Устройство для измерения длины проката

 

Изобретение относится к средствам измерения длины движущихся объекf тов. Цель - повышение точности измерения длины проката за счет учета погрешности, возникающей при проскальзывании измерительного ролика относительно поверхности проката. В основу работы устройства положен принцип сохранения средней частоты импульсной последовательности на

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)4 С 01 В 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4193375/24-28 (22) 30.12.86 (46) 07.02.89. Ввп. ¹- 5 (71) Ленингр адский электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) В.Д. В арл амов, А.А. В ал ов, С.И.Дворкин, А.В.Петров и Н.М.Сафьянников (53) 621.317.39.53i.717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 855383, кл. G 0 1 В 7/04, 1979.

„„SU„„3456762 А1 (54) У.СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМКРЕНИЯ ДЛИНЫ

ПРОКАТА (57) Изобретение относится к средствам измерения длины движущихся объектов. Цель — повышение точности измерения длины проката за счет учета погрешности, воэникакщей при проскальзывании измерительного ролика относительно поверхности проката. В основу работы устройства положен принцип сохранения средней частоты

Г импульсной последовательности на

1456762 Изобретение относится к средствам измерения длины движущихся объектов и может быть использовано, например, для измерения длины проката в металлургии.

Цель изобретения - повышение точности измерения длины проката за счет учета погрешности, .возникающей . при скольжении измерительного ролика относительно поверхности проката.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения длины проката в блок формирования мерных импульсов введены четвертый счетчик, преобразователь код — интервал, вычитатель, четвертый триггер, первый и второй формирователи импульсов, причем информационные входы второго и четвертого счетчиков подключен к входам кодов начальной установки, выход заема второго счетчика подключен к входу сброса второго триггера, вход установки которого объединен с входом установки второго счетчика, выходом первого формирователя и входом синхронизации третьего триггера, входы сброса и установки которого подключены к инверсному и прямому выходам четвертого триггера соответственно, счетный вход которого соединен с выходом схемы сравнения, первый вход которой подключен к входу кода приращения, а второй вход соединен с выходом вычитателя, суммирующий вход которого объединен с выходом четвертого счетчика и кодовым входом преобразователя код - интервал, а вычитающий вход подключен к выходу третьего счетчика, суммирующий вход которого соединен с первым

20. стоянии от их оси, фиксаторы 3 и 4 заднего края проката, первый иэ которых установлеч на расстоянии Ь перед валками, импульсный преобразователь

5, триггер 6„ один вход которого соединен с фиксатором 1 переднего края проката, а второй — с первым фиксато35 ром 3 заднего края проката, счетчик

7, управляющий вход которого соединен с выходом триггера 6, ключ-умножитель 8 и элемент И 9, первый вход которого соединен с выходом фиксато40 ра 4 заднего края проката, второй входе счетчика 21 длины проката при пробуксовке или скольжении валков относительно поверхности проката.

Частотно-импульсная следящая система получает динамическое равновесие при

F = F (средние частоты импульсных последовательностей, поступающих на суммирующий и вычитающий входы счетчика 21 соответственно). Счетчик 21 определяет среднюю величину периода Т. Измерение заканчивается в момент фиксации заднего края проката фиксатором 3, от сигнала которого триггер 6 переходит в нулевое состояние, выключая оба управляющих входа ключа-умножителя 8. Сигналы с импульсного преобразователя 5 перестают поступать в счетчик 7, который выдает информацию о длине проката.

2 ил. выходом генератора, второй выход которого соединен с частотным входом преобразователя код — интервал, а вход сброса подключен к входу установки четвертого триггера и выходу второго формирователя импульсов, вход которого объединен с выходом импульсного преобразователя и входом .первого формирователя импульсов, первый выход преобразователя код — интервал подключен к второму входу третьего элемента И, а второй выход — к суммирующему входу четвертого счетчика, вычитанщий вход которого соединен с выходом второго элемента И, вход разрешения счета соединен с инверсным выходом третьего триггера, а вход установки соединен с входом сигнала начальной установки.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временная диаграмма работы устройства, Устройство содержит фиксатор 1 переднего края проката, установленный после валков 2 на базовом рас3 145676 вход подключен к выходу триггера 6, а выход соединен с первым управляющим входом ключа-умножителя 8, второй управляющий вход которого соеди нен с выходом триггера 6, а выход

5 подключен к счетному входу счетчика

7, блок 10 формирования мерных импульсов, состоящий из триггеров 11 и 12, счетчиков 13 и 14, схемы 15 сравнения, генератора 16, элементов

И 17-19, элемента ИЛИ 20, прямой выход триггера 11 подключен к первому входу элемента И 17,второй вход которого соединен с первым выходом генератора 16, а выход подключен к счетному входу счетчика 13, прямой выход триггера 12 соединен с первым входом элемента И 18, а инверсный выход подключен к второму входу эле- 20 мента И 19, первый вход которого соединен с выходом импульсного преобразователя 5, а выход подключен к второму входу элемента ИЛИ 20, первый вход которого соединен с выхо- 25 дом элемента И 18, а выход подключен к входу ключа-умножителя 8, счетчик

21, преобразователь 22 код — интервал, вычитатель 23, триггер 24, формирователи 25 и 26 импульсов, инфор- 30 мационные входы счетчиков 13 и 21 подключены к входам 27 и 28 кодов начальной установки соответственно, выход заема счетчика 13 подключен к входу с6роса триггера 11, Вход установки которого объединен с входом установки счетчика 13, выходом формирователя 25 и входом синхронизации триггер а 1 2, входы сброс а и уст ановки подключены соответственно к инверсному и прямому выходам триггера

24, счетный вход которого соединен с выходом схемы 15 сравнения, первый вход которой подключен к входу 29 кода приращения, а второй вход. соеди- 45 нен с выходом вычитателя 23, суммирующий вход которого объединен с выходом счетчика 21 и кодовым входом преобразователя 22 код — интервал, а вычитающии вход подключен к выходу 50 счетчика 14, суммирующий вход которого соединен с первым выходом генератора 16, второй выход которого соединен с частотным входом преобразователя 22 код — интервал, а вход сброса подключен к входу установки триггера 24 и выходу формирователя 26 импульсов, вход которого объединен с выходом импульсного преобразователя

2 4

5 и входом формирователя 25 импульсов, первый выход преобразователя 22 код — интервал подключен к второму входу элемента И 18, а второй выход — к суммирующему входу счетчика

21, вычитающий вход которого соединен с выходом элемента И 17 вход разрешения счета соединен с.инверсным выходом триггера 12, а вход установки соединен с входом сигнала начальной установки.

Устройство работает следукщим образом.

В исходном положении фиксаторы

1,3 и 4 края проката выдают во внешние цепи .нулевые сигналы, триггеры

6 и 11 находятся в нулевом состоянии, элемент И 9 закрыт, на оба управляющих входа ключа-умножителя 8 поступают запрещающие сигналы и на счетный вход счетчика 7 импульсы не проходят, В момент фиксации переднего края проката фиксатором 1 от сигнала триггер 6 переходит в единичное состояние,при котором отключается прямой канай ключа-умножителя 8. Приход первого импульса с импульсного преобразователя 5 инициирует, установку в единичное состояние триггера 11 и кода N0 в счетчик 13 и кратковременный импульс формирователя 25, вырабатываемый по его переднему фронту. При этом число N соответствует минимальной величине периода следования импульсов импульсного преобразователя 5 с вычетом единицы, выра" женной в единицах периодов сигналов, вырабатываемых на первом выходе генератора 16. Установка триггера 11 приводит к списыванию кода счетчика

13 до момента формирования им сигнал а з аема, который в свою очередь инициирует сброс триггера 11 до очередного прихода импульса с преобразователя 5. Таким образом, на выходе триггера 11 формируется последовательность широтно-импульсных сигналов с постоянной длительностью и переменным периодом, относительная длительность которых может быть выражена следукщим образом: где i Т вЂ” величины длительности и периода ШИИ-сигнала < соответственно, 14567 или д=Т „„/т, учитывая сказанное вышее.

При этом средняя частота за пери- 5 од VIHM-сигналов импульсной последовательности, поступающей на выход элемента И 17, определяется следующим образом:

Т мин

f = f

0 Т

62 6 где f =f,,N> — частота импульсов, поступающих со второго выхода генератора 16;

N, — число, соответствующее коду счетчика 21.

Таким образом, уравнение динамического равновесия можно записать в виде

No/T = No/NòTo °

N,= Т/т

15 где f — частота генератора 16 на

его первом выходе.

Принимая во внимание функционирование счетчика 13

Nofо (1)

0 Т т

В дальней пем широтно-модулированная последовательность импульсов с выхода элемента И 17 проходит на вычитающий вход счетчика 21, на вход разрешения счета которого поступает единичный сигнал с инверсного выхода триггера 12. Последний сбрасыва25 ется сигналом формирователя 25 импульсов при нулевом начальном состоянии триггера 24. Счетчик 21, предварительно установленный сигналом ST начальной установки в состояние, соответствующее периоду Т в начале движения проката, начинает при этом уменьшать код, увеличивая тем самым частоту поступления импульсов с преобразователя 22 код — интервал на 35 суммирующий вход счетчика 21.

В основу работы устройства положен принцип сохранения средней частоты импульсной последовательности на входе счетчика длины проката при

40 пробуксовке или скольжении валков относительно поверхности проката.

Образуемая частотно-импульсная следящая система получает динамическое равновесие при 45

F»= F1 где F,F — средние частоты импульсных последовательностей, по ступающих да суммирую- 50 щий и вычитающий входы счетчика 21 соответственно.

При этом частота F» формируется в соответствии с выражением (1). Величина F+ определяется, исходя из функционирования преобразователя 22 код — интервал, выходная частота которого f/N Ä

Отсюда код счетчика 21 средней величины периода Т определяется

На втором выходе преобразователя

22 код - интервал формируется им.пульсная последовательность со средними значениями частоты Е /N, и периода Т соответственно (для упрощения устройства число N,,принято кратным числу 2). Одновременно на счетчике

14 накапливается код мгновенного значения периода следования сигналов импульсного преобразователя 5 перио-. дически сбрасываемого кратковременным сигналом формирователя 26 импульсов, вырабатываемого по заднему фронту сигнала формирователя 25. Таким образом, на второй вход схемы

15 сравнения поступает код разности среднего и мгновенного значений периодов Т-Т, характер изменения которого иллюстрируется графиком на фиг.2, Условие пробуксовки или скольжения измерительного ролика относительно поверхности проката определяется выходом величины разности Т-Т за пределы допустимого диапазона, определяемого кодом М. Этой ситуации соответствует либо отсутствие момента равенства Т-Т=М за период Т, либо двухкратное появление сигнала на выходе схемы сравнения в моменты равенства. При этом триггер 24 остается в единичном состоянии, и очередной приход сигнала импульсного преобразователя 5 инициирует установку триггера 12 в единичное состояние, блокируя тем самым прохождение на выход элемента И 19 сигналов импульсного преобразователя 5 и разрешая поступление импульсной последовательности с выхода элемента ИЛИ 20 со средней частотой, предшествующей нарушению сцепления. Изменение кода счетчика

21 при этом блокируется сигналом триггера 12 до прекращения пробуксовки или скольжения.

1456762 8

В момент фиксации заднего края проката фиксатором 4 от сигнала отк- рывается элемент И 9, на другой вход которого подается разрешалции сигнал с триггера 6. Сигнал с выхода элемента И 9 включают канал умножения ключа-умножителя 8, обеспечивая с этого момента поступление на счетный вход счетчика 7 умноженного на

m количества импульсов с выхода элемента ИЛИ 20.

Измерение заканчивается в момент фиксации заднего края проката фиксатором 3, от сигнала которого триггер 6 переходит в нулевое состояние, выключая оба управляющих входа ключа-умножителя 8, Сигналы с импульсного преобразователя 5 перестают поступать на счетчик 7 импульсов.

Последний ведет инфрормацию в соответствии с выражением

16+ 1 где 1 — базовая длина, равная расстоянию от фиксатора 1 до в алков;

m — масштаб длины импульса преобразователя 5;

М вЂ” количество импульсов преобр азов ат еля 5, э афиксированных за время измерения счетчиком 7.

Таким образом, учитываются как пробуксовка, так и скольжение измерительного ролика относительно по-. верхности проката.

Формула из обр ет ения

Устройство для измерения длины проката, содержащее фиксатор переднего края проката, установленный после валков на базовом расстоянии от их оси, первый и второй фиксаторы заднего края проката, один из которых установлен на расстоянии L перед валками, импульсный преобразователь, первый триггер, один вход которого соединен с фиксатором переднего края проката, а другой вход - с первым фиксатором заднего края проката, первый счетчик, управляющий вход которого соединен с выходом первого триггера, ключ-умножитель и первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго фиксатора заднего края проката, второй вход соедийен с выходом первого, ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход элемента ИЛИ соединен с входом ключаумножителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьш ения точности„ блок формирования мерных импульсов соединен с дополнительными четвертым счетчиком, преобразователем код— интервал, вычитателем, четвертым

35 триггером, первым и вторым формирователями импульсов, информационные входы второго и четвертого счетчиков соединены с входами кодов начальной установки, выход второго

40 счетчика соединен с входом второго триггера, S-вход которого соединен с входом установки второго счетчика, выходом первого формирователя и Свходом третьего триггера, R- u S-вхо4 ды которого соединены с инверсными и прямыми выходами четвертого триггера соответственно, Т-вход которого соединен с выходом схемы сравнения, первый вход которой соединен с входами кода приращения, а второй вход соединен с выходом вычитателя, суммирукщий вход которого соединен с выходом четвертого счетчика и D-входом преобразователя код — интервал, 55 а вычитающий вход соединен с выходом третьего счетчика, суммирующий вход которого соединен с первым выходом генератора, второй выход которого соединен с Р-входом преобразова5

25 триггера, а выход соединен с первым управляющим входом ключа-умножителя, второй управляющий вход которого соединен с выходом первого триггера, а выход соединен со счетным входом первого счетчика, блок формирования мерных импульсов, состоящий из второго и третьего триггеров, второго и третьего счетчиков, схемы сравнения, генератора, второго, третьего и четвертого элементов И, элемента ИЛИ, прямой выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом генератора, а выход второго элемента И соединен со счетным входом второго счетчика, прямой, выход третьего триггера соединен с первым входом третьего элемента И, а инверсный выход соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом импульсного преобразователя, а выход . соединен с первым входом элемента

Составитель Л.Крюкова

Техред 11.Ходанич

Редактор И. Горная

Корректор И.йулла

Заказ 7543/37 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно — полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

9 1456 теля код — интервал, R-вход третьего счетчика соединен с S-входом четвертого триггера и выходом второго формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом импульсного преобразователя и входом первого формирователя импульсов, первый выход преобразователя код — интервал сбединен с вторым входом третьего

762 1О элемента И, а второй выход соединен с суммирующим входом четвертого счетчика, вычитающнй вход которого соединЕн с выходом второго элемента

И, вход разрешения счета четвертого счетчика соединен с инверсным выходом третьего триггера, а вход установки соединен с входом сигнала начальной установки.