Устройство для измерения переходных процессов в покоящихся средах Советский патент 1982 года по МПК G01H1/00 G01H5/00 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОКОЯЩИХСЯ СРЕДАХ Изобретение относится к виброизмерительной технике, в частности к измерениям параметров переходных процес сов в средах и в радиотехнических уст ройствах. По основному аВТ о св. № 859828 известно устройство для измерения переходных процессов в покоящихся средах, содержащее цепь возбуждения, состоящую из частотомера, последовательно соединенных генератора стандартных сигналов, подключенного ко входу частотомера, управляемого уси лителя и излучателя сигналов, связыва емого с исследуемой средой, цепь приема, состоящую из последовательно соединенных приемника сигналов, связываемого с исследуемой средой и усилителя, осциллографа, генератора прямоугольных импульсов, формирователя пря моугольной огибающей радиоимпульса, включенного между выходом генератора прямоугольных импульсов и вторым входом управляемого усилителя, селектора постоянной фазы, включенного между ВЫХОДОМ геирЁ тора стандартных сигналов и вторым входом формирователя пдя,моугольной огибающей радиоимпульса и двухвходового формирователя растра, первый вход которого подключен к выходу формирователя прямоугольной огибающей радиоимпульса, второй вход подключен к выходу селектора постоянной фазы, первый выход подключен к входу усилителя вертикального отклонения осциллографа, второй выход подключен к рходу синхронизации осциллографа, а вход яркостной модуляции осциллографа соединен с выходом цепи приема СП« Недостатком устройства является низ кая точность измерения фазовых характеристик на начальном участке переходного процесса, обусловленная зависимостью яркости различных участков фазовой характеристики от амплитудной характеристики переходного- процесса. Цель изобретения - повышение точности измерения фазовых характеристик Г7ереходнь процессов. Указанная цель достигается тем, чт устройство для измерения переходных процессов в покоящихся средах, содер(кащее цепь возбуждения, состоящую из частотомера, последовательно соединен ных генератора стандартных сигналов, подключенного ко входу частотомера, управляемого усилителя и излучателя сигналов, связываемого с исследуемой средой, цепь приема, состоящую и,з последовательно соединенных приемника сигналов, связываемого с исследуемой средой, и усилителя, осциллографа, ге нератора прямоугольных импульсов, фор мирователя прямоугольной огибающей радиоимпульса, включенного между выходом генератора прямоугольных импуль сов и вторым входом управляемого усилителя, селектора постоянной фазы, включенного между выходом генератора стандартных сигналов и вторым входом формирователя прямоугольной огибающей радиоимпульса и двухвходового формирователя растра, первый вход которого подключен к выходу формирователя прямоугольной огибающей радиоимпульса, второй вход подключен к выходу селектора Постоянной фазы, первый выход подключен ко входу усилителя вертикального отклонения осциллографа, вто рой выход подключен ко входу синхрони зации осциллографа, а вход яркостной модуляции осциллографа соединен с вы;ходом цепи приема, снабжено последова тельно соединенными диcкpиминafopoм . максимального значения сигнала и им пульсным усилителем, включенными между выходом усилителя цепи приема и входом яркостной модуляции осциллогра фа. На чертеже изображена блок-схема устройства. Устройство для измерения переходных процессов в покоящихся средах содержит цепь возбуждения, состоящую из частотомера 1, последовательно соединенных генератора 2 стандартных сигналов, подключенного ко входу частото мера, управляемого усилителя 3 и излучателя k сигналов, связываемого с исследуемой средой 5, цепь приема, со стоящую из последовательно соединенных приемника 6 сигналов, связываемо го с исследуемой средой 5, и усилителя 7, осциллографа 8, генератора Э, прямоугольных импульсов, формировате ля 10 прямоугольной огибающей радиоимпульса, включенного между выходом генератора 9 прямоугольных импульсов И вторым входом управляемого усилителя 3, селектора П постоянной фазы, включенного между выходом генератора 2 стандартных сигналов и вторым входом формирователя 10 прямоугольной огибающей радиоимпульса и двухвходового формирователя 12 растра, первый вход которого подключен к выходу формирователя 12 растра, первый вход которого подключен к выходу формирователя 10 прямоугольной огибающей радиоимпульса, второй вход подключен к выходу селектора 11 постоянной фазы, первый выход подключен ко входу усилителя вертикального отклонения осциллографа 8, второй выход .подключен к входу синхронизации осциллографа 8, а вход яркостной модуляции осциллографа 8 соединен с выходом цепи приема, последовательно соединенный дискриминатор 13 максимального значения си|- нала и импульсный усилитель , включенные между выходом усилителя 7 цепи приема и входом яркостной модуляции осциллографа 8. Устройство работает следующим образом. Сигнал с генератора 2. стандартных сигналов поступает на управляемый усилитель 3 и на селектор 11 постоянной фазы, с выхода которого сигнал в виде последовательности прямоугольных импульсов с частотой следования опорного колебания поступает на первый вход формирователя 10 прямоугольной огибающей радиоимпульса и на первый вход формирователя 12 растра. С другой стороны, сигнал с выхода генератора 9 прямоугольных импульсов поступает на второй вход формирователя 10 прямоугольной огибающей радиоимпульса. В момент совпадения сигналов по переднему фронту с селектора 11 постоянной фазы и генератора 9 прямоугольных импульс в формирователь 10 прямоугольной огибающей радиоимпульса формирует сигнал, который поступает на вход управляемого усилителя 3. Управляемый усилитель 3 формирует радиоимпульсы со значением постоянной начальной фазы. Сформированные импульсы поступают на излучатель сигналов и, проходя через исследуемую среду 5, принимается приемником 6.Выходной сигнал приемника 6 усиливается усилителем 7 и далее поступает на вход дискриминатора 13 максимального значения сигнала. В моменты, когда производная текущего значения сигнала меняет знак, переходя через ноль, дискриминатор 13 максимального значения сигнала формирует импульс, который с выхода дискриминатора 13 поступает на вход импульсного усилителя 14. С выхода импульсного усилителя 14 сигнал постоянной амплитуды поступает на вход яркостной модуляции луча осциллографа 8. Сигналы с выхода селектора 11 постоянной фазы и с выхода формирователя 10 прямоугольной огибающей радиоимпульса, поступая соответственно на первый и второй входы формирователя 12 растра, управляют его функционированием. В результате на втором выходе формирователя 12 pact тра синхронно с поступлением сигналов с выхода формирователя 10 прямоугольной огибающей радиоимпульса, формируется отрицательное смещение в виде постоянного напряжения, а с первого выхода .формирователя 12 растра сигнал ступенчатой формы поступает на вход усилителя вертикального отклонения осциллографа 8 При таком управлении растром его первая строка соответству ет первому приходящему сигналу с выхода формирователя 10 прямоугольной оги(бающей радиоимпульса, вторая строка второму и т. д., а последняя определяется установкой требуемого числа строк в растре. Развертка каждой строки растра осуществляется лишь в том случае, если на вход синхронизации осциллографа 8 поступает сигнал с второго выхода формирователя 12 растра. Выходные сигналы с селектора 11 постоянной фазы, поступая на первый вход формирователя 12 растра, управляют формированием задержки импульса запуска каждой последующей строки растра относительно предыдущей на величину задержки, равную периоду синусоидального игнала, задержка запускающего импульса первой строки всегда равна нулю. Частота выходного сигнала, поступающего с генератора 2 стандартных сигналов определяется по показаниям подключенного к его выходу частотомера 1.

Использование устройства позволяет повысить точность измерения фазовых характеристик на начальном участке переходного процесса, наиболее значимом при получении информации о физико-химической структуре исследуемой среды путем исключения погрешностей измерений фазовых характеристик,. вызываемых зависимостью яркости различных участков фазовой характеристики от вида аиплитудной характеристики переходного процесса, устранить погрешность измерения фазовых характеристик, обусловленных зависимостью последних от динамического диапазона входных сигналов по входу яркостной модуляции осциллографа .

Формула изобретения

Устройство для измерения переходны процессов в покоящихся средах по авт. св. № 859828, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения фазовых характеристик переходных процессов, оно снабжено последовательно соединенными дискриминатором максимального значения сигнала и импульсным усилителем, включенными между выходом усилителя цепи приема и входом яркостной модуляции осциллографа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н- 859828, кл. G 01 Н 1/00, G01-H5/00, 1979 (прототип).