Учебный прибор по инженерной геодезии

 

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности учебного прибора по инженерной геодезии. В приборе последовательно соединены синхронизатор 1, фильтр-смеситель 2, источник питания 3, разделительный фильтр 4, триггер 5, блок 6 задержки , генератор 7 зондирующих импульсов , усилитель-ограничитель 8, измеритель времени 9, второй вход которого соединен с первым выходом триггера 5, блок 10 ИЛИ с магистральным усилителем, одноканальный вход которого подключен к второму выходу триггера 5, магистральный усилитель 11, блок 12 опроса, первьй одноканальньм вход которого подключен к выходу синхронизатора 1 через формирователь 13, вход которого соединен с вторым одноканальным входом блока 12 опроса и с выходом блока селекдии 14 кода начала измерений, выход которого соединен с выходом усилителя 11. К выходу блока 12 подключен арифметический блок 15 с индикатором, который является оконечным блоком. Два акустических преобразователя 16 и 17 установлены в торцах верхних сосудов 18, соединенных трубопроводом 19, заполненных частично жидкостью 20. Преобразователи 16 и 17 подключены к соответствующим входам коммутатора 21, первый одноканальный вход которого соединен с вторым выходом триггера 5, а второй - с выходом генератора 7 зондирующих импульсов. 1 ил. о со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

В230 (50 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рого подключен к второму выходу триггера 5, магистральный усилитель 11, блок 12 опроса, первый одноканальный вход которого подключен к выходу синхронизатора 1 через формирователь 13, вход которого соединен с вторым одноканальным входом блока 12 опроса и с выходом блока селекции 14 кода начала измерений, выход которого соединен с выходом усилителя f 1. К выходу блока 12 подключен арифметический блок 15 с индикатором, который является оконечным блоком. Два акустических преобразователя 16 и 17 установлены в торцах верхних сосудов 18, соединенных трубопроводом 19, заполненных частичножидкостью 20. Преобразователи 16 и 17 подключены к соответствующим входам коммутатора 21 ° первый одноканальный вход которого соединен с вторым выходом триггера 5, а второй — с выходом генератора 7 зондирующих импульсов. 1 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3806557/28-12 (22) 16.07 .84 (46) 30.04,86, Бюл. N 16 (72) А.М.Бобровников, В.А.Беляев, В.В.Доценко и С.В.Жуков (53) 371.66/67 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1125645, кл. G 09 В 23/18, 1983. (54) УЧЕБЙЫЙ ПРИБОР ПО ИНЖЕНЕРНОЙ

ГЕОДЕЗИИ (57) Изобретение позволяет расширить функциональные воэможности учебного прибора по инженерной геодезии. В приборе последовательно соединены синхронизатор 1, фильтр-смеситель 2, источник питания 3, разделительный фильтр 4, триггер 5, блок 6 задержки, генератор 7 зондирующих импульсов, усилитель-ограничитель 8, измеритель времени 9, второй вход которого соединен с первым выходом триггера 5, блок 10 ИЛИ с магистральным усилителем, одноканальный вход кото1

„„SU„„1228139 А 1

1228139

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

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, На чертеже цриведена,блок-схема устройства.

Устройство состоит из последовательно соединенных синхронизатора 1, фильтра-смесителя 2, источника 3 питания, разделительного фильтра 4, триггера 5, блока 6 задержки, генератора 7 зондирующих импульсов,усилителя-ограничителя 8, измерителя 9 времени, второй вход которого соеди-, нен с первым выходом триггера 5,блока ИЛИ 10 с магистральным усилителем, одноканальный вход которого подключен к второму выходу триггера 5, магистрального усилителя 11, блока 12 опроса, первый одноканальный вход которого подключен к выходу синхронизатора 1 через формирователь 13, вход которого соединен с вторым одноканальным входом блока 12 опроса и выходом блока 14 селекции кода начала измерений, вход которого соединен с выходом магистрального усилителя 11.

K выходу блока 12 опроса подключен арифметический блок 15 с индикатором, который является оконечным блоком устройства. Кроме того, устройство снабжено по крайней мере двумя акустическими преобразователями 16 и 1?, которые установлены в торцах, например верхних, сосудов 18, соединенных между собой трубопроводом 19, заполненных частично жидкостью 20, причем акустические преобразователи

16 и 17 подключены к соответствующим входам коммутатора 21, первый одноканальный вход которого соединен с вторым выходом триггера 5, а второйс выходом генератора 7 зондирующих импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Перед демонстрацией проведения измерений сосуды 18, соединенные трубопроводом 19, наполняют жидкостью 20 и устанавливают на исследуемом объекте: если выполняется нивелировка,то один из сосудов 18 размещают на репере: если определяется прогиб конструкции, то сосуды 18 размещают с заданным шагом вдоль изгибаемого злемента. Жидкость 20 по трубопроводу 19 распределяется в сосудах 18 согласно закону сообщающихся сосудов. При включении устройства напряжение от

5 источника 3 питания подается на основные блоки, в том числе через фильтр-смеситель 2, коаксиальный кабель и разделительный фильтр 4, на шины питания блоков 5-10, 21. В арифметический блок 15 вводят соответствующую программу обработки числовых результатов, Синхронизатор 1 вырабатывает короткие периодически следующие пм15 пульсы, которые через фильтр-смеситель 2, коаксиальный кабель и разделительный фильтр 4 подаются на счетный вход триггера 5, вызывая каждый

20 раэ изменение его состояния. Положительный потенциал (выбор полярности только для наглядности описания), появляющийся на втором выходе триггера 5, вызывает изменение состояния счетчика коммутатора 2 1, вследствие чего к входу генератора 7 зондирующих импульсов подключается акустический преобразователь 16 и 17 (на практике число акустических преобразователей может быть много больше), номер которого определяется выходным кодом счетчика коммутатора 21 ° С приходом очередного синхроимпульса триггер 5 изменяет свое состояние и положительный потенциал появляется на его первом выходе. При этом измеритель 9 времени переводится в режим измерения: осуществляется сброс информации в его встроенном счетчике, после чего начинается счет времени, Спустя

40 интервал времени, необходимый для перевода измерителя 9 времени в режим измерейий, на выходе блока 6 задержки тоже появляется импульс, которым осуществляется запуск генератора 7 зон45 дирующих импульсов. Выходным импульсом генератора 7 возбуждается акустический преобразователь 16 и 17 (или иной, если устройство содержит большее число акустических преобра50 эователей), который был подключен коммутатором 21 в предшествующем цикле. Акустический преобразователь 16 (17) посыпает в направлении поверхности жидкости 20 ультразвуковой им55 пульс, который отражается от ее поверхности и вновь преобразуется в электрический сигнал, поступающий через коммутатор 21 на вход усили1228139

4 теля-ограничителя 8, На выходе усилителя-ограничителя 8 вырабатывается импульс, передний фронт которого совпадает по времени с моментом регистрации эхо-импульса. Названный импульс останавливает процесс отсчета времени в измерителе 9, в его счетчике сохраняется число, равное времени распространения ультразвукового сигнала от момента его посылки до момента регистрации эхо-импульса.

Поскольку скорость распространения ультразвука в воздухе известна, то по измеренному времени можно вычислить расстояние от поверхности акустического преобразователя до поверхности жидкости. Для этого предназначены другие блоки устройства, которые работают следующим образом.

Входы блока ИЛИ 10 подключены к выходам счетчиков коммутатора 21 и измерителя 9 времени. Если на выходе триггера 5 имеется положительный

:потенциал, то на выходе блока ИЛИ 10 появляется выходной код (номера подключенного акустического преобразователя) встроенного счетчика коммутатора 21, усиленный с помощью внутреннего магистрального усилителя.В противном случае на выходе блока 10 появляется код результата измерения времени встроенного счетчика измерителя 9 времени. Выходные потенциалы блока ИЛИ 10 с магистральным усилителем передаются по многожильному низкочастотному кабелю на вход магистрального усилителя 11. Необходимость введения названных магистральных усилителей обусловлена тем, что в случае демонстрации устройства в больших аудиториях расстояние между зоной контроля и самим комплексом может измеряться десятками метров.

При этом возникает необходимость согласования выходного сопротивления блока ИЛИ 10 и входного сопротивления блоков с волновым сопротивлением низкочастотного кабеля.

Конструктивно сосуды 18 выполнены таким образом, что между рабочей поверхностью акустического преобразователя 16 (17) и поверхностью жидкости 20 всегда имеется воздушный зазор, а следовательно, результат измерения времени всегда отличен от нуля. Состояние встроенного счетчика коммутатора 21 может быть равным

11 tl

00...0 в начальном цикле иэмере55

Названные операции повторяются до завершения своего цикла опроса всех акустических преобразователе 16 (17), В момент окончания ввода в арифметический блок 15 последнего результата измерений программно вво.дится команда на окончательные вычисления, в процессе которых опредения. Код "00...0" выделяется блоком 14 селекции кода начала измерений, который вырабатывает импульс установки исходного состояния блока 12 опроса и формирователя 13 только при поступлении названного кода.

Код "00...0" появляется каждый раз после опроса всех акустических преобразователей 16 (17 и других, если

1р они предусмотрены устройством).

Благодаря установке начального состояния формирователь 13 вырабатывает управляющие сигналы, поступающие на вход 12 опроса, только при поступлении на его вход четных импульсов от синхронизатора 1. При этом на входе блока 12 опроса появляется код результата измерения времени, поступающий с выхода магист2р рального усилителя 11. Блок 12 опроса последовательно вводит в соответствующие регистры арифметического блока 15 числовые значения результатов измерения времени, а заZ5 тем автоматически вырабатывает команду перевода арифметического блока 15 в режим вычислений. Результат вычислений отображается на индикаторе блока 15. При поступлении на вход

Зр формирователя 13 нечетных импульсов с выхода синхронизатора 1 импульс запуска блока 12 опроса не вырабатывается.Данное состояние совпадает с интервалом времени, когда на многоканальный вход формирователя 13 поступает код номера подключенного акустического преобразователя 16 (17).

Этот код используется для переключения счетчика регистра адреса бло4р ка 12 опроса. Для этого используется не импульсное, а потенциальное управление, осуществляемое по выходу формирователя 13. Конструктивно это обеспечивается включением в структуру Формирователя 13 симметричного триггера, переключаемого импульсами синхронизатора 1 и устанавливаемого в исходное состояния выходным импульсом блока 14 селекции кода начала

50 измерений, Формула изобретения

Составитель В.Ермакова

Техред M.Õîäàíè÷ Корректор Г.Решетник

Редактор Н.Швыдкая

Заказ 2290/51 Тираж 455 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

S 122 ляются искомые значения превышений.

Затем цикл измерений повторяется в укаэанной последовательности.

При использовании изобретения повышается оперативность измерений в ряде точек контроля (по крайней мере в двух), что расширяет функциональные возможности устройства:учебный-прибор позволяет демонстрировать измерения прогибов конструкций, если число точек контроля (сосудов) более трех. Предлагаемая совокупность блоков и цепей и их связи позволяют демонстрировать учебный прибор в системах с дистанционным контролем, кроме того, предложенное решение снимает ограничения на число подключаемых сосудов-датчиков.

Учебный прибор по инженерной геодезии, содержащий сообщающиеся сосуды с жидкостью, соединенные трубопроводом, в торце которых установлены акустические преобразователи, синхронизатор, триггер, генератор зондирующих импульсов, выходом связанный через усилитель-ограничитель с первым входом измерителя времени, блок опроса, выходом связанный с входом арифметического блока, и формирователь, первым входом связанный

8139 6 с первым входом блока опроса, о т— .л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены блок селекции, магистральный усилитель,логический блок ИЛИ, коммутатор, блок задержки, разделительный фильтр, фильтр-смеситель и источник питания, выходом связанный с первым входом

1р фильтра-смесителя, второй вход которого связан с выходом синхронизатора и с вторым входом формирователя, выходом связанного с вторым входом блока опроса, первым входом связанного

15 с выходом блока селекции, вход которогс соединен с третьим входом блока опроса и через магистральный усилитель — с первым выходом логического блока ИЛИ, вторым выходом соединенно20 го с вторым входом измерителя времени, третий вход которого соединен с первым выходом триггера и через блок задержки и генератор зондирующих импульсов — с первым входом коммутато25 ра, второй вход которого связан с первым входом логического блока ИЛИ и с вторым выходом триггера, входом связанного через разделительный фильтр с выходом фильтра-смесителя, 3ц причем второй вход логического блока ИЛИ связан с выходом коммутатора, третий вход, которого связан с акустическими преобразователями.