Учебный прибор по инженерной геодезии

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 G 09 В 23/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3904379/31-12 (22) 27.05.85 (46) 30.07.87. Бюл. У 28 (72) А.М. Бобровников, В.А. Беляев, С.В. Жуков и В.В. Доценко (53) 62!.13(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1125645, кл. G 09 В 23/08, 1984. (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ПО ИНЖЕНЕРНОЙ ГЕОДЕЗИИ (57) 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 пре„„Я0„„1327149 А 1 образователя 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 распространеУ ния 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 l. Обработка информации выполняется арифметическим блоком 12. 2 ил. С:

13271

Изобретение относится к учебным приборам и может быть использовано при обучении геодезии, Цель изобретения — повышение диt дактических воможностей прибора путем,цемонстрации независимости точности измерения от температуры.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого учебного прибора; на lð фиг., — то же, с развертыванием наиболее важных узлов до уровня стандартных элементов.

Учебный прибор по инженерной геодезии содержит сообшающиеся сосуды 1 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 б. Регист- 2о рирующая часть прибора содержит синхронизатор 7„ подключенный к первым входам двух идентичных измерительных каналов 8 и 9, генератор 10 счетных импульсов, блок !1 опроса, арифмети- 26 ческий блок 12 и индикатор 13, каждый из каналов 8 и 9 содержит последовательно включенные генератор 14 зондирующих импульсов, выход которого через первый выход измерительного 30 канала 8 (9) соединен с входом соответствующего акустического преобразователя 5, усилитель 15, формирователь 16„ блок 17 фиксации первогс и второго эхоимпульсов., блок 18 измере- >> ния времени задержки первого и второго эхоимпульсов и блок 19 счетчиков, установочный вход которого соединен с выходом синхронизатора 7, а также послецовательно включенные блок 11 40 опроса, входы которого соединены с выходами первого и второго измерительных каналов 8 и 9, арифметический бпок 12 и индикатор 13.

Устройство также содержит элемен- 45 ты И-НЕ 20-25, конденсатор 26, резистор 27, схемы И-HE 28, 29, счетчики

30 и 31, элементы И вЂ” НЕ 32-39, резистор 40, конденсатор 41 элементы И-НЕ

42-44,, резистор 45, конденсатор 46, элементы И-HE 47-49, счетчики 50, 51 и регистры 52 и 53.

После включения прибора синхронизатор 7 начинает вырабатывать периодически следующие короткие электрические импульсы (скважность импульсов определяется быстродействием конкретного типа арифметического блока

12), Каждым синхроимпульсом осуще49 2 ствляется запуск генератора 14 зондирующих имттульсов, установка в исходное состояние блоков 17, 18 и 19 в каждом измерительном канале Я и 9, При поступлении каждого синхроимпульса генератор 14 вырабатывает мощные короткие импульсы, 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 поверхности уровня жидкости 2.:Поскольку всегда первым на акустический преобразователь 5 поступает эхоимпульс, отраженный от экрана 3, в дальнейшем назва .ные импульсы будем различать по их номерам, первый и второй эхоимпульсы. Принятые эхоямпульсы тем же акустическим преооразователем 5 трансформируются в электрические сигналы и далее передаются через соответствующие усилители 15 на входы формирователей 16 каждого канала 8 и 9.

С выходов формирователей импульсы поступают на бпок 17 фиксации первого и второго эхоимпульсов, а затем на блок 18 измерения времени задержки . первого и второго эхоимпульсов. На первый по схеме вход блока 18 поступают иьптульсы с генератора 10 счетных импульсов. Из блока :Я счетные импульсы проходят на соответствующие выходы блока 19 в течение времени задержки первого и второго эхоимпульсов.

В блоке 19 счетчики подсчитывают счетные импульсы, результаты счета затем записываются в состветствующие регистры блока 19 (для первого и второго эхоимпульсов по отдельному регистру), Управление записью в регистры осуществляется по двум шинам с блока 18. После прихода второго эхоимпульса блок 18 выдает сигнал запрета на блок li, запрещающий прохождение последующих эхоимпульсов на выход блока 17. Информация от каждого измерительного канала 8 и 9 с регистров блока 19 в виде параллельного двоич-. но-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 "0", от

3 13271 блока 7 триггер на элементах И-НЕ

21, 22 через элементы И-HE 23, 24 переводится в состояние логической "1" на верхнем по схеме выходе триггера.

Первым пришедшим эхоимпульсом триггер на элементах И-HE 21, 22 посредством элемента И-HE 20 переводится в состояние логического "0" на верхнем выходе триггера. Через интервал времени запрета, необходимый для полного затухания свободных колебаний, являющихся помехой, акустического преобразователя 5 (в течение этого времени на выходе формирователя 16 формирует- 15 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 . 2p 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 "0" на верх- 25 нем выходе. Длительность интервала запрета определяется элементами 26, 27. Последовательность импульсов с выхода триггера на элементах И-НЕ 21, 22, являющегося выходом блока 17, 30 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 дли- 35 тельностью, равной времени распространения ультразвуковых колебаний от акустических преобразователей 5 до экрана 3 и обратно (t>), а совместно с элементами 35 и 36 пересчет- 4р ное устройство 30, 31 формирует положительный импульс длительностью, равной времени распространения ультразвуковых колебаний от акустических преобразователей 5 до поверхности . 45 жидкости 2 и обратно (t 9) . В момент начала счета пересчетное устройство посредством элемента 29 переводится

I в нулевое состояние импульсов от синхронизатора 7. Импульсы t 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 и t> счетные импульсы поступают на входы блока 19 на элементы 50 и

51, являющиеся счетчиками. В момент начала счета счетчики импульсов синх-

49

4 ронизатора 7 через элемент 49 сбрасываются в нулевое состояние. В течение времени счетчик 50 считает импуль7 сы генератора 10 а в течение времени счетчик 51 также считывает импульсы генератора 10 ° В момент окончания положительных импульсов и информация с выходов счетчиков записывается в регистры 52 и 53 соответственно. Импульсы записи в регистр 52 для интервала формируются элементами 39-43, а в регистр 53 для интервала t„ 44- 48.

Элемент 32 запрещает прохождение на 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 ll, затем на блок 12 и на индикацию результатов блока 13.

Формула 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, о т л и— ч а ю шийся 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, конденсатор и резистор, выводом соединенный с входами первойсхемы И-НЕ и через конденсатор — с выходом второй схемы И-НЕ, первый

I3)/ I 9

Составитель В, Ярмаков

Редактор М. Бандура Техред А„Кравчук

Корректор С. Шекмар

Заказ 3394/48 Тираж 433

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4 вход которой и первый вход третьей схемь1 И-НЕ cBH÷äíö между собой и с выходом первой схемы И-НГ, выход третьей схемы И-НЕ через четвертую сх»му И-НЕ соединен с первым входом пятой схемы И-НЕ, второй вход которой подключен к выходу шестой схемы И-НГ, первым входом соединенной через седьмую схему И-НГ и формирователь с выходом усилителя и с первым выходом блока измерения времени задержки эхоимпульсов, второй вход шестой схемы

И-НЕ соединен с выходом пятой схемы

И-HF. с вторым входом второй схемы

И-НЕ и с первым входом блока измерения времени задержки эхсимпульсов, второй вход третьей схемы И вЂ” НЕ связан с выходами генератора. зондирующих импульсов и синхронизатора и с входом блока измерения времени задержки эхоимпульсов и с первым входом блока счетчиков, вторыми входами соединенного с вторыми выходами блока измерения времени задержки зхоимпульсов, третий вход вход которого соединен с выходом генератора счетных импульсов, при этом выходы блока счетчиков связаны с входами блока опроса.