Цифровой преобразователь Советский патент 1982 года по МПК H03K13/02 

(54) ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобрегение относигся к импульсной И измерительной технике и может быть использовано цля э/вктроакустического иэмерения параметров газовых потоков в частности температуры и перемещения исполнительных органов. Известны ультразвуковые устройства, нрешазначенные для непрерывного измере ния температуры возоушнЕлс потоков путем измерения времени ,п{:1охождения ультразвуковых импульсов Cli. Недостаток этих устройств заключается в том, что для по; чения результата необходима дополнительная магематичеокая операция. Кроме того, эти устройства обладают недостаточной динамической точностью и узким диапазоном опреце/ю емых параметров. Наиболее бл1зким техническим решением к предлагаемому является 1Вдфровой преобразователь, содержаищй электроакустически последовательно соединенные генератор зондирующих импульсов, первый и втфой ультразвуковые преобразователи и приемное устройство, блок сравнения интервалов времени, первый вход Которого соединен с первым выходом приемного устройства, а выход - с первым входом преобразователя время-код, первый и второй последовательно-соединенные управляемые двигатели частоты, соединенные управляемыми входами с преобраз(жателем время-код С2. Однако устройство обладает недостаточной динамической точностью.Это связано с тем, что операция вычисления параметра после намерения времени распространения ультразвукового импульса длится в течение времени, в два-три порядка превышающего время измерения.В результате этого снижается частота замеров времени распространения импульсор несоответственно, динамическая точность определения параметра, что при больших фпуктуациях газового потока имеет существенное значение. Кроме , устройство не позволяет расширить циапо352зон параметров, которые могут быть определэны при имеющемся комплекте электроакустической аппаратуры. Цель изобретения - повышение динамической точности-преобразовании и расч ширение его функциональных бозможносте и. Указанная цель достигается тем, что в цифровой преобразователь, содержащий электроакустически последовательно соединеннью генератф зондирующих импульсов, первый и второй ультразвуко вью преобразователи и приемное уст.ройство, блок сравнения интервалов времени, первый вход которого соединен с первым выходом приемного устройства, а выход - с первым входом преобразователя время-код, первый и второй после довательно соединенные управляемые делители частоты, соединенные управляемыми входами с преобразовате/ем время-код, введены делитель . частоты, де- шифратф.и регистр памяти, причем делитель частоты счетным входом соедийен с выходом первого управляемого дели теля частоты, выходом переполнения с входом генератфа зондирующих импульсе и вторым входом блока сравнения интервалов времени, трети и вход которого соединен с выходом деши атора, вход которого подключен к первому кодовому выходу делителя частоты, второй кодовый выход которого соединен с входом регистра памяти, вход авписи которого соединен с вторым выходом приемного устройства. На чертеже изображена блок-ч:хема устройства. Устройство содержит генератор 1 зон дирукяцих импульсе, ультразвуковые преобразователи 2 и двухканальное приемное ус1ройство 3, блок 4 сравнения интервалов времени, преобразователь 5 времякод, выполненный на реверсивном счетчике, управляемые делители 6 и 7 частоты, делитель 8 частоты, 1китфратор 9 и регистр Ю памяти. Работает устройство следующим обра- зом., В начальный момент времени преобразователь 5 установлен в исходное состояние Й . С включением аппаратуры на вход преобразователя 5 и убавляемого делителя 6 поступают импульсы опорной частоты FP . На выходе управляемого делителя 6 формщ)уются импульсы частоты М if поступающие на выход устройстеа и на счетный вход делителя 8, н 3 кодовых выходах которого производится временная развертка кода. На выходе дещи Гюатора 9 в процессе вре Ленной раэвертки кода в момент С формируруется импульс, отвечающий моменту достижения разверткой кода Ко , установ- 7КННОГО на деши |чэаторе 9. В конце развертки кода на выходе переполнения делителя 8, формируется им пульс, запускающий генератор I зондирукяцих импульсов, на выходе которого фф- мируется пачка ультразвуковых импульсов, издучаемых в исследуемый поток газа. В результате зондирования на ультразвуковых преобразователях 2 также формиру-, ются импульсы, которые усиливаются и обрабатываются на приемном устройстве, 3. Импульс, сформированный на первом вькоде приемного устройства 3, поступает на вход блока 4,от неподвижного ультразвукового преобразователя 2, находящегося на расстоянии LU от генера- тора 1. Сффмированный импульс постуV Lj пает по истечении времени t 1-г гл. f С - скорость звука в лоцируемой феде. На выходе блока 4 в результате сравнения времени U и ч формируется импульс длительностью д , равный разности времени интервалов At %-b/2 , со знаков того канала, но которому прошел первый импульс. Сформированный импульс на выходе блока 4 длительностью д t открывает соответствующий знаку канал преобразователя 5 для поступления на него импульсов частоты То Так происходит корректурЭ: кода на преобразователэ 5 время-код. В результате введения ксрректуры 1ФОИСХОДИТ коррекция частоты F таким образом, чтобы сравнить временные интервалы t/t и ti через дел1Тель 8. При достижении равенства й и ti система приходит в установившееся состояние. При или Р- VCo- С. , но скорость звука равна сяК,-л ,где К - постоянная для данного газа, Т-абсолютная температура. Тогда F, К лРГ , где К KQ К,,. Таким образом, частота, формируемая на выходе первого управляемого делителя 11астоты 6, фо порциона льна лГ. Частота Fj на выходе делителя 7 равна 1 К2.. Т , где К2 ..Следовательно, частота, формируемая на выходе втфого уг51авляемого дега1теля 7 частоты, i пропорциональна абсолютной темпарагуре Т. Устройство кроме параметров (т и Т среды газа позволяет также измерить 592 перемещение |. подвижного ультразвукового преобразовагеля 2, а гакже датчика даремещения, с ним связанного. . Для это го импульс, подученный на втором выходе приемного устройства 3, формируемый через интервал цремени tj - . t подают на вход записи регистра 10 памяти. Код, формируемый делителем 8, к этому времени равен N. Cj- I; , но F, К(, . С, тогда код Кц Ko-L . В результате на выходе ре гистра 10 подучают код, пропорциональный перемещению преобразоватедя 2. Формула изобр е-т е ни я Цифровой преобразователь,содержащий элактроакустически последовательно сое- шшенные генератор зондирующих импульсов, первый и второй ультразвук(жые Преобразователи и приемное ус -ройство, блсвс сравнения интервалов времени, первый вход которого соединен с первым выходом приемного устройства,} а выход-с первым входом преобразователя время - код, первый и второй поспедоватедьно соешг 36 ненные управляемые делители частоты, соединенные управляемыми входами с преобразователем время-Код, отличающийся тем, что, с целью повышения динамической точности преобразования и расщирения функциональных возможностей, в него введены делитель часто, ты, дешифратор и регистр памяти, гфичем делитель частоты счетным входом соединен с выходом первого управляемого делителя частоты, выходом переполнения - с выходом генератора зонди{)ующих импульсов и вторым входом блока сравнения интервалов времени, третий вход которого соединен с выходом дешифратора, вход Которого подключен к первому кодовому выходу пелителя чао- тоты, второй кодовый выход которого соединен с входом penicipa памяти, вход записи Которого согщшен с вторым выходом приемного устройства. Источники инфс машга, принятые во внимание при акспертнзе I. Авторское свиовтельство СССР v № 173459, кл. G Ol F{ 11/36; 1963. 2. Авторское сввовтельство СССР NJ 658732, кл. Н 03 К 13/O2,i 1979.