элемен- ты И-НЕ 20-25, кондек сатор 26, резистор 27, схемы И-НЕ 28, 29., счетчики 30 и 31, элементы И-НЕ 32-39, резистор 40, конденсатор 41, элементы И-НЕ 42-44., резистор 45, конденсатор 46, элеме1Е1ты И-НЕ 47-49, счетчики 50, 51 и регистры 52 и 53.

После включения прибора синхронизатор 7 начинает вьграбатьшать периодически следуюпще короткие электри- ческие Ш 1пульсы (скважность импульсов определяется быстродействием коикретного типа арифметического блока 12), Каждьм синхроимпульсом осуще-492

ствляется запуск, генератора 14 зон- дируюиц-ix ш-1пульсс)в, установка в исходное состояние блоков 17, 18 и 19 в каткдом измерительном канале 8 и 9, При поступлении кажл,ого синхроимпульса генератор 4 Е;ырабатывает мопщые короткие импульсь, которыми возбуждаются соответствуюшие акустические преобразователи 5. В результате в направлении поверхности жидкости 2 излучается короткий ультразвуковой импульс, который частично отражается от экрана 3, а частично (энергетические соотношения определяются величиной отверстия 4) - от поверхнйсти У13ОВНЯ жидкости 2. Поскольку всегда первым на акустический преобразователь 5 поступает эхоимпульс, отраженный от экрана 3, в д,альнейшам наз- ва гные импульсы будем различать по их номерам, первый и второй эхоимпуль- сы, Прин ятые эхо.импульсы тем же акустическим преобразователем 5 тран- сформир тотся в электрические сигналы и далее передаются через соответст- в тощие усилители 15 на входы формирователей 6 каждого канала 8 и 9, С выходов формирователей импульсы поступают на блок 17 фиксации первого и второго эхоимпульсов, а затем на блок 18 измерения времени задержки - первого и второго эхоимпульсов. На п€фвый по схеме вход блока 18 поступают импульсы с генератора 10 счетны импульсов. Из блока I8 счетные импульсы проходят на соответствующие выхр,ды блока 19 в течение времени задержки первого и второго эхоимпульсов. В блоке 19 счетчики подсчитьшают счетные импульсы, результаты счета . затем записьшаются в соответствующие регистры блока 19 (дхш первого и второго эхоимпульсов по отдельному регистру) , Управление записью в регистры осуществляется по двум шинам с блока 18 о После прихода второго эхо- импульса блок 8 выдает сигнал запрета на блок 17 р запрещающий прохождение последуюпщх эхоимпульсов на выход блока )7. Информация от каждого измерительного канала 9 с регистров блока 19 в виде параллельного двоично-десятичного кода поступает на входы блока 11 опроса, откуда затем вводится в арифматический блок 12, рузуль-

«таты счета отображаются индикатором 13

В момент прихода синхроимпульса, имеющего уровень логического О, от

блока 7 триггер на элементах И-НЕ 21, 22 через элементы И-НЕ 23, 24 переводится в состояние логической 1 на верхнем по схеме выходе триггера. Первым пришедшим эхоимпульсом триггер на элементах И-НЕ 21, 22 посредством элемента И-НЕ 20 переводится в состояние логического О на верхнем выходе триггера. Через интервал .вре- мени запрета, необходимьй для полного затухания свободных колебаний, являющихся помехой, акустического преобразователя 5 (в течение этого времени

на выходе формирователя 16 формирует- 15 Элемент 32 запрещает прохождение на

ся пачка прямоугольных импульсов с частотой свободных колебаний акустического преобразователя 5), триггер на .элементах И-НЕ 21, 22 посредством элементов 25, 26, 27, 28, 23, 24 вновь переводится в состояние логической 1 на верхнем по схеме выходе. Второй эхоимпульс вновь переводит триггер на элементах И-НЕ 21, 22 в состояние логического О на верхнем выходе. Длительность интервала запрета определяется элементами 26, 27. Последовательность импульсов с выхода триггера на элементах И-НЕ 21 22, являющегося выходом блока 17, поступает на вход блока 18 (элемент 30), В блоке 18 на элементах 30 и 31 собрано пересчетное устройство, которое совместно с элементами 33, 34 формирует положительный импульс длительностью, равной времени распространения ультразвуковых колебаний от акустических преобразователей 5 до экрана 3 и обратно (tj), а совместно с элементами 35 и 36 пересчетное ycfpoйcтвo 30, 31 формирует положительный импульс длительностью, равной времени распространения ультразвуковых колебаний от акустических преобразователей 5 до поверхности . жидкости 2 и обратно (t у). В момент начала счета пересчетное устройство посредством элемента 29 переводится в нулевое состояние импульсов от синхронизатора 7, Импульсы tg и t,, поступают на нижние по схеме входы элементов 37 и 38, на верхние входы этих элементов поступают импульсы от генератора 10 счетных импульсов, В течение соответствующих интервалов t, и счетные импульсы поступают на входы блока 19 на элементы 50 и 51, являющиеся счетчиками. В момент начала счета счетчики импульсов синхронизатора 7 через элемент 49 сбрасываются в нулевое состояние, В течение времени t счетчик 50 считает импульсы генератора 10, а в течение времени t счетчик 51 также считьшает импуль- генератора 10, В момент окончания

-V сы

положительных импульсов t и t информация с выходов счетчиков записывается в регистры 52 и 53 соответственно. Импульсы записи в регистр 52 для интервала t формируются элементами 39-43, а в регистр 53 для интервала ty формируются элементами 44-48,

0

5

0

5

0

5

0

5

выход элемента 20 всех последующих эхоимпульсов после прихода второго эхоимпульса. На схеме для примера показаны четырехразрядные двоично-десятичные счетчики и регистры, на практике их разрядность может быть любой, необходимой для соответствующих диапазонов измерений. Далее информация в виде параллельного двоично-десятичного кода поступает на блок 11, затем на блок 12 и на индикацию результатов блока 13,

Форм у-л а изобретения

Учебный прибор по инженерной геодезии, содержащий соединенные трубопроводом сообщающиеся сосуды с жидкостью, на дне которых установлены акустические преобразователи, измерительные каналы, содержащие формирователь, усилитель, связанный с генератором зондирующих импульсов и соответствующим акустическим преобразователем, блок опроса, связанный через арифметический блок с индикатором, и синхронизатор, отличающийся тем, что, с целью повышения его дидактических возможностей путем демонстрации независимости точности измерения от температуры, в него введен генератор счетных импульсов, каждый сообщающийся сосуд снабжен экраном с отверстием, установленным на заданном расстоянии от акустического преобразователя, а каждый измерительный канал содержит формирователь, блок измерения времени задержки эхоимпульсов, блок счетчиков и блок блокировки, содержащий схемы И-НЕ, {сонденсатор и резистор, выводом соединенный с входами первой . схемы И-НЕ и через конденсатор - с : выходом второй схемы И-НЕ, первый

ВХ1Щ KdToiKirt и nepBF.iH пход третьей схемы И-ИК свячянм между собой и с В1.гх(;дом первой схемы И-ГШ, выход третьей схеьл, И-НЕ через четвертую схему И-НЕ соединен с первым входом пятой схемы И-НК, второй вход которой подключен к выходу шестой схемы И-НП, первым входом соединенной через седьмую схему И-НЕ и формирователь с выходом усилителя и с первым выходом блока измерения времени задержки эхо- импульсов, второй вход шестой схемы И-НЕ соединен с выходом пятой схемы И-НЕ, с вторым входом второй схемы

96

И-НЕ и с первым входом блока измерения времени задержки эхоимпульсов, второй вход 5ретьей схемы И-НЕ связан с выходами генератора зондирующих

импульсов и синхронизатора и с входом блока измерения врем:ени задержки зхоимпульсов и с первьш входом блока счетчиков, вторыми входами соединенного с вторыми вькодами блока измерения времени задержки эхоимпульсов, третий вход вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, при этом выходы блока счетчиков связаны с входами блока опроса.

и&. 2

Составитель В. Ермаков Редактор М. Бандура Техред А„Кравчук

Заказ 3394/48 Тираж 433Подписное

ВНШШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 1 130355 Москва, Ж-35, Раушская наб,,, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г„ Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор С, Шекмар

Изобретение относится к учебным приборам, может быть использовано при обучении геодезии и позволяет повысить дидактические возможности прибора путем демонстрации независимости точности измерения от температуры. Учебный прибор снабжен экраном 3 с отверстием 4, установленным на заданном расстоянии от акустического преобразователя 5 внутри каждого сосуда 1 , 1, а в каждый измерительный канал 8 и 9 дополнительно включены последовательно соединенные формирователь 16, блок фиксации 17 первого и второго эхоимпульсов, блок измерения времени задержки 18 первого и второго эхоимпульсов, блок счетчиков 19 и генератор 10 счетных импульсов. Новые блоки и связи между ними обеспечивают измерение времени t распространения сигнала от акустического преобразователя 5 до экрана 3 и обратно, а также времени t распространения сигнала от акустического преобразователя 5 через отверстие 4 до поверхности уровня жидкости 2 и обратно в каждом сосуде 1 и 1, Обработка информации выполняется арифметическим блоком 12. 2 ил. (Л 00 to vj ;О