Устройство для определения акустических частотных характеристик материалов

 

Класс 21е, 32

42m, 14

¹ 151720

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа Ло 95

В. Ь. Мостовой

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ

ЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛОВ

Заявлено 24 октября 1961 г. за № 749419/26-24 а Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 22 за 1962 г.

Известные устройства для определения акустических частотных характеристик материалов, содержащие акустический преобразователь, звуковой генератор и импульсатор, имеют ряд недостатков. Для измерения одного образца требуется значительное время, а точность отдельных измерений невелика. Это обусловлено субъективностью измерений, производимых разными лицами, Предлагаемое устройство позволяет сократить время и повысить точность измерений. Для этого к выходу усилителя через фазочувствительный вольтметр подключено вычислительное устройство.

На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 — схема фазочувствительного вольтметра, Устройство содержит звуковой генератор 1, импульсатор 2, фазовращатель 8, усилитель 4, акустический преобразователь 5, устройство б задержки, фазочувствительный вольтметр 7, аналогичное вычислительное устройство 8 и два индикатора †осциллогр 9 и самописец 10.

Напряжение звукового генератора 1 подается на вход импульсатора 2, вырабатывающего прямоугольные импульсы, заполненные синусоидальными колебаниями звуковой частоты. Акустический преооразователь 5 в промежутках между посылками импульсов работает в режиме приема, принимая импульсы звуковой энергии. К зажимам 11 и

12 фазочувствительного вольтметра (см. фиг. 2) подводится эталонное синусоидальное напряжение Uo, величина которого постоянна.

К зажимам И и 14 подается напряжение U1 измеряемого сигнала (импульса, отраженного от образца). Фазочувствительный вольтмегр обеспечивает получение проекций напряжения У1 сов и U> sin q,, которые вводятся в вычислительное устройство 8. Для отсчета проекций

¹ 151720 напряжения необходимо определенное время, поэтому в устройстве используется генератор с дискретно изменяющейся частотой.

Предлагаемое устройство автоматически снимает следующие характеристики: коэффициент g = y(f) отражения, активные и реактивные составляющие R = <(f) и Х = <(f) входного сопротивления образаа испытываемого материала в зависимости от частоты. Для определения частотной характеристики коэффициента отражения переключатель П устанавливается в положение А. Отраженный от обраsi ца и усиленный сигнал, равный Ui, поступает на блок БП, произведения, вторым сомножителем на который подается постоянная величиК ца - —, где К вЂ” коэффициент, зависящий от способа детектирования 1о сигнала величиной UI. С изменением частоты на экране осциллографа 9 или на ленте самописца 10, синхронизированных с генератором, будет записываться частотная характеристика д = V(f).

Дня определения частотной характеристики активной составляющей входного сопротивления образца переключатель П устанавливается в положение Б. Коэффициент g отражения поступает с БП на нелинейный (квадратичный) блок БНь Величина g инвертируется уси= лителем У и поступает на суммирующий усилитель У . Одновременно на этот усилитель идет постоянное напряжение, соответствующее в принятом масштабе — 1, и величина 2д созф снимаемая с блока БП произведения. Сомножителями на блок БП произведения подаются

К (с вольтметра 7) значения U> сояр и постоянная величина — —,-. С сумU, мируюшего усилителя У величина 1 — 2 coscp+ g поступает на нелинейный блок БН (аппроксимируюший логарифмику), а затем на суммирующий усилитель Уз.

Одновременно с нелинейного блока БН, величина g поступает на суммирующий усилитель У4, куда одновременно поступает и величина, соответствующая — 1. С выхода усилителя У4 величина 1 — ф идет на нелинейный блок БНз (аппроксимирующий логарифмику), а знa÷åíèå

Ig (1 — g ) через усилитель У направляется также на суммирующий усилитель Уз. Сигнал, соответствующий Ig R, поступает на нелинейный блок БН4, а с него величина R идет на один из индик,To;;îâ. Пря непрерывном дискретном изменении частоты на экране осциллографа 9 или на ленте самописца 10 будет записываться частотная характеристика, равная R = <(f).

Для определения частотной характеристики реактивной составляющей входного сопротивления переключатель П устанавливается в положение В. С вольтметра 7 на блок БП произведения поступает величина U япср и постоянная величина . Снимаемая с блока БП; о величина g sing проходит нелинейный блок БН5, усилители У6, У и поступает вторым слагаемым на суммирующий усилитель Ув. Первым слагаемым является величина 1g (1 — 2 сояр + д ), набранная уже предыдущими блоками. Третьим слагаемым,на усилитель поступает некоторая постоянная величина — Igpc. Величина IgX проходит через нелинейный блок БН6 и сигнал, соответствующий величине Х, поступает на индикаторы. При непрерывном дискретном изменении частоты на осциллографе 9 или ленте самописца 10 строится зависимость

X= v(f).

Таким образом, применение вычислительного устройства 8 позволяет автоматически производить снятие частотных характеристик g, R и Х, уравнения которых записаны в следующей форме: № 151720

1 Я= 1 ус + ig(1 — gj ) — 1д(1 — 2ф cosy+ ф )

)gX =1 ус + 1+2)g) sing) — ig(1 — 2 фсозу+ Ig(1

Предмет изобретения

Устройство для определения акустических частотных характеристик материалов, содержащее акустический преобразователь, звуковой генератор и импульсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокрашения времени и повышения точности измерения, к выходу усилителя через фазочувствительный вольтметр подключено вычислительное устройство. г1 12 о

Фиг. 2