Способ определения расстояния

 

Изобретение относится к технике измерения линейных размеров с использованием непрерывных ультразвуковых (УЗ) колебаний. Целью изобретения является повышение точности измерения путем максимального сжатия диапазона перестройки частоты УЗ-колебаний при сохранении однозначности двухчастотного способа определения расстояния. Электроакустические преобразователи устанавливают на фиксированном расстоянии один от другого. Возбуждают излучающий преобразователь на частоте резонанса f|. Принимают УЗ-колебания как непосредственно излучающего преобразователя, используя их после преобразования в электрический сигнал в качестве опорного сигнала, так и отраженные объектом. Выполняют несколько последовательных измерений разности фаз электрического сигнала на выходе приемного преобразователя и опорного сигнала. Изменяют частоту излучения до значения f2, соответствующего разности фаз большей величины, определяемой на основании полученных значений . Измеряют значение h и выполняют несколько последовательных измерений разности фаз Др2. Искомое расстояние определяют по измеренным значениям , Д02, f2 с учетом заданных значений fi, скорости распространения УЗ- колебаний в среде между объектом и преобразователями и расстоянием между излучающим и приемным преобразователями . 1 з.п. ф-лы, 1 ил. I (Л С а ел g VI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (! 1) (51)5 G 01 B 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 деления расстояния. Электроакустические (21) 4832137/28 (22) 29.05.90 (46) 15,08.92. Бюл. N- 30 (71) Киевский технологический институт легкой промышленности (72) Ю.А. Скрипник, В,Г. Здоренко, Л.А. Глазков и В,В. Клушин (56) Горбатов А.А„Рудашевский Г.Б. Акустипреобразователи устанавливают на фиксированном расстоянии один от другого, Возбуждают излучающий преобразователь на частоте резонанса fj. Принимают УЗ-колебания как непосредственно излучающего преобразователя, используя их после преобразования в электрический сигнал в качеческие методы измерения расстояний и упстве опорного сигнала, так и отраженные равления, М.: Энергоиздат, 1981, с. 62 — 64. объектом, Выполняют несколько последоваПриборы для нераэрушающего контро- тельных измерений разности фаз Лр1 элекля материалов и изделий. Справочник. Кн.2, трического сигнала на выходе приемного

Под ред. В.В. Клюева. M.: Машиностроение, преобразователя и опорного сигнала. Изме-"

1986, с, 273.: няют частоту излучения до значения fz, соБражников Н,И, Ультразвуковая фазо- ответствующегоразностифазh,(/)2большей метрия. М.: Энергия, 1968, с. 150 — 152., величины, определяемой на основании пол- j (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯ- ученныхзначенийЬр1. Измеряют значение 1

НИЯ fz и выполняют несколько последователь(57) Изобретение относится к технике изме- ных измерений разности фаз Л о2. Искомое . рения линейных размеров с использовани- расстояние определяют по измеренным Я ем непрерывных ультразвуковых (УЗ) значениям Лр1, Л, f2 с учетом заданных колебаний. Целью изобретения является по-, . зна ений f1, скорости распространения УЗвышение точности измерения путем макси- колебаний всредемеждуобьектомипреоб- а мального сжатия диапазона перестройки . разователями и расстоянием между частоты УЗ-колебаний при сохранении од- излучающим и приемным преобразователя- у нозначности двухчастотного способа опре- ми, 1 з.п. ф-лы, 1 ил. у

Ивобретеййе относится коблести ивме- лдметров до десятков метров в воздушной )в рения линейных размеров с использовани- среде, т.е, в том диапазоне; в котором при- д ем непрерывных ультразвуковых колебаний менение радио- и оптических излучений заи может быть использовано для определе- труднено из-sa необходимости измерять ния расстояний до различных объектов в очень малые временные интервалы (10 системах очувствления роботов, контроля . 10 с), что связано с большой скоростью движениявнутрицеховоготранспорта,вме- - распрострайения электромагнитных волн. дицинских исследованиях и других областях Скорость распространения ультразвуковых техники... " " " ., колебаний в воздухе около 333 м/с, т,е, на 6

Ультразвуковые колебания используют порядков меньше скорости распространедля измерения расстояний от единиц мил- ния электромагнитных колебаний. Это по- °

1755047 зволяет использовать ультразвуковые колебания для измерения небольших расстояний.

Известен фазовый способ определения расстояния, заключающийся в измерении 5 фазового сдвига гармонической огибающей ультразвуковых колебаний относительно модулирующего сигнала и определения расстояния по формуле

ЛФ) С -"

2л Е ; где L — измеренное расстояние;

Л Ф вЂ” фазовый сдвиг огибающей; 15

С вЂ” скорость распространения ультразвуковых колебаний;

F — частота огибающей.

Для исключения неоднозначности фазовых измерений расстояния частоту 20 огибающей выбирают в зависимости от максимального расстояния LMax F C/2LMax. . В то же время фазовый сдвиг несущего колебания может достигать весьма больших значений. Так, для L = 2 м, частота ультра- 25 звуковых колебаний f = 60 кГц при С =

= ЗЗО мlс, значение Л Фсоставит 2,5 10 рад, Недостатком способа является невысокая точность определения расс1 ояния, так как погрешность измерения фазового сдви- З0 та низкочастотной огибающей ЛФумножается на отношение частот f/F, которое велико при малой длине волны ультразвуковых колебаний. Малая длина волны обеспечивает хорошую направленность излучения З5 и локализацию энергии колебаний при небольших размерах излучателя и приемника.

Более высокую точность обеспечивают способы измерения расстояния с измерением фазовых сдвигов непосредственно несу- 40 щих ультразвуковых колебаний. Однако при этом возникает неоднозначность фазовых измерений, которая исключаетСя использованием двух и более частот излучения, Известен двухчастотный способ изме- 45 рения расстояния. заключающийся в индикации резонанса амплитудным или фазовым способом, измерении частот акустических резонансов в тракте между излучателем и контролируемым объектом при 50 изменении частоты ультразвуковых колебаний и определении расстояния по формуле

2 (fa — 1п) где С вЂ” скорость распространения ультразвуковых колебаний;

m u n = номера гармоник;

f< и fm — частоты резонанса, Однако этому способу присуща также невысокая точность измерения расстояния из-за относительно большого диапазона перестройки частоты ультразвуковых колебаний. Возникающие при этом фаэочастотные искажения в излучателе и приемнике ультразвуковых колебаний, наличие частотной зависимости поглощения среды, распространения этих колебаний и частотные погрешйости самого фаэометра, используемого для индикации резонанса, вызывают появление дополнительных погрешностей, которые трудно учесть или скомпенсировать.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является двухчастотный способ определения расстояния, заключающийся в возбуждении пьезоэлектрического преобразователя непрерывными электрическими колебаниями на первой частоте f1, излученйи ультразвуковых колебаний в направлении контролируемого обьекта. приеме отраженных колебаний пьезоэлектрическим приемником с известной акустической базой по отношению к излучателю, измерении разности фаэ между принятыми и излучаемыми колебаниями, изменении частоты колебаний до значения

f<, при котором разность фаз изменится на

2 (К-1) ки определении расстояния по формуле где К-1 —. изменение количества длин волн ультразвуковых колебаний, укладывающихся между излучателем и приемником при изменении частоты колебаний от f< до 4;

Š— поправка, зависящая от расстояния между излучателем и приемником (акустической базы) и направленности излучения.

Если в процессе изменения частоты количество длин волн изменяется на одну длину волны, то разность фаз изменяется только на 2ли формула приобретает вид

К вЂ” 1 С

2 (1+Е) (f< — fz)

Из последней формулы следует, что минимальный частотный диапазон, в котором необходимо перестраивать частоту колебаний, определяется изменением разности фаз на один фазовый цикл 2ли равен Л f ü

= (т1 т2).

Определение расстояния по двум значениям частоты ультразвуковых колебаний

1755047

С + 2Lf1 332 + 0,2 40 10

21 0,2

= 41660 Гц, следовательно, для исключения неоднозначности измерений разности фаз (2 L Л =2ф частоту возбуждения пьезоэлектрического излучателя необходимо перестроить в диапазон частот от 40 до 41,66 кГц, т,е, ffpMMOpHQ на 4-5%, При меньших расстояниях или меньшей частоте излучения диапазон перестройки частоты еще более возрастет.

Из-эа ограниченной широкополосности резонансных пьезоэлектрических преобразователей, которые наиболее эффективны при измерении расстояний, изменение частоты возбуждающих электрических колебаний даже на несколько процентов вызывает появление неконтролируемых фазовых сдвигов в пьезорезонансных преобразователях из-эа нелинейности их фазочастотных характеристик. Кроме того, в самом фазометре, которым измеряют разность фаз сравниваемых колебаний, возникают . дополнительные фазовые погрешности от н еидентичности фазочастотных характеристик преобразовательных каналов. фазометра и неравномерности амплитудно-частотнь х характеристик каналов пьезоэлектрических преобразователей.

Расширение полосы пропускания пьезоэлектрических преобразователей неизбежно снижает их энергетические показатели и помехозащищенность от действия шумов и различных промышленных помех.

Целью изобретения является повыШение точности измерения путем максимального сжатия диапазона перестройки частоты ультразвуковых колебаний йри со fi и fz, соответствующих изменению разности фаз на 2 л, исключает неоднозначность фазовых измерений при любом соотношении расстояния L и длины Л ультразвукового излучения (L/ Л» 1). 5

Недостатком извЕстного способа является также невысокая точность определения расстояния из-за необходимости перестройки частоты ультразвуковых колебаний хотя и в минимальном, но достаточно 10 широком диапазоне частот. Так, при определении расстояния = 0,1 м в воздухе (ско-" рость распространения ультразвуковых колебаний C = 332 м/с) и первом значении частоты колебаний 11 = 40 кГц (длина волны 15

Л = С/fi = 332/ (40 10э) = 0,0083 м) второе значение частоты при Е = 1 хранении однозначности двухчастотного способа определения расстояния. Кроме того, ставится цель уменьшения влияния непостоянства скорости распространения ультразвуковых колебаний на результат измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в известный способ определения расстояния, заключающийся в возбуждении пьезоэлектрического преобразователя непрерывными электрическими колебаниями на частоте резонанса преобразователя, излучении ультразвуковых колебаний в направлении контролируемого объекта, приеме отраженных ультразвуковых колебаний пьезоэлектрическим приемником с известной акустической базой по отношению к излучателю, измерении разности фаз между принятыми и излучаемыми колебаниями, изменении частоты колебаний до получения заданных значений изменения разности фаэ сравниваемых колебаний и определении расстояния по формуле, введены новые операции, выполняемые в такой последовательности.

Возбуждаемые ультразвуковые колебаний разделяют на зондирующие, которые облучают контролируемый объект, и опорные, которые непосредственно преобразуют в электрические, сравнивают принятые зондирующие колебания с опорными, измеряют частоту колебаний f> и выполняют ряд последовательных отсчетов разности фаз сравниваемых колебаний на этой частоте, определяют среднее арифметическое значение Лр1 среднее квадратическое. отклонение результата измерения и максимальную случайную погрешн ость. И зме няют частоту возбуждающих преобразователь колебаний до значения fz, соответствующего разности фаз Лф

Ау 1 + К, где К вЂ” заданная величина, определяемая как максимальное значение случайной погрешности величины Ьр1. Измеряют измененное значение частоты fg. колебаний и выполняют ряд последовательных отсчетов разности фаз сравниваемых колебаний на этой частоте. Определяют среднее арифметическое значение Apg результата измерения. Расстояние L определяют по формуле с

2 2л f2 — f> где S — акустическая база излучателя и приемника, Уменьшение влияния непостоянства скорости распространения ультразвуковых

1755047 колебаний С достигается введением дополнительных операций,-выполняемых в такой последовательности, На пути распространения ультразвуковых колебаний устанавливают отражатель 5 на расстоянии, равном акустической базе излучателя и приемника, Дополнительно из- меняют частоту возбуждающих преобразователь колебаний до значения б, выбранного из условия fa = f1, осуществля- 10 ют несколько последовательных измерений разности фаз Л ъ. Определяют среднее арифметическое значение Apj результата измерения. Вычисляют максимальное . .значение N случайной погрешности вели- 15 чины Лф по результатам нескольких измерений, Вновь изменяют частоту возбуждающих преобразователь колебаний до значения f4, ñîîòâåòñòâóþùåão разности фаз Лр4 > Л + N и измеряют это значе- 20 нйе ч абтоты.

Осуществляют нес кблько последовательных измерений разности фаз

Л p4, On редел я ют среднее арифметическое значение Ар4 результата измерения. Вы- 25 числяют значение скорости С rio формуле

С=

Лф4 Ар3

Используют полученное значение скорости С при определении искомого расстояния.

Способ определения расстояний осуществляют следующим образом.

Возбуждают пьезоэлектрический преобразователь непрерывными электрическими колебаниями на частоте резонанса f>, совпадающей с резонансной частотой этого преобразователя. Ультразвуковые колеба- 40. ния разделяют на зондирующие и опорные;

- Зондирующие колебания направляют на контролируемый объект, расстояние до которого определяют. Принимают отраженные от объекта зондирующие колебания 45 приемником, разнесенным с излучателем на известное базовое расстояние $. Принятые зондирующие колебания преобразуют в электрические колебания. Аналогично опорные ультразвуковые колебания преобразуют в электрические колебания.

Ультразвуковые колебания при разнесенном излучении и приеме, проходят путь

0-26. ($/2) . (1) на котором испйтывают фазовую задержку

- (2) Лс где С вЂ” скорость распространения ультразвуковых колебаний в воздухе, Сравнивают фазу зондирующих колебаний, отраженных от объекта. с опорными и измеряют разность фаз этих колебаний, Фаза зондирующих колебаний с учетом фазовых задержек в пьезоэлектрических преобразователях определяется выражени- . ем где т — время задержки в пьезЬэлектриче- ском излучателе в процессе преобразования электрических колебаний в механйческие; гг — время задержки в пьезоэлектрическом приемнике в йроцессе преобразования механических колебаний в электрические.

Фаза опорных колебаний, получаемых непосредственно из излучаемых ультразвуковых колебаний

Фг = 2 m fs (6 + гз }, (4) гз — время задержки в процессе обратного преобразования механических колебаний излучателя в электрические.

Разность фаз сравниваемйх электрических колебаний с учетом выражений (3) и (4) имеет вид

+ г - з}х( (5) -2тг(й +а1 }, где N — целое число фазовых сдвигов в 2л; а1 -дробная часть последнего. фазового цикла.

Измеряют частоту колебаний f> частотомером.

Выполняют п последовательных отсчетов дробной части разности фаз (5) с помощью фазометра. Определяют среднее арифметическое результата измерения

1 и

Ьр1 =2ла= — g Ьр, и, 1 (6) где n — число результатов измерений.

Вычисляют случайные отклонения результата измерения

3=2 (1 ),, С (3) 1755047 др = Др .— Arp. (7) Находят оценку среднеквадратического отклонения (СКО) результата измерения

Д р .

Ф n(n — 11=1, (8)

Максимальное значение случайной по- 10 грешности находят из выражения

+тг -тз) х( (14) Изменяют частоту колебаний до тех пор, пока изменение разности фаз не пре- 20 высит первоначальное значение разности фаз Arp> на величину

25 (10) APZ — ДУ1 P t CrP где Р- коэффициент превышения приращения разности фаз над максимальной случай-: . ной погрешностью; ., ; 30

Дщ - отсчет измененного значеййя разности фаз в результате изменения частоты колебаний.

Измеряют измененное значение частоты тг частотомером и выполняют и пбследовательных отсчетов разности фаз.

Ойределяют среднее арифметическое результата измерения

2л(г — 1 ) (С (15) = Д Р2 ДУ1.

40 Из полученного выражения (15) расстояйие до объекта ойределяется по формуле

1 — — Х Дю и =1, где Л гщ †.результаты отсчетов разности

45 фаз при частоте колебаний 6.

При выполнении условия (10) изменение разности фаз в результате перестройки частоты колебаний многим меньше одного фазового цикла

Луг — Л р =P t gp < (2 ж (12)

5S

Поэтому разность фаз зондируюшйх "и7 опорных колебаний при втором значении частоты f2 принимает вид айвах =1%)Р. где t — коэффициент Стьюдента, зависящий от доверительной вероятности р и числа измерений h.

ae,= (° — )С

= 2 m (N + ted ), (13)

Учитывая, что в выражениях (5) и (13) одинаковое число целых фазовых циклов N, имеем разность двух разностей фаз на близких частотах

ДЖ вЂ” ДФ =Дpz — Др1 =2л (fz — 11)х

Если излучатель и приемйик изготовлены из одного материала и имеют одинаковые размеры, то их задержки прямого и обратного преобразований практически одинаковы (г = гг). Для формирования опорных электрйческйх колебаний непосредственно из излучаемых ультразвуковых колебаний можно использовать третий электрически изолированный электрод на излучающем пьезоэлектрическом преобразователе, который будет преобразовывать механические ультразвукбвые колебания в электрические. В этом случае обратное преобразование на излучающем и приемных пьезоэлектрических преобразователях происходит с одинаковой задержкой (тг = тз = r> ), Поэтому разность двух разностей фаз (14) с учетом неравенства (10) имеет вид — ) -

2 2 л 1г — fi (16) Для оценки степени сжатия диапазона перестройки частоты колебаний, возбуждающих пьезоэлектрические преобразователи, в предложенном способе по сравнению с прототйпом определим разность частот при измерении одного и того же расстояния.

По прототипу разность частот f г u f > определяется изменением разности фаз на один фазовый цикл в 2и

1 = — (,, (17)

2 7 „ Р 1

1755047

По предлагаемому способу разность частот f2-f1 определяется формулой (16). Приравняв выражения (17) и (16), получим отношение разностей частот

5 (18) тг -« г — «Е ф

40 (19) и

APj = — g Лфз1 и l=1

Затем изменяют частоты колебаний до значения fp, при кОтором удовлетворяется 45 условие (10) для измененной разности фаз

А р4.

Лр4 — Ьр Ptар

1 (20) Измеряют частоту f4 и выполняют вновь и последовательйых отсчетов разности фаз

А>, Определяют среднее арифметическое результата измерений

Л ф4 = — A+4i (21)

1=1

Определяют расстояние до отражателя по формуле (16) с учетом новых значений разности фаэ и частот колебаний где ц — коэффициент сжатия диапазона перестройки частоты электрических колебаний.

Таким образом, эа счет сжатия диапазона перестройки частоты колебаний существенно снижается влияние фаэочастотных искажений в.пьезоэлектрических преобра- "5 эователях и каналах электронного фазомвтра. Возможность перестройки частоты колебаний в узком диапазоне частот позволяет использовать для измерения расстояний более эффективные и мощные 20 резонансные пьезоэлектрические преобразователи и избирательные усилия, что повышает точность и помехозащищенность измерений., Дальнейшее повышение точности достигается исключением влияния непостоянства скорости распространения ультразвуковых колебаний. Для этого на пути распространения ультразвуковых колебаний устанавливают отражатель на расстоянии, равном расстоянию между излучателем и приемником, т.е. на величину акустической базы S.

Устанавливают частоту колвбаний fg = f1 и выполняют и последовательных отсчетов разности фаз сравниваемых колебаний. Определяют среднее арифметическое результата измерения — — = — (((-б, 2 .. 27 f4 -fg (22)

Из выражения (22) определяем значение скорости распространения ультразву-: ковых колебаний

C (23)

Аф4 - Лф" - "-

Полученное значение скорости С используют для определения расстояния до объекта по выражению (16).

На чертеже приведен пример реализации предлагаемого способа с помощью ультразвукового устройства, Устройство содержит генератор 1 перестраиваемых по частоте электрических колебаний, цифровой частотомер 2, усилитель

3 мощности, трехэлектродный пьезоэлект.рический излучатель 4, контролируемый объект 5, пьезоэлектрический приемник 6, избирательные усилители 7 и 8, цифровой фаэометр 9, вольтметр 10 и подвижный отражатель 11.

Электрические колебания с выхода гейератора 1 поступают на усилитель 3, где усиливаются по мощности. Электрические колебания с помощью пьезоэлектрического преобразователя 4 преобразуются в ультразвуковые и одновременно с помощью третьего электрода (пьезоэлектрического трансформатора) преобразуются в электрические опорные колебания. Ультразвуковые зондирующие колебания отражаются от контролируемого обьекта 5 и принимаются пьезоэлектрическим преобразователем 6, расположен йым относительно излучателя 4 на расстоянии Я (акустическая база). Принятые ультразвуковые колебания преобразуются приемником 6 в электрические, которые усиливаются избирательным усилителем 7. Опорные колебания усиливаются аналогичным избирательным усилителем 8.

Разность фаз усиленных колебаний измеряется цифровым фазометром 9.

Вначале частоту генератора 1 регулируют в пределах полосы пропускания пьезоэлектрических преобразователей 4 и 6 до достижения резонанса, что фиксируется по максимальному показанию вольтметра 10.

Измеряют частоту колебаний f1 по частотомеру 2 и выполняют и отсчетов разности фаз сравниваемых колебаний цифровым фазометром Q, Определяют .среднее арифметическое результата измерения разности фаэ

1755047

13 можность использования резонансных пьезоэлектрических преобразователей и избирательных усилителей для измерения расстояний до отражающих обьектов с повышенной точностью.

Использование предложенного способа определения расстояний до неподвижных объектов в робототехнологических комплексах обеспечивает по сравнению с

0 существующими способами повышение точности определения положения деталей и узлов в условиях действия промышленных помех эа счет использования узкополосных излучателей и приемников и избирательных

5 усилителей. Автоматизация обработки результатов и ромежуточных измерений может быть выполнена с помощью выпускаемых промышленностью микропроцессорных «астотомеров и фазометров.

0 Формула изобретения

1. Способ определения расстояния до объекта, заключающийся в том, что устанавливают электроэкустическйе преобразователи на фиксированном расстоянии один от

5 другого, возбуждают излучающий преобразователь непрерывными электрическими колебаниями частотой f<, соответствующей частоте резонанса этого преобразователя, принимают приемным преобразователем

0 отраженные абьектом ультразвуковые колебания, измеряют разность фаз Лф электрического сигнала на выходе приемного преобразователя и опорного сигнала, изменяют частоту возбуждающих пре5 образователь колебаний до значения соответствующего разности фаз

Лрг > Ap< + К, где К вЂ” заданная величина, измеряют это значение частоты и разность фаз Л а, и с помощью измеренных парамет0 ров определяют искомое расстояние, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, дополнительно принимают колебания излучающего преобразователя, преобразуют их в электрический сигнал и используют его в качестве опорного сигнала, на каждой из частот f> и

f2 выполняют несколько последовательных измерений разности фаз, величину K определяют как максимальное значение

0 случайной погрешности величины Лр,рассчитанное по результатам нескольких измерений, а искомое расстояние 1 определяют по формуле

2л — 100.

8 ° 2,4 10

Для измеряемого расстояния L = 0,1 м, 55

С = 332 мм/с и f1 =40 кГц частоту колебаний

ЛР1и максимальную случайную погрешность измерения.

Изменяют частоту колебаний генератора 1 до тех пор, пока изменение разности фаэ по фазометру 9 не превысит первойачальную разность фаэ на выбранную из условия (10) величину, Измеряют установленное значение частоты fz частотомером 2 и по результатам отсчетов по фаэометру 9 определяют среднее арифметическое результата измерения разности фаэ h,pz. tla результатам измерения f1, f2, Ар1 и Ape определяют по формуле (16) расстояние до объекта 5.

Для определения фактического значения скорости распространения ультразвуковых колебаний в воздухе вводят на пути " излучения отражатель 11. Частоту генератора 1 регулируют до значения fg = f4 с помощью частотомера 2. Затем по отсчетам разности фаз по фазометру 9 определяют среднее арифметическое значение резуль2 тата измерения разности фаз h, Далее из условия (10) устанавливают новое значение частоты f4, которое измеряют частотомером

2, Выполняют и отсчетов разности фаз по фазометру 9 и определяют среднее арифме-. 3 тическое значение разности фаз Л р4, С учетом измеренных значений 1з, f4, Ьф и:.

Ь р4 определяют фактическое значение ско3 рости С по формуле (23), Современные цифровые фазометры, например фазометр Ф2 — 34, имеют среднеквадратичную погрешность не более 4

0,01-0,05 (яр = 10 — 10 рад). При количестве отсчетов измеряемой разности фаз и =

= 8-10 и вероятности P = 0,95 козффициентСтьюдента t = 2,4-2,3. Коэффициент и ревышения Р для уменьшения влияния случай- 4 . ных погрешностей измерения на конечный результат целесообразно выбирать в преде- . лах P = 5 — 10. Тогда для случая P = 8, т = 2,4 и

Np = 10 з рад имеем коэффициент сжатия иэ соотношения (18) 5

Ф надо перестраивать не на 1660 Гц, что необходимо в прототипе, а только на 16,6 Гц.

Полученный результат подтверждает воэгде А о>, h, ù — среднее арифметическое значение измеренных разностей фаэ А р1 и

Л щ соответственно;

1755047

10

Составитель В.Клушин

Техред М.Моргентал

Редактор О.Спесивых

Корректор И.Шулла

Заказ g33P " Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и бткрытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

С вЂ” скорость распространения ультразвуковых колебаний в среде между объектом и преобразователями;

S — расстояние между излучающим и первым приемным преобразователями.

2. Способ по пЛ, отличающийся тем, что после измерения частоты f2 и разности фаз Лrpz располагают перед преобраэо вателя м и отражатель на расстоянии, равном расстоянию между излучающим и первым приемным преобразователями, дополнительно изменяют частоту возбуждающих преобразователь колебаний до значения тз, выбранного из условия fa = 1, осуществляют несколько последовательных измерений разности фаз Apj, вычисляют максимальное значение Й случайной погрешности величины Лр по результатам нескольких измерений, вновь изменяют частоту возбуждающих преобразователь колебаний до значения f4, соответствующего разности фаз Луц Лф + N, измеряют это

5 значение частоты, осуществляют несколько последовательных измерений разности фаэ

Л р4 вычисляют значение скорости С по формуле; ..

С—

Ар4 Ар3 где Лрз, Л р4 — среднее арифметическое

15 значение измеренных разностей фаэ h, ðü и

Л р4 соответственно, и используют полученное значение скорости С при определении искомого расстояния.