Ультразвуковой координатометр

Ультразвуковой координатометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИCАНИE щ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 080280 (21) 2851312/18-25 Р е) +

H 01 L 41/08 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 1511.81 Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15.1 .81 (53) УДК 537. 228. 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

P .С. Бабаев, P . Г. Джагупов, Ж.М. Саркисян: (71) Заявитель

Азербайджанский институт нефти и химии (54) УЛЬтрАЗВУКОВОй KOOPPVPATOMETP

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано в системах, кодирующих графическую информацию.

Известно устройство для измерения координат графических изображений, содержащее пьезоэлектрический планшет — квадратную пьезоэлектрическую пластину с возбудителями волн, расположенных на двух взаимно перпендикулярных сторонах планшета.

Эти возбудители попеременно возбуждают в теле пьезоэлектрической пластины ультразвуковые бегущие волны..

Шуп, установленный оператором в точ- 15 ку сканирования, фиксирует время прихода-переднего фронта этих волн.

Данная информация вместе с информацией с момента возбуждения этих волн используется для определения коор" динат точки сканирования (1).

Недостатком данного устройства являются ограниченные размеры планшета, определяемые технологией производства пьезокерамических материалов, а также низкая механическая прочность к истиранию.

Известно также устройство для преобразоваиия координат точек графического изображения в электрический 30 сигнал — ультразвуковой координатометр, содержащий планшет-звукопровод, две пьезоэлектрические пластины линейных деформаций, установленные по взаимно перпендикулярным сторонам планшета, генератор импульсов, выходы которого соединены с пьезоэлектрическими пластинами, пьезоэлектрический приемник и блок формирования временных координатных интервалов, к одному из входов которого подключен приемник, а к двум другим — пьезоэлектрические пластины (2).

Однако в известном устройстве скорость и точность измерения ограничены частотой переключения координатных излучателей. В свою очередь значение частоты ограничено временем полного затухания возбуждаемых акустических колебаний. Погрешность особенно значительна при динамических измерениях.

Цель изобретения — повышение точности при динамических измерениях.

Цель достигается тем, что ультразвуковой координатометр, содержащий планшет-звукопровод, две пьезоэлектрические пластины линейных деформа881900

Формула изобретения

S0

65 ций, установленные по взаимно перпендикулярным сторонам планшета, генератор импульсов, выходы которого соединены с пьезоэлектрическими пластинами, пьезоэлектрический приемник и блок формирования временных координатных интервалов, к одному иэ входов которого подключен приемник, а к двум другим — пьезоэлектрические пластины, он содержит дополнительно две пьезоэлектрические пластины линейных деформаций и два блока формирования возбуждающего напряжения, причем дополнительные пьезоэлектрические пластины установлены на свободных сторонах планшета и соединены с первыми пьезоэлектрическими пластинами через упомянутые блоки формирования возбуждающего напряжения.

На чертеже представлена схема ультразвукового координатометра.

Координатометр состоит из планшета-звукопровода 1, по сторонам которого на рабочей плоскости установлены основные 2 и 3 и дополнительные 4 и 5 пьезоэлектрические пластины линейных деформаций, пьезоэлектрического приемника б, генератора импульсов 7, блоков 8 и 9 формирования возбуждающих напряжений, блока 10 формирования временных координатных интервалов.

Параметры блоков формирования возбуждающих напряжений выбраны такими, что каждый блок создает в планшетезвукопроводе акустическое колебание, противофазное колебанию, возбуждающему основной пьезоэлектрической пластиной линейных деформаций, задержанное на время распространения бегущей волны от нее до противоположной стороны звукопровода, и с амплитудой, равной амплитуде в точке отражения.

Устройство работает следующим образом.

При подаче возбуждающего напряжения от генератора импульсов 7 пьезоэлектрическая пластина линейных деформаций 2 создает в планшетезвукопроводе 1 .бегущую волну, которая через время t<,равное вЂ, где

Х с.

С вЂ” фазовая скорость распространения продольных колебаний в планшете-звукопроводе, достигает исследуемой точки с координатой х. Фронт волны возбуждает в пьезоэлектрическом приемнике б электрический сигнал, поступающий в блок 10 формирования временных координатных интервалов. На выходе блока 10 формируется электрический сигнал, соответствующий координате х исследуемой точки. Через время t = —, где а — раза мер стороны планшета, по координате х, на выходе блока 8 формируется напряжение, возбуждающее пьезоэлектрическую пластину линейных деформаций 4. Амплитуда и фаза этого напряжения таковы, что колебание, возбуждаемое пьезоэлектрической пластиной линейных деформаций 4, равно и противофаз но колебаниям,от пьезоэлектрической пластины линейных де5 формаций 2 в точке с координатой х равной а. При этом происходит демпфирование бегущей волны. Через время, определяемое из условий полного демфирования колебаний от пьезоэлектрической пластины линейных деформаций 2, генератор импульсов б возбуждает пьезоэлектрическую пластину линейных деформаций 3. Процесс формирования электрического сигнала, соответствующий координате у, ана15 логичен рассмотренному случаю. Отличие заключается в том, что блок 9 формирует напряжение через время t

4 с

=--, где Ь вЂ” сторона планшета по коор20 динате у.

В данном устройстве частота переключения координатных осей может выбираться сколь угодно большой, поскольку значение ее ограничено лишь временем распространения упругих колебаний от излучающей стороны звукопровода до противолежащей стороны.

3а счет этого существенно повышается точность при динамических измере30

Ультразвуковой координатометр, содержащий планшет-звукопровод, две пьезоэлектрические пластины линейных деформаций, установленные по взаимно перпендикулярным сторонам планшета, генератор импульсов, вы— ходы которого соединены с пьезоэлектрическими пластинами, пьезоэлектрический приемник и блок формирования временных координатных интервалов, к одному из входов которого подключен приемник, а к двум другим — пьезоэлектрические пластины, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при динамических измерениях, он содержит дополнительно две пьезоэлектрические пластины линейных деформаций и два Ьлока формирования возбуждающего напряжения, причем дополнительные пьезоэлектрические пластины установлены на свободных сторонах планшета и соединены с первыми пьезоэлектрическими пластинами через упомянутые блоки формирования возбуждающего напряжения.

Истбчники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Piezoeltctric plate fuds handwriting to computer-"E1ectnonics", ч,45, 94, р. 10, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 660125, кл. Н 01 L 41/10, 1976 (прототип ) .

881900

Составитель Б.Баев

Техред A.Ñàâêà Корректор C,Æoìàê

Редактор Л.Тюрина

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 9988/81 . Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

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