Устройство для измерения скорости движения моделей

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет автоматизировать обработку результатов аэробаллистических экспериментов в системах исследования движущихся объектов. При пересечении моделью плоскости первого датчика IQ к первому формирователю 2о вырабатывается импульс, который устанавливает в единичное состояние триггер 3, запускает ждущий генератор 6, тактовые импульсы которого поступают на вход цифрового измерителя 7, Одновременно значение кода цифрового измерителя 7 заносится в регистр 8 и запоминается по начальномуадресу в запоминающем блоке 9. Через заданное время на выходе элемента 4 вырабатывается импульс, увеличивающий содержимое счетчика 5 на единицу и устанавливаюошй адрес следующего датчика, а также устанавливающий триггер 3 в нулевое состояние и запрещающий запись информации в запоминающий блок 9. При пересечении моделью плоскости (N+l)-ro датчика в запоминающем блоке 9 запоминается последовательность кодов, характеризующих время пролета участков 1 .. ,1.. Результаты измерения можно вьшодить на блок индикации в автономном режиме , без участия ЭВМ 12. Для автоматического ввода в ЭВМ 12 на шине режима 15 устанавливается соответствующий код, который поступает на блок сопря - жения 11, далее производится ввод данных из блока 9 в ЭВМ 12. В ЭВМ производится обработка результатов измерения и определяются параметры движения моделей. 2 ил. if

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1448282 А1 (511 4 G 01 P 3/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Д .Ц-.@»,—

"4» .

Н А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР. (21) 4126896/24-10 (22) 30.05.86 (46) 30.12.88, Вюл. М 48 (71) Московский инжейерно-физический институт (72) И.M.ßäûêèí (53) 531. 767 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 569949, кл. G 01 P 3/64, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 711475, кл. G 01 P:. 3/66, 1977.

Авторское свидетельство СССР

lf 1134914, кл. С 01 Р 3/36, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ МОДЕЛЕЙ (57) Изобретение относится к измеригельной технике и позволяет автоматизировать обработку результатов аэробаллистических экспериментов в системах исследования движущихся объектов, 1lри пересечении моделью плоскости первого датчика 1д к первому формирователю 2 вырабатывается импульс, который устанавливает в единичное состояние триггер 3, запускает ждущий генератор 6, тактовые импульсы которого поступают на вход цифрового измерителя 7 ° Одновременно значение кода цифрового измерителя 7 заносится в регистр 8 и запоминается по начальному. адресу в запоминающем блоке 9. Через заданное время на выходе элемента 4 вырабатывается импульс, увеличивающий содержимое счетчика 5 на единицу и устанавливающий адрес следующего датчика, а также устанавливающий триггер 3 в нулевое состояние и saпрещающий запись информации в запоминающий блок 9. При пересечении моделью плоскости (Я+1)-го датчика в запое минающем блоке 9 запоминается после" довательность кодов, характериэующих время пролета участков 1 ...1„. ф

Результаты измерения можно выводить на блок индикации в автономном режиме, без участия ЭВМ 12. Для автоматического ввода в ЭВМ 12 на щине режи- С ма 15 устанавливается соответствующий код, который поступает на блок сопря жения 11, далее производится ввод данных из блока 9 в ЭВМ 12. В 3ВМ производится обработка результатов измерения и определяются параметры движения моделей. 2 ил.

1448282

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизации аэробаллистических экспериментов в системах исследования движущихся объектов.

Целью изобретения является повышение быстродействия и помехоустойчивости, расширение области применения за счет измерения скорости и ускорения 10 вдоль исследуемого участка траектории.

На фиг.l приведена структурная схема предложенного устройства; на фиг.2 - алгоритм обработки результатов измерений.

Устройство содержит импульсные датчики 1 "1 перемещения, формирователи Q --2я импульсов, триггер 3, элемент 4 3 ер Н9 двоичный счетчик 5 20 ждущий генератор 6 импульсов, цифровой измеритель 7 времени, регистр 8, запоминающий блок 9, блок 10 индикации, блок Il сопряжения, электронную вычислительную машину 1 2, Схема также содержит шину 13 начальной установки, входы 14 коэффициента преобразования, вход l5 режима, выход 16 переполнения, вход 17 установки в нуле вое состояние, входы 18-21 обнуления, вход 22 установки в единичное состояние, счетные входы 23 и 24, вход 25 остановки, синхровход 26, вход 27 запуска, счетный вход 28, вход 2С управления записью-считыванием, адресные входы 30 и 3l информационные

35 входы 32-34, порты 35 и 36 обмена, Выходы каждого датчика 1, перемещения подключены к первым входам соответствующих формирователей 2;, 40 вторые входы которых подключены к вь ходу последующего формирователя 2 i " так, что все формирователи 2 последовательно соединены друг с другом, причем второй вход последнего форми- .<5 рователя 2ц заземлен, а выход первого формирователя 2 соединен с первым входом 22 триггера 3 и входом 27 запуска генератора 6, третьи входы формирователей 2 соединены между собой и подключены к шине 13 начальной установки, к которой также подключены входы 18-23 обнуления, прямой выход триггера 3 соединен с входом элемента 4 задержки, синхровходом 26 ре55 гистра 8 и входом 29 записи-считывания запоминающего блока 9, выход элемента 4 задержки соединен с входом 17 установки в нулевое состояние

Принцип работы устройства основан на предположении постоянства ускорения модели на каждой паре соседних участков траектории: 1; и 1 для

О...,N. При линейном измерении скорости модели на участке 1; с по- стоянным ускорением А значение скорости в момент t определяется как

V Лt + V где Чо — начальное значение скорости, а время t; пролета участка 1 определяют из выражения

21; юз

Ч4-а + (1) где V; и V; — значения скорости на границах участка.

Для каждой пары соседних участков составляют систему уравнений: (2)

VÄ+,= V> +a; t;+q = V;, +а (t, + е;„) (3)

V; 1+ V1 - 21,И„ (4)

V; + V, = 2(1 +1,+<)/(t; +t,+ ) (5) V; =V;„+at;„триггера 3 и вторым счетным входом 24 счетчика 5, первый счетный вход 23 счетчика 5 подключен к шине последовательного пересчета адресов, выход 16 переполнения счетчика 5 подключен .к входу 25 остановки ждущего генератора 6, разрядные выходы счетчика 5 подключены к соответствующим адресным входам 30 запоминающего блока 9 и 31 блока 10 индикации, порты 35 и 36 обмена соединены между собой и подключены к соответствующим разрядам информационного входа 34, соответствующие шины блока 11 сопряжения и

ЭВИ 12 соединены между собой, вход 15 режима блока 11 сопряжения подключен к шине установки режима, выход ждущего генератора 6 подключен к счетному входу 28 измерителя 7 времени, разрядные выходы которого подключены к соответствующим разрядам информационных входов 32 регистра 8, разрядные выходы которого подключены к информационным. входам 33 запоминающего бло- ка 9.

Импульсные датчики 1,-1„ перемещения можно выполнить как контактными, так и бесконтактными, например это могут быть световые барьеры. На фиг.1 размеры измеряемых участков трассы полета обозначены как 1-».

Устройство работает следующим об" разом. з

14482

Из данной системы уравнений для вычисления ускорения записывают:

1+1ti 1 +1 з

5 л t j+q(t(+ti+g) »

Далее вычисляют скорость в -4d сечении трассы по формуле

1, a; t;

Ч; — — + .- — — (7) 10

Таким образом, вычисляя для каждой пары соседних участков значения скорости Ч; и ускорения а; в исследуемых сечениях траектории, можно контроли15 ровать укаэанные параметры движения модели вдоль .трассы движения, Перед началом эксперимента на шине режима устанавливается режим "Измерение", который поступает на вход 15 блока 11 сопряжения, На входы 14 sa20 дают коэффициент К преобразования в зависимости от требуемой точности из» мерения и диапазона исследуемых скоростей, По шине 13 начальной установ 2 ки подается импульс, который обнуляет содержимое счетчика 5, измерителя 7 времени и регистра 8, а также устанавливает Формирователи 2, генератор 6 и триггер 3 в начальное сос», тояние, При пересечении моделью плоскости первого датчика 1а к первому Формирователю 2 вырабатывается импульс заданной длительности, который посту" пает йа первый вход 22 триггера 3, устанавливая его в единичное состоя" ние, и на вход 27 запуска ждущего генератора 6 импульсов, инициируя вы" работку на его выходе тактовые импульсы (TH) с периодом К Кто, которые поступают на счетный вход цифрового измерителя 7, Одновременно изменение состояния триггера 3 по фронту О/1 сигнала на его прямом выходе заносится значение цифрового

45 измерителя 7 в регистр 8 (значение

9...0 для первого датчика lz) и устанавливается по входу 29 запоми" иающего блока 9 режим записи.

Таким образом, по адресу О,, ° 0 для первого датчика, установленному иа счетчике 5, записывается код с ре» гистра 8. Через время t z+, требуемое на запись.в запоминающий блок, на выходе элемента 4 задержки выра« батывается импульс, который поступает на счетный вход 24 счетчика 5, увеличивая его значение на единицу, / т. е, устанавливает адрес следующего датчика, а также поступает на вход 17 триггера 3, устанавливая его в нулевое состояние и запрещает запись в память.

Далее тактовые импульсы с выхода генератора 6 поступают на измеритель 7 и выполняется измерение времени пролета первого участка.

При пересечении моделью плоскости второго датчика 1 к второму формирователю 2 поступает импульс, На выходе формирователя 2» вырабатывается импульс, поступающий через первый формИрователь 2О на вход 22 триггера 3, устанавливая его в единичное состояние, При этом генератор 6 остается в режиме выработки импульсов.

К этому моменту в измерителе 7 сформирован код, характеризующий время tg пролета участка 1 . Значение этого кода по фронту О/l сигнала на выходе триггера 3 заносится в регистр 8, Кроме того, на входе 29 вновь уста навливается режим записи и значение кода tq записывается в блок 9 по адресу 0...01, Далее через время t> триггер 3 устанавливается в нулевое состояние, а счетчик 5 увеличивает значение на единицу, Измеритель 7 продолжает счет тактовых импульсов, При пересечении моделью плоскости третьего датчика 1 работа устройства осуществляется аналогично. К этому моменту в измерителе будет сформирован код, характеризующий вре мя tq + tq пролета участков 1 + 1 .

В устройстве используется общее измерение времени от момента пересече-. ния первого датчика 1О и запоминания соответствующих промежуточных значений. В дальнейшем (для последующих датчиков), работа устройства осуще" ствляется аналогично.

При пересечении моделью плоскости (M+1)-го датчика 1 в запоминающий блок записывается код характеризующий время t<+tg+...+tN пролета участков Q + 1 +...+1я.Кроме того, по импульсу, поступающему на счетный вход 24 счетчика 5, вырабатывается импульс на его выходе 16 переполнения, который останавливает по входу 25 генератор 6 импульсов.

По окончании измерений вывод результатов измерений на индикацию может выполняться в автономном режиме, без участия ЭВМ 12. Для этого необ82. 6

5 14482 ходимо подать импульс по шине 13 начальной установки. Прн этом нулевое состояние триггера 3 указывает на режим считывания для запоминающего устройстна. Адрес (номер) датчика и считываемая из блока 9 информация по:ступают на соответствующие входы 31 и 34 блока 10 индикации и вьдаются на табло индикации, Считывание изме- lp ренных интервалов выполняется последовательно при подаче одиночных им« пульсов на счетный вход 23 счетчи" ка 5.

Для автоматического ввода резуль- 15 татов измерений в ЭВМ устройство переводится в режим "Обработка". При этом на шине режима устанавливается соответствующее значение, которое поступает на блок 11 сопряжения. Далее zo под управлением ЭВМ производится о6 es информацией между запоминающим устройством 9 и ЭВМ 1 2. Алгоритм обработки результатов измерений привеДен на фиг.2. Результаты обработки 25

Могут быть выведены на экран. дисплея, распечатаны по АЦПУ или вьданы соот-. ветствующие графики иа графопостроитель.

При проведении экспериментов раз- 30 рядность измерителя 7 и коэффициент К на входах 14 выбирают такими, чтобы было возможно измерение временного интервала tq+ tg+...+t .

Йпя уменьшения Разрядности измери З5 теля 7 достаточно выбрать разрядность, требуемую для измерения интервала шах

-."†-- t, . Тогда для определения момен-.

i l,n

l та времени пересечения моделью i-ro 4п датчика необходимо к измеренному коду прибавить максимальное значение измерителя умноженное на (i""3}.

Измеритель 7 нремени выполняет сквозное измерение, что позволяет увеличить точность измерения интервалов времени, а также позволяет при обработке результатов исключить из обработки те значения интервалов t которые соответствуют "ложным" сра6а- 50 чъ ваниям датчиков.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости движения моделей, содержащее N+l датчиков перемещения, подключенных к первым входам N+l формирователей импульсов, измеритель времени, двоичный счетчик, триггер, ЭВМ, выход пер-. вого формиронателя импульсов соединен с входом, установки триггера в единичное остояние, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и помехоустойчивости, расширения области применения, в него дополнительно введены элемент задержки, блок индикации, ждущий генератор импульсов, шина установки, шина последовательного пересчета адресов, шина режима последовательно соединенные регистр, запоминающий блок, блок сопряжения и ЭВМ, причем второй вход каждого формирователя импульсов подключен к выходу последующего формироваталя, при этом нсе фор« мирователи последовательно соединены друг- с другом, а второй вход N-ro формирователя заземлен, выход первого формирователя соединен с входом запуска ждущего генератора импульсов, третьи входы формирователей импульсов объединены и подключены к шине установки, к которой подключены входы обнуления двоичного счетчика, измерителя времени, ждущего генератора импульсов и триггера, выход которого соединен с входом синхронизации регистра, входом управления режимом записи-считывания запоминающего блока, выходы которого соединены с блоком индикации, и входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом обнуления триггера и с первым счетным входом двоичного счетчика, второй счетный вход которого подключен к шине последовательного пересчета адресов, а разрядные выходы подключены к соответствующим разрядам адресных входов запоминающего блока и блока индикации, выход переполнения двоичного счетчика подключен к входу остановки ждущего генератора импульсов, шина режима подключена к вторым входам блока сопряжения, выход ждущего генератора подключен к счетному вхо-. ду измерителя времени, разрядные выходы которого подключены к соответст.вующим разрядам информационных входов регистра, 1 448282

Составитель B.Ïàðàìîíîâ

Техред А. Кравчук Корректор В.Гнрняк

Редактор N.Келемеш

Проиэводственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 6842/50 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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