The time-interval measuring modules with short deadtime designed for a multicjannel scaler of time-of-flight spectrometers is discussed in this paper. We compare the gated measuring module based on ECL devices with the time-interval measurement unit implemented in CMOS FPGA technology. The principle of operation, design process and the construction of the time-interval measuring system with short (5 ns) deadtime are described.
PL
W artykule przedstawiono moduły pomiaru odcinka czasowego z małym czasem martwym przeznaczone do współpracy ze spektrometrami masowymi czasu przelotu. Porównano moduły pomiarowe wykorzystujące zliczanie impulsów w bramkach czasowych, zrealizowane w technice ECL, z modułami pomiaru odcinka czasowego implementowanymi w układach CMOS FPGA. W artykule opisano konstrukcję, zasadę działania oraz proces projektowania modułów z czasem martwym ograniczonym do 5 ns.
The ultrasonic flowmeter which is described in this paper, measures the transit of time of an ultrasonic pulse. This device consists of two ultrasonic transducers and a high resolution time interval measurement module. An ultrasonic transducer emits a characteristic wave packet (transmit mode). When the transducer is in receive mode, a characteristic wave packet is formed and it is connected to the time interval measurement module inputs. The time interval measurement module allows registration of transit time differences of a few pulses in the packet. In practice, during a single measuring cycle a few time-stamps are registered. Moreover, the measurement process is also synchronous and, by applying the statistics, the time interval measurement uncertainty improves even in a single measurement. In this article, besides a detailed discussion on the principle of operation of the ultrasonic flowmeter implemented in the FPGA structure, also the test results are presented and discussed.
A method for the improving resolution of a time-interval measuring system implemented in a single FPGA structure is discussed. In this method the period of the standard oscillator is adjusted to the single tap delay. In this way the Vernier scale can be obtained and the system resolution can be significantly increased. A new time-interval measuring module with a Vernier scal (TIMMV) of resolution equal to 318.8 ps.
PL
Opisano metodę poprawy rozdzielczości systemu pomiaru odcinka czasowego implementowanego w pojedynczej strukturze FPGA. Metoda polega na dopasowaniu okresu sygnału wzorcowego do opóźnienia segmentu linii opóźniającej. W ten sposób uzyskuje się skalę pomocniczą (noniuszową) i rozdzielczość systemu może być zwielokrotniona. Zaprezentowano nowy moduł pomiaru odcinka czasowego z noniuszową skalą (TIMMV) o rozdzielczości równej 318,8 ps.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper provides description of very accurate measurement method of ferromagnetic rod Young modulus variations (ΔE effect) as a function of the magnetic field. The Young’s modulus variations measurement principle is based on change of sound velocity. The high resolution time of flight of ultrasonic wave measurement was applied. High resolution as good as 15 ps TDC (Time to Digital Converter) implemented in FPGA (Field Programmable Gate Array) was used. This feature allows measuring ΔE with accuracy of about a few ppm. The measurement accuracy mainly depends on resolution of time of flight measurement and sound speed in the tested material. The analog front-end part which is responsible for the time location of the reflected ultrasonic wave is very important part of the measurement system. In the article the results of measurements for different samples made of carbon steel are described.
PL
W artykule przedstawiono metodę pomiaru zmiany modułu Younga w pręcie ferromagnetycznym pod wpływem pola magnetycznego. Zastosowana metoda pomiaru zmiany modułu Younga polega na wysokorozdzielczym pomiarze czasu przelotu fali ultradźwiękowej. Zastosowano układ TDC (Time to Digital Converter) zaimplementowany w strukturze FPGA (Field Programmable Gate Array) o rozdzielczości rzędu 15 ps, co pozwala mierzyć zmianę modułu Younga z dokładnością kilku ppm. Uzyskiwana rozdzielczość pomiaru zależy głównie od rozdzielczości pomiaru czasu jak i od prędkości rozchodzenia się fali ultradźwiękowej w ośrodku. Ważnym elementem systemu pomiarowego jest analogowy układ do lokalizacji w czasie czoła odbitej fali ultradźwiękowej. Zaprezentowano również przykładowe wyniki pomiarów dla różnych gatunków stali węglowej.
Artykuł prezentuje budowę przyrządu służącego do przechwytywania kropel aerozolu wodnego wytwarzanego metodą wybuchową. Dotychczas nikt nie wykonywał tego typu pomiarów dla tak znacznej ilości rozpraszanej wody (1500 l). Zbudowany przyrząd umożliwia pośredni pomiar wielkości szybko poruszających się kropel aerozolu. Opracowano odporną na działanie wysokich ciśnień konstrukcję oraz oprogramowanie, które pozwala na zróżnicowany dobór parametrów pracy rejestratora.
EN
This article presents the building of the instrument (Fig. 1, Fig. 2) used to collect droplets of explosive formation of water aerosol. Such a method of producing water aerosol consists in the explosion of the explosive charge put inside the water capsule [1] and is potentially applicable in the case of extinguishing fires [2]. The sizes of droplets are important when designing an efficient system [1, 2], and such information is lacking in scientific literature. Up to now measurement of explosive formation aerosol droplets' size has been investigated with much less scale [6]. Performing droplet size measurements can be challenging, in view of the short distance from the explosive center, its high speed (200 m/s) and ambient pressures from the explosion (registered about 40 kPa in distance of 5 m from the axis of the water-capsule). These reasons are major obstacles to use known instruments and measurement methods [3, 4]. In this work, an instrument has been presented in a form of a trap-box (Fig. 2) to indirect measure the sizes of the aerosol droplets. This article presents the mechanical construction of instruments, which is immune for high pressure and humidity of the air; its modes; method of measurement; analysis of metrological parameters of trap-box and exemplary results.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.