способ и устройство для измерения времени распространения сигнала, в частности, ультразвукового сигнала

Формула изобретения

1. Способ измерения времени (Т_р) распространения ультразвукового сигнала от одного датчика к другому, один из которых является излучателем, а другой приемником, расположенных на расстоянии друг от друга, заключающийся в том, что подают на излучающий датчик возбуждающий сигнал (IЕ_n), содержащий n последовательных импульсов с периодом Т_е, посредством чего инициируют излучение ультразвуковой волны в направлении принимающего датчика, которая генерирует на выводе принимающего датчика принимаемый сигнал, отличающийся тем, что начинают измерение промежуточного времени (T_int) распространения, как только начнется возбуждение излучающего датчика, определяют принимаемый сигнал (SR_n) на выводе принимающего датчика и определяют частоту колебаний принимающего датчика, прекращают измерение промежуточного времени (Т_int) распространения в момент, когда определено i-тое колебание Р_i, определяют время (T_р) распространения сигнала по разности T_int -i·Т_е.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение промежуточного времени (T_int) распространения прекращают на i-том колебании (Р_i) принимаемого сигнала (SR_n), соответствующего максимальной амплитуде принимаемого сигнала.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что измерение промежуточного времени (T_int) распространения прекращают на i-том колебании (P_i) принимаемого сигнала (SR _n) при i1.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что измерение промежуточного времени (T_int) распространения прекращают на i-том колебании (Р_i) принимаемого сигнала (SR_n ) при i=n.

5. Способ по любому из предыдущих пп.1-4, отличающийся тем, что измерение промежуточного времени (T_int) распространения прекращают на i-том колебании (P_i) принимаемого сигнала (SR_n) при i=4.

6. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что измерение промежуточного времени распространения (T_int) прекращают на i-том колебании (Р_i ) принимаемого сигнала при i=5.

7. Способ по п.3, отличающийся тем, что число импульсов составляющих возбуждающий сигнал (IЕ _n), не равно 1.

8. Способ по любому из пп.1-4 и 7, отличающийся тем, что число импульсов n, составляющих возбуждающий сигнал (IE_n), не равно 4.

9. Способ по любому из пп.1-4 и 7, отличающийся тем, что число импульсов n, составляющих возбуждающий сигнал (IЕ_n), равно 5.

10. Устройство для измерения времени (Т_р) распространения ультразвукового сигнала, содержащее средство для формирования возбуждающего сигнала, излучающий датчик (1, 2), соединенный со средством формирования возбуждающего сигнала, принимающий датчик (2, 1), предназначенный для преобразования ультразвукового сигнала в принимаемый сигнал, средство сравнения, связанное с принимающим датчиком и предназначенное для сравнения амплитуды принимаемого сигнала с пороговым напряжением отключения и для генерации сигнала, представляющего колебания вышеуказанного принимаемого сигнала, отличающееся тем, что содержит средство вычитания фиксированного времени (НВ1, НВ2), связанное со средством формирования возбуждающего сигнала, предназначенное для вычитания фиксированного времени (Т₀), начиная с момента возбуждения излучающего датчика, средство определения i-того колебания (НВ3, НВ4), связанное со средством сравнения, предназначенное для подсчета числа колебаний принимаемого сигнала и для определения i-того колебания, средство измерения (НВ5) изменяемого интервала времени (T_IEX) между концом вычитания фиксированного времени (Т₀) и временем определения i-того колебания.

11. Устройство измерения времени (Т _р) распространения ультразвукового сигнала по п.10, отличающееся тем, что средство вычитания фиксированного времени содержит счетчик (НВ1) и декодер (НВ2).

12. Устройство измерения времени (Т_р) распространения ультразвукового сигнала по любому из пп.10 и 11, отличающееся тем, что средство определения i-того колебания содержит счетчик (НВ3) и декодер (НВ4).

13. Устройство измерения времени распространения (Т_р) ультразвукового сигнала по любому из пп.10 и 11, отличающееся тем, что средство измерения времени (T_IEX) содержит устройство экспандера времени (НВ5).

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение касается способа и устройства измерения времени распространения сигналов, а более точно ультразвуковых сигналов, которые распространяются между двумя датчиками.

Известен способ измерения времени Т_р распространения сигнала, например ультразвукового сигнала, между двумя датчиками, заключающийся в возбуждении излучающего датчика посредством возбуждающего импульса IE1. Такой возбуждающий импульс является по форме точно прямоугольным, и его спектр частот включает частоту возбуждения датчика. Этот импульс инициирует излучение передающим датчиком ультразвуковой волны в среду, разделяющую оба датчика. Ультразвуковая волна будет распространяться по направлению к принимающему датчику. На фиг.1 представлен возбуждающий сигнал IE1 излучающего датчика и сигнал на выходе принимающего датчика SR1. Способ заключается в том, что определяют первое колебание вышеуказанной волны с момента ее прихода на принимающий датчик. Временем Т_р распространения является время между моментом, когда излучающий датчик подвергается воздействию возбуждающего импульса, и моментом определения первого колебания ультразвуковой волны, пришедшей на уровень принимающего датчика. Этот способ трудно реализовать, он также приводит к ошибочным результатам измерения времени распространения сигнала. Ультразвуковая волна у принимающего датчика инициирует ответный сигнал с очень слабой амплитудой. В качестве примера можно рассмотреть измерение параметров при прохождении ультразвукового сигнала применительно к сетям отопления при использовании одного датчика с резонансной частотой около 1 МГц. Получают ответный сигнал с амплитудой приблизительно от 3 до 10 мВт.

На фиг.2 показано распространение ответного сигнала от принимающего датчика SR1, когда излучающий датчик возбужден одним импульсом. Способ заключается в определении первого колебания ультразвуковой волны PF1 путем определения превышения порогового напряжения. Способ требует, с одной стороны, определения очень низких уровней напряжения, а с другой стороны, точного управления порогом отключения устройства определения момента поступления колебания, чтобы ввести запаздывание в измерение времени распространения сигнала. Указанный способ может быть точным, если используют электронный элемент с эффективным отключением порога, но электронный элемент является дорогостоящим. Кроме того, способ может быть неточным при использовании электронного элемента с отключением порога.

Из патента США US 5123236 известен способ определения времени распространения ультразвуковой волны от одного датчика к другому. Излучающий датчик возбуждается квадратным импульсом, который инициирует появление ответного сигнала, типичного для генератора затухающих колебаний, пиковое значение амплитуды колебаний которого увеличивается для некоторого количества периодов перед тем, как уменьшиться. В способе предполагается возможность определения времени распространения ультразвукового сигнала между моментом возбуждения излучающего датчика и моментом его приема принимающим датчиком. Осуществляют расчет огибающей ответного сигнала путем определения, с одной стороны, амплитуды группы периодов, а с другой стороны, моментов прохождения сигнала через нулевое значение вышеуказанных периодов. Точка пересечения этой огибающей с базовой линией ответного сигнала затем рассчитывается для того, чтобы определить момент появления ответного сигнала на уровне датчика.

Наконец, определение времени распространения сигнала осуществляется путем вычисления разности между моментом возбуждения и моментом появления сигнала.

Из документа DE 4017022 известно электронное устройство, предназначенное для повышения точности измерения времени распространения ультразвуковой волны от одного датчика к другому. Это устройство позволяет точно определять момент, соответствующий приходу ультразвуковой волны. Получаемый сигнал поступает на два компаратора с различными пороговыми значениями напряжения. Генерируются один, так называемый циклический сигнал, и один, так называемый периодический сигнал. Эти сигналы служат для включения счетчика длины цикла и счетчика длины периода. Выход счетчика длины цикла соединен с запоминающим устройством для сохранения бинарного сигнала, соответствующего принимаемому сигналу. В конце измерения длины цикла содержание памяти анализируется с учетом периода сигнала. Сеть учитывает сохраненное значение, чтобы корректировать длину цикла и определять время распространения сигнала.

Расходомер с использованием ультразвуковых сигналов, описанный в документе US 5777238, измеряет время распространения ультразвукового сигнала путем использования по меньшей мере одного относительного стробирующего сигнала адаптивного или динамического, включающего одну постоянную составляющую и одну переменную составляющую, а также одного детектора или схождения к нулю.

Схождение к нулю определяют для каждого периода, составляющего полученный сигнал, и определение времени распространения основывается на средней величине, рассчитанной для периодов времени, соответствующих этим моментам прохождения через нулевое значение.

Указанные способы являются сложными для воплощения и требуют проведения различных измерений и хранения полученных значений, а также проведения многочисленных расчетов.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания упрощенного способа измерения времени Т_р распространения ультразвукового сигнала от одного датчика к другому, которые являются излучателем и приемником, и расположены на расстоянии друг от друга. Излучающий датчик подвергают воздействию возбуждающего сигнала, содержащего n последовательных импульсов с периодом Т_е, который инициирует излучение ультразвуковой волны. Ультразвуковая волна генерирует на выводе принимающего датчика принимаемый сигнал. Способ заключается в том, что

измеряют промежуточное время T_int распространения, начиная с момента возбуждения излучающего датчика,

определяют принимаемый сигнал на выводе принимающего датчика и определяют колебания принимаемого сигнала,

прекращают измерение промежуточного времени T_int распространения, когда будет определено i-ое колебание, и

определяют время Т_р распространения сигнала путем определения разности значений по формуле (T _int-i·T_e).

Число импульсов n, составляющих возбуждающий сигнал таково, что при n1 измерение промежуточного времени T_int распространения прекращается для i-ого колебания принимаемого сигнала при i1.

Согласно первому варианту воплощения изобретения измерение промежуточного времени T_int распространения прекращают для i-ого колебания принимаемого сигнала, соответствующего максимальной амплитуде принимаемого сигнала.

Согласно второму варианту воплощения изобретения измерение промежуточного времени T _int распространения прекращают для i-ого колебания принимаемого сигнала при i=n.

Согласно предпочтительному варианту воплощения число импульсов n, составляющих возбуждающий сигнал, составляет предпочтительно 4 или 5, и измерение промежуточного времени T _int распространения прекращают для i-ого колебания принимаемого сигнала предпочтительно при i=4 или 5.

Ответный сигнал датчика на последовательность импульсов n соответствует переходному ответному сигналу генератора колебаний с периодическим возбуждением. Пиковая амплитуда принимаемого сигнала возрастает очень быстро на первых периодах сигнала, затем амплитуда стабилизируется и становится постоянной. Одним преимуществом изобретения является то, что амплитуда i-ого колебания больше в случае ответного сигнала с последовательностью импульсов n (при n>1), чем в случае ответного сигнала с одним возбуждающим импульсом. Другое преимущество при проведении измерения времени распространения на i-ом колебании, выбранном соответствующим образом, позволяет провести измерение времени распространения сигнала со значительно большей амплитудой, чем первое колебание принимаемого сигнала. Таким образом, с одной стороны, порог отключения будет низким по отношению к пиковой амплитуде принимаемого сигнала, что ведет к тому, что запаздывание, вызываемое временем, которое необходимо принимаемому сигналу для достижения порога отключения, будет значительно меньше для i-ого колебания, чем для первого колебания, а с другой стороны, способ позволяет использовать стандартный компаратор с порогом отключения, и при этом нет необходимости точно контролировать порог отключения для улучшения точности измерения времени распространения сигнала.

В основу настоящего изобретения поставлена также задача создания устройства измерения времени Т_р распространения ультразвукового сигнала, содержащего

средство формирования возбуждающего сигнала,

излучающий датчик 1, 2, соединенный с указанным средством формирования возбуждающего сигнала,

принимающий датчик, преобразующий ультразвуковой сигнал в принимаемый сигнал,

средства сравнения, соединенные с принимающим датчиком, и предназначенные для сравнения амплитуды принимаемого сигнала с пороговым напряжением отключения и генерирования сигнала, представляющего колебания указанного принимаемого сигнала,

средства определения фиксированного времени Т₀, соединенные со средствами формирования возбуждающего сигнала, предназначенные для вычитания фиксированного времени Т₀ , начиная с момента возбуждения излучающего датчика,

средства определения i-ого колебания, соединенные с вышеуказанными средствами сравнения, предназначенные для подсчета числа колебаний принимаемого сигнала, и для определения i-ого колебания,

средства измерения изменяемого времени T_iex между концом подсчета Т ₀ и определением i-ого колебания.

Другие характеристики и преимущества изобретения приведены со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых фиг.1 изображает диаграмму распространения возбуждающего сигнала излучающего датчика и сигнала на выходе принимающего датчика; фиг.2 изображает диаграмму распространения ответного сигнала принимающего датчика в зависимости от времени, когда излучающий датчик возбуждается одним импульсом согласно известному способу измерения; фиг.3 изображает диаграмму распространения возбуждающего сигнала излучающего датчика и сигнал на выходе принимающего датчика в зависимости от времени согласно изобретению; фиг.4 изображает диаграмму распространения принимаемого сигнала на принимающем датчике в зависимости от времени, когда излучающий датчик возбуждается последовательностью импульсов согласно изобретению; фиг.5 изображает диаграмму изменения амплитуды принимаемого сигнала принимающего датчика для первого и i-того колебания, согласно изобретению; фиг.6a-6d изображают различные варианты электронных цепей согласно изобретению; фиг.7 изображает диаграммы различных сигналов, проходящих по цепям, согласно изобретению.

На фиг.3 показан возбуждающий сигнал IЕ_n для возбуждения излучающего датчика, а также принимаемый сигнал SR_n на выходе принимающего датчика. Время Т_р распространения, которое требуется измерить, представляет собой интервал времени между моментом, когда возбуждающий сигнал направляется на датчик, и моментом, когда результирующий ультразвуковой сигнал поступает на принимающий датчик.

Возбуждающий сигнал IЕ_n содержит последовательность из n импульсов с коэффициентом цикличности 0,5. Предпочтительно, чтобы число импульсов n, составляющих возбуждающий сигнал, было таковым, чтобы n1. Частотный спектр каждого импульса содержит по меньшей мере одну частоту Т_е возбуждения, близкую к резонансной частоте датчика, например 1 МГц. Таким образом, датчик приравнен к генератору и подвергается воздействию последовательности импульсов, где каждый импульс имеет четко прямоугольную форму. Датчик переходит в режим периодических колебаний, действующих в течение времени, связанного с числом импульсов, составляющих возбуждающий сигнал. Ультразвуковая волна, излучаемая излучающим датчиком в направлении принимающего датчика в среде, разделяющей оба датчика, формирует в результате возбуждающий сигнал, характеристики которого были описаны выше. Эта волна инициирует принимаемый сигнал SRn на уровне принимающего датчика. Ультразвуковая волна так же, как электрический принимаемый сигнал, появляющийся в результате на выходе принимающего датчика, представляет собой пакет волн, то есть колебаний, амплитуда которых возрастает, достигает максимального значения и уменьшается. Уменьшение амплитуды начинается, когда излучающий датчик не подвергается больше воздействию возбуждающего сигнала и работает как генератор с затуханием.

На фиг.4 представлена часть принимаемого сигнала, измеренного на выходе принимающего датчика. На фиг.5 представлена амплитуда этого сигнала для первого и i-ого колебания.

Первое колебание Р1 принимаемого сигнала имеет маленькую амплитуду V_max(1), но превышающую пороговое напряжение V_trig отключения, что позволяет определить ее через соответствующую электрическую цепь. При этом i-ое колебание Pi принимаемого сигнала имеет амплитуду V _max(i), значительно превышающую пороговое напряжение V _trig отключения. Определяют погрешность, допущенную при измерении времени, соответствующего конкретному моменту или превышению порогового напряжения, и она тем меньше, чем больше амплитуда. Следовательно, погрешность, допущенная на i-ом колебании Pi, значительно меньше, чем погрешность на первом колебании Р1. Чтобы свести к минимуму погрешность, допущенную при измерении времени распространения, предпочтительно проводить измерение промежуточного времени распространения на i-ом колебании, затем корректировать это измерение, разделяя на отрезки время, прошедшее между определением первого колебания и i-ого колебания. Измерение промежуточного времени T_int распространения прекращается на i-ом колебании принимаемого сигнала при i1.

Согласно предпочтительному варианту воплощения измерение промежуточного времени T_int распространения прекращается на i-ом колебании принимаемого сигнала, соответствующем максимальной амплитуде принимаемого сигнала.

Согласно другому варианту воплощения измерение промежуточного времени T_int распространения прекращается на i-ом колебании принимаемого сигнала при i=n.

На фиг.7 представлены диаграммы сигналов, поступающих в электронные цепи, фиг.(6a-6d). Батарея (не показана) обеспечивает подачу энергии, необходимой для функционирования различных электронных элементов, посредством соответствующего кабельного соединения.

Такое устройство находит применение для измерения расхода ультразвуковыми расходомерами. Оба датчика 1, 2 располагаются в потоке жидкости. Датчик 1 является попеременно излучающим, затем принимающим, другой датчик 2 действует в противоположном режиме по отношению к датчику 1. Интервалы времени распространения ультразвуковых волн между двумя датчиками 1, 2 в направлении вверх по течению Т1, затем вниз по течению Т2 в текущей жидкости позволяют рассчитать расход Q жидкости в зависимости от коэффициента К, зависящего от геометрии расходомера

На фиг.6а показана цепь, которая управляет излучением и приемом ультразвуковых волн датчиками 1, 2. Во время фазы излучения микроконтроллер (не показан) управляет направлением излучаемого сигнала ST1, ST2 (фиг.7) на датчик 1,2 соответственно. Излучаемый сигнал ST1, ST2 состоит из последовательности, образованной импульсами n с частотой f_e, например 1 МГц. Последовательность импульсов синхронизирована с хронометрическим сигналом CLK1.

На фиг.6а датчики 1, 2 содержат пластинку из пьезоэлектрического материала с двумя поверхностями, покрытыми металлом, одна из которых соединена с массой О, а другая с прерывателями U3, U4 соответственно. Когда датчик подвергается воздействию возбуждающего сигнала ST1 и излучает ультразвуковой сигнал в направлении датчика 2, прерыватель U3 открыт, тогда как прерыватель U4, соединенный с датчиком 2, находящемся в режиме приема, закрыт.

Конфигурация прерывателей инвертирована, когда датчик 2 подвергается воздействию возбуждающего сигнала ST2, тогда датчик 1 работает в режиме приема. Прерыватели U3, U4 управляются микроконтроллером (не показан) известным способом. Выходное напряжение VS1, VS2 датчиков 1, 2 соответственно подается на инверсный вход компаратора U5. На компаратор подано напряжение питания VDD на входе V⁺ . Вход V^- компаратора соединен с массой О. Неинверсный вход соединен с эталонным напряжением V_trig отключения. Выход компаратора соединен с инвертором U6. Таким образом, принимаемый сигнал SIG формируется на выходе компаратора U5, U6, который отрегулирован по величине порога V_trig отключения, равного эталонному напряжению. Превышение эталонного напряжения V_trig приводит к состоянию “0” на выходе компаратора U5. Если эталонное напряжение ниже - формируется состояние “1”. Сигнал SIG (см. фиг.7), подаваемый цепью, является показательным для принимаемого сигнала, поступающего от излучающего датчика. Каждый строб сигнала SIG соответствует положительной дуге колебания принимаемого сигнала.

На фиг.6b, 6с, 6d схематически показаны цепи, позволяющие измерить время распространения сигнала. Время распространения сигнала определяют путем сложения двух временных составляющих. Первая цепь (фиг.6b и 6d) позволяет вычесть фиксированное время Т₀, затем вторая цепь (фиг.6с) позволяет измерить время, оставшееся между Т₀ и моментом, соответствующим определению сигнала, соответствующего i-ому колебанию. Чтобы определить это оставшееся время, которое изменяется, надо суметь измерить малую длительность, что не может быть выполнено известными средствами, такими как хронометр и высокочастотный счетчик. Использование сети экспандера времени позволяет решить эту проблему. Принцип работы и воплощения сети экспандера времени описаны в патенте FR 2750495. Сеть экспандера времени НВ5 умножает длительность строб сигнала на коэффициент временного уплотнения, характерный для цепи экспандера времени. Временной интервал, расширенный на выходе цепи НВ5, определяют известным способом, что позволяет вывести из него длительность строб сигнала путем разделения длительности расширенного временного интервала на коэффициент.

На фиг.6b логический вентиль U7 типа “UO” принимает на один из своих входов сигнал ST1, а на другой сигнал ST2, при этом его выход соединен с входом LAT триггера типа DU8. Таким образом, когда один из сигналов ST1 или ST2 оказывается на одном из входов вентиля U7, его отсылают на вход LAT. Оба входа S и D триггера 8 имеют напряжение Vdd, то есть находятся в верхнем состоянии и вход R' подвергают воздействию сигнала инициализации RG. Выход Q' триггера U8 не используется. Другой выход Q триггера 8 соединяют с логическим вентилем U9 типа “ЕТ”, другой вход которого подвергают воздействию хронометрического сигнала CLK1. Таким образом, после инициализации триггера U8, как только сигнал ST1 или ST2 появляется на входе LAT, выход Q триггера переходит в верхнее состояние. Сигнал на выходе логического вентиля U9 становится в этом случае хронометрическим сигналом CLK1. Выход логического вентиля соединяют с входом CLK счетчика НВ1, который имеет один вход R, подвергающийся воздействию сигнала инициализации RG. Счетчик НВ1 будет подсчитывать число периодов, приходящих на его вход CLK после его инициализации сигналом RG. Выход счетчика НВ1 соединяют с входом декодера НВ2, который генерирует на выходе сигнал OSP, представляющий интервал фиксированного времени Т₀. Длительность интервала Т₀ соответствует длительности, в течение которой сигнал OSP находится в нижнем состоянии.

Цепь осуществляет вычисление фиксированного времени Т₀, начиная с первого изменения состояния, вызванного приходом сигнала ST1 или ST2 на один из ее входов на уровне вентиля U7.

Как только вычитание первой длительности интервала Т₀ выполнено, вторая цепь (фиг.6с) определит длительность оставшегося интервала между концом подсчета, соответствующего Т₀, и определением i-того колебания принимаемого сигнала SIG.

Прежде всего необходимо определить i-ое колебание. Эту задачу выполняет цепь (фиг.6d). Цепь содержит счетчик НВ3, который имеет два входа R и CLK, на которые приходят сигнал инициализации RG и сигнал SIG соответственно. После инициализации, как только поступает сигнал SIG, счетчик будет отсчитывать число строб импульсов, которые составляют принимаемый сигнал SIG. Вход декодера НВ4 соединяют с выходом счетчика таким образом, что когда счетчик доходит до i-ого строб-импульса, определяющий сигнал ESP на выходе декодера НВ4 перейдет в нижнее состояние в течение одного периода принимаемого сигнала SIG (фиг.7).

Цепь фиг.6с позволит определить длительность очень короткого интервала между концом вычитания времени Т₀ и определением i-ого колебания при помощи цепи экспандера времени НВ5. Первый триггер U12 типа D, на входы D и S которого подано напряжение Vdd и на вход R' которого подан сигнал инициализации RG, принимает на вход LAT сигнал OSP, который обозначает конец фазы вычитания Т₀ путем перехода в верхнее состояние (фиг.6b и 7). Выход Q' триггера U12 остается свободным. Выход Q переходит в верхнее состояние, когда сигнал OSP переходит из нижнего состояния в верхнее состояние. Выход Q триггера U12 соединяют с входами D и LAT триггеров U13 и U14 соответственно. На входы S, LAT и R' триггера U13 подают напряжение Vdd, определяющее сигнал ESP и сигнал RG инициализации соответственно. Выход Q триггера U13 не задействован, выход Q' соединяют с входом R' триггера U14. Таким образом, когда сигнал OSP переходит из нижнего состояния в верхнее состояние, начиная с конца вычитания времени Т ₀, а определяющий сигнал ESP переходит в верхнее состояние после определения i-ого колебания, выход Q' переходит из верхнего состояния в нижнее, выходной сигнал Q триггера U14 переходит в ноль (сигнал IEX). На выходы S и D триггера U14 подают напряжение Vdd. Выход Q' триггера U14 не задействован. На выход Q триггера U14 поступает сигнал IEX, который находится в верхнем состоянии, когда сигнал OSP переходит в верхнее состояние и пока определяющий сигнал ESP не перешел из нижнего состояния в верхнее.

Сигнал IEX является строб импульсом в верхнем состоянии, который начинается в конце вычитания времени Т₀ и заканчивается, когда определяют i-ое колебание. Экспандер времени НВ5 трактует сигнал IЕХ таким образом, что длительность времени T_IEX, в течение которого строб-импульс, соответствующий сигналу IЕХ, находится в верхнем состоянии, умножают на коэффициент T _fin. Результирующий сигнал на выходе экспандера времени НВ5 является сигналом IЕХ_ЕХР.

Оба сигнала OSP и IЕХ_ЕХР будут обрабатываться микроконтроллером (не показан), который определит промежуточное время распространения сигнала, например, для ультразвуковой волны, которая проходит между датчиками 1 и 2

Затем микроконтроллер определит время Т_р распространения в зависимости от выбранного числа i и периода возбуждающего сигнала ST1 датчика

T_p=T_int-i×T _e.

Сборку электронных цепей можно интегрировать в специфическое устройство Специализированной Интегральной Сети (ASIC). Число импульсов n, составляющих возбуждающий сигнал, так же как и число i, определяющее колебание принимаемого сигнала, на котором проводится измерение времени распространения, могут быть запрограммированы на уровне ASIC или программного обеспечения, обеспечивающего управление ASIC и эксплуатацию данных, которые он поставляет.

Эффективным образом измерение промежуточного времени T_int распространения прекращается на i-ом колебании принимаемого сигнала, соответствующего максимальной амплитуде принимаемого сигнала.

Например, в ультразвуковых расходомерах счетчики содержат ультразвуковые датчики с резонансной частотой, близкой к 1 МГц. ASIC и программное обеспечение запрограммированы таким образом, что число импульсов n, составляющих возбуждающий сигнал, предпочтительно n=4 или 5, и измерение промежуточного времени T_int распространения прекращают на i-ом колебании принимаемого сигнала, предпочтительно i=4 или 5. Кроме того, способ так же, как и устройство, в применении к ультразвуковому измерению расхода позволяет повысить существенным образом точность измерения и получить погрешность менее 0,05% во время измерения времени распространения при использовании элементов с отключением порога, общедоступных, недорогих и потребляющих мало энергии.

Способ был описан для ультразвуковых волн, но очевидно, что он не ограничивается этим типом волны, и может быть использован другой тип волн, например электрические или электромагнитные волны.