2014-02-13
1291
Принцип построения устройств регистрации
Более современными регистрирующими устройствами в рыбопоисковой аппаратуре являются многоперьевые самописцы – регистраторы без движущихся перьев с многочисленными неподвижными пишущими электродами (с гребенкой фиксированных перьев без кинематических систем перемещения пишущих электродов). Механизм записи этих устройств состоит из неподвижной планки, на которой крепятся изолированные друг от друга тонкие записывающие металлические электроды с постоянным расстоянием один от другого. Информация записывается только на электрохимической бумаге с более низким порогом чувствительности. Перемещение бумаги осуществляется малогабаритным бесшумным электродвигателем.
Как и в обычных самопишущих регистраторах, при поступлении сигнала на любое перо гребенки в точке соприкосновения пера с бумагой появляется отметка эхо-сигнала. Дискретность записи в таких устройствах зависит от линейной плотности расположения пишущих электродов и может быть снижена уменьшением толщины перьев и сокращением расстояния между ними. Достигнутая в настоящее время плотность составляет 2,5... 3 пера на 1 мм бумаги, что практически соответствует обычной записи движущимся пером на электрохимической бумаге.
Типовая структурная схема многоперьевого самописца приведена на рис. 11.
 |
Рис. 11. Структурная схема многоперьевого самописца
В состав самописца входят:
– генератор счетных импульсов;
– схема совпадений на два входа;
– счетчик импульсов;
– дешифратор;
– выходные каскады;
– многоперьевая линейка.
Генератор тактовых импульсов и счетчик импульсов служат для формирования развертывающего напряжения и обеспечивают с помощью дешифратора поочередную последовательную подачу потенциалов на один из входов каждого выходного каскада, соединенного с соответствующим пером записывающей гребенки.
Генератор тактовых импульсов, частота которого обычно стабилизируется, генерирует импульсы со стабильной частотой повторения f 0 , которые через схему И подаются на вход двоичного счетчика импульсов прямого счета. Емкость счетчика не должна быть меньше числа записывающих перьев. При поступлении на вход счетчика от 1 до n импульсов на его выходах формируются определенные комбинации высоких и низких потенциалов.
Счетчик имеет соответственно выходы 1, 2, 3... m, соединенные с определенными входами схем совпадения, которые представляют собой комбинированные диодные матричные дешифраторы. Последние имеют количество выходов, соответствующее числу перьев. Входы дешифраторов соединены с выходами счетчика таким образом, что при поступлении на вход счетчика от 1 до п импульсов с дешифратора последовательно снимаются управляющие сигналы и подаются на один из входов каждого выходного каскада от 1 до п. Вторые входы выходных каскадов, представляющих собой также импульсные схемы совпадения на два входа, соединены параллельно. При поступлении на общий вход напряжения сигнала измеряемого параметра откроется лишь тот выходной каскад, на который в этот момент поступил управляющий сигнал с дешифратора.
Поскольку каждый выходной каскад соединен лишь с одним из перьев гребенки, то напряжение сигнала с открытого выходного каскада поступит на подключенное к нему перо и на бумаге появится отметка.
Прохождение импульсов на вход счетчика может произойти только после поступления специального синхроимпульса на вход триггера, который в исходном состоянии препятствует их прохождению через схему совпадения на счетчик. По окончании полного цикла работы счетчика триггер возвращается в исходное состояние и запирает схему И. Схема И прекращает дальнейшее прохождение импульсов от генератора тактовых импульсов к счетчику до прихода следующего синхроимпульса.
Благодаря таким особенностям работы схема в каждом такте измерения обеспечивает регистрацию всех поступивших за заданный промежуток времени входных импульсов и осуществляет тем самым измерение временных интервалов от запускающего импульса до соответствующих рабочих импульсов.
В отличие от самописцев с механической разверткой, где скорость движения пера ограничена механико-кинематической схемой и получить записи крупного масштаба невозможно, в рассмотренном самописце масштаб записи определяется лишь временем просчитывания импульсов счетчиком или длительностью развертывающего напряжения. Это время зависит от частоты На бумаге самописца может быть зафиксирован сигнал длительностью 1 мкс. Таким образом, если самописец имеет 300 перьев и эталонный генератор работает на частоте 1 МГц, то диапазон записи эхосигналов на всей ширине бумаги самописца может составить 22,5 см. Минимальный диапазон записи в самописцах с движущимся пером составляет примерно 8... 10 м. Точность определения дистанции зависит, в основном, от стабильности частоты генератора и может быть очень высокой.
Если записывающие электроды разделить на несколько самостоятельных групп, то на одной бумажной ленте можно записывать одновременно входные сигналы в различных масштабах, т. е. иметь, например, один обзорный диапазон с мелким масштабом и просматривать отдельные участки этого диапазона в крупном масштабе для более детального анализа записываемых сигналов.
Основными преимуществами многоперьевых самописцев с неподвижными перьями являются:
– высокая точность записи, определяемая стабильностью частоты генератора;
– простота переключения диапазонов;
– возможность изменения масштаба записи по ширине бумаги, что в значительной степени облегчает анализ и расшифровку эхограмм;
– большая надежность и бесшумность работы, обеспечиваемая отсутствием механико-кинематических схем;
– возможность регистрации нескольких параметров одновременно.
Многоперьевые самописцы имеют, однако, и недостатки. При использовании влажной электрохимической бумаги перья приходится изготовлять из сплавов благородных металлов (платина, иридий и др.). Может применяться и сухая электротермическая бумага, но при этом возникают трудности, связанные с необходимостью обеспечения хорошей изоляции между электродами при более высоких питающих напряжениях, требуемых для записи сигналов на ЭТБ. Кроме того, усложняется схема выходных каскадов, так как от них требуется выработка высоковольтных импульсных напряжений. Наличие большого количества перьев приводит к неравномерности их износа, что усложняет изготовление такой гребенки при записи на электротермической бумаге. Неравномерный износ перьев, кроме того, вызывает дискретность записи сигналов на бумаге. При использовании ЭТБ угольная пыль забивает зазоры между перьями и запись становится невозможной.
Принцип действия и структурная схема электронного индикатора
