Устройство для определения акустических частотных характеристик материалов Советский патент 1962 года по МПК G01N25/10 G01N29/16 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ

Заявлено 24 октября 1961 г. за № 749419/26-24

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Опубликоваио в «Бюллетене изобретений № 22 за 1962 г.

Известные устройства для определения акустических частотных характеристик материалов, содерл ащие акустический преобразователь, звуковой генератор и импульсатор, имеют ряд недостатков. Для измерения одного образца требуется значительное время, а точность отдельных измерений невелика. Это обусловлено субъективностью измерений, производимых разными лицами.

Предлагаемое устройство позволяет сократить время и повысить точность измерений. Для этого к выходу усилителя через фазочувствительный вольтметр подключено вычислительное устройство.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2-схема фазочувствительного вольтметра.

Устройство содержит звуковой генератор 1, импульсатор 2, фазовращатель 3, усилитель 4, акустический преобразователь 5, устройство 6 задержки, фазочувствительный вольтметр 7, аналогичное вычислительное устройство 8 и два индикатора-осциллограф 9 и самописец 10.

Напряжение звукового генератора 1 подается на вход импульсатора 2, вырабатывающего прямоугольные импульсы, заполненные синусоидальными колебаниями звуковой частоты. Акустический преобразователь 5 в промежутках между посылками импульсов работает в режиме приема, принимая импульсы звуковой энергии. К зажимам // и 12 фазочувствительного вольтметра (см. фиг. 2) подводится эталонное синусоидальное напряжение t/o, величина которого постоянна. К зажимам 13 и 14 подается напряжение Ui измеряемого сигнала {импульса, отраженного от образца). Фазочувствительный вольтмегр обеспечивает получение проекций напряжения Ui cos г|5 и /7i sin (р, которые вводятся в вычислительное устройство 8. Для отсчета проекций

№ 151720- 2 напряжения необходимо определенное время, поэтому в устройстве используется генератор с дискретно изменяющейся частотой.

Предлагаемое устройство автоматически снимает следующие характеристики: коэффициент g ф(/) отражения, активные и реактивные составляющие / ф(/) иХ ф(/) входного сопротивления образпа испытываемого материала в зависимости от частоты. Для определения частотной характеристики коэффициента отражения переключатель Я устанавливается в положение А. Отраженный от образ ца и усиленный сигнал, равный C/i, поступает на бло1К 5Я) произведения, вторым сомножителем на который подается постоянная величина г г , где К - коэффициент, зависящий от способа детектирования

сигнала величиной t/j. С изменением частоты на экране осциллографа 9 или на ленте самописца JO, синхронизированных с генератором, будет записываться частотная характеристика g - (p{f).

Для определения частотной характеристики активной составляющей входного сопротивления образца переключатель Я устанавливается в положение Б. Коэффициент g отражения поступает с БЯ на нелинейный (квадратичный) блок BHi. Величина g инвертируется уси лителем У) и поступает на суммирующий усилитель У. Одновременно на этот усилитель идет постоянное напряжение, соответствующее в принятом масщтабе-1, и величина .2gcos |), снимаемая с блока БП произведения. Сомножителями на блок БПг произведения подаются

(с вольтметра 7) значения Ui созф и постоянная величина-.-у-. С суммирующего усилителя Уг величина 1-2 созф-f g поступает на нелинейный блок BHz (аппроксимирующий логарифмику), а затем на суммирующий усилитель УЗ.

Одновременно с нелинейного блока Я, величина g поступает на суммирующий усилитель У, куда одновременно поступает и величина, соответствующая-1. С выхода усилителя У величина 1-g идет на нелинейный блок БНз (аппрокси.мирующий логарифмику), а значение lg() через усилитель УБ направляется также на суммирующий усилитель УЗ. Сигнал, соответствующий IgR, поступает на нелинейный блок БИ, а с него величина R идет на один из индикаторов. При непрерывном дискретном изменении частоты на экране осциллографа 9 или на ленте самописца W будет записываться частотнаяХарактеристика, равная А (f).

Для определения частотной характеристики реактивной составляющей входного сопротивления переключатель Я устанавливается в положение В. С вольтметра 7 на блок БП произведения поступает

А

величина f/i и постоянная величина-.-. Снимаемая с блока БПз

величина йз1Пф проходит нелинейный блок БНб, усилители Уб, У и поступает вторым слагаемым на суммирующий усилитель УЗ. Первым слагаемым является величина Ig ( созф + g), набранная уже предыдущими блоками. Третьим слагаемым на усилитель поступает некоторая постоянная величина-Igpc. Величина Ig проходит через нелинейный блок БНв и сигнал, соответствующий величине X, поступает на индикаторы. При непрерывном дискретном изменении частоты на осциллографе 9 или ленте самописца JO строится зависимость

Ф(П.

Таким образом, применение вычислительного устройства 8 позволяет автоматически производить снятие частотных характеристик g, R и X, уравнения которых записаны в следующей форме: