Способ взвешивания движущихся объектов и устройство для его осуществления

 

Изобретение позволяет повысить точность взвешивания грузов, транспортируемых транспортными средствами, в движении. Для этого на пути движения объекта последовательно размещают несколько измерительных участков с силоизмерительными датчиками 3-5, а путевые датчики 1 и 2 размещают перед первым измерительным участком, и по их сигналам определяют скорость движения объекта и расстояние между .его осями. Затем производят последовательное измерение сигналов силоизмерительных датчиков с частотой, равной отношению скорости движения к длине измерительного участка , формируют периодический сигнал суммированием прямых сигналов от нечетных силоизмерительных датчиков и инверсных сигналов от четных силоиэмерительных датчиков, которые после цифровой фильтрации используют для вычисления веса. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G Ot G 19/02

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4128291/10 (22) 04.08.86 (46) 07,10.91. Бюл. Q 3? (71) Институт электроники АН БССР (72) В А.Пилипович, А.К.Есман и В.Н.Богачев (53) 681,269 (088.81 (56) Патент США N 4049069, кл. G 01 G 19/02, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Q 1183839, кл. G 01 G 9/02, 1984. (54) СПОСОБ ВЗВЕШИВАНИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить точность взвешивания грузов, транспортируемых транспортными средствами, в движении. Для этого на пути движения объ„„БУДД 1682820 А1 екта последовательно размещают несколько измерительных участков с силоиэмерительными датчиками 3-5, а путевые датчики 1 и 2 размещают перед первым измерительным участком, и по их сигналам определяют скорость движения объекта и расстояние между.его осями, Затем производят последовательное измерение сигналов силоизмерительных датчиков с частотой, равной отношению скорости движения к длине измерительного участка, формируют периодический сигнал суммированием прямых сигналов от нечетных силоизмерительных датчиков и инверсных сигналов от четных силоиэмерительных датчиков, которые после цифровой фильтрации используют для вычисления веса. 2 с. и 1 з,п. ф-лы. 3 ил.

1682820 сти

10

20

f= ч!1, 40

Изобретение относится к весоизмерительной технике.

Цель изобретения — повышение точноСпособ взвешивания движущихся объектов заключается в том, что на пути движения объекта последовательно размещают несколько измерительных участков с силоизмерительными датчиками, путевые датчики размещают перед первым измерительным участком, по их сигналам определяют скорость движения объекта и расстояние между его осями, производят последовательное измерение сигналов силоиэмерительных датчиков с частотой, равной отношению скорости, движения к длине измерительного участка, формируют периодический сигнал суммированием прямых сигналов от нечетных силоизмерительных датчиков и инверсных сигналов от четных силоизмерительных датчиков, который после цифровой фильтрации используют для вычисления веса.

Сущность способа заключается в том, что при перемещении движущегося объекта по измерительным участкам формируется периодический сигнал, амплитуда которого прямо пропорциональна весу движущегося объекта и только. Частота опроса датчиков силоизмерительных определяется выражением где — длина измерительного участка; v— скорость движения объекта, определяемая по сигналам путевых датчиков, расположенных перед измерительными участками на заданном расстоянии друг от друга, С лгналы силоизмерительных датчиков задер>киваются на величину, определяемую скоростью движения обьекта, с тем, чтобы после окончания сигнала с предыдущего датчика начинался сигнал со следук>щего.

Таким образом путем суммирования прямых сигналов от нечетных датчиков и инверсных сигналов от четных датчиков имеем периодический сигнал. Затем осуществляется адаптивная фильтрация полученного сИгнала цифровым фильтром, настроенным на частоту максимальной гармонической составляющей, равной f = v/I. Амплитуда выделенной гармоники прямо пропорционально зависит от веса движущегося объекта.

На фиг.1 показана структурная схема устройства для взвешивания движущихся объектов, в котором реализован описанный способ; на фиг.2 — расположение измерительных участков и путевых датчиков; на фиг.3 — графики, поясняющие процесс формирования периодического суммарного сигнала.

Устройство содержит первый 1 и второй

2 путевые датчики, силоизмерительные датчики, общее количество которых может быть различным, мультиплексор 6, клавиатуру 7 ввода данных, генератор 8 синхроимпульсов, первый ключ 9, первый 10 и второй 11 счетчики и второй ключ 12, контроллер 13 прерываний, микроЭВМ 14, программируемые таймеры 15-17 (их количество может быть различным) и индикатор 18.

Выходы силоизмерительных датчиков

3 — 5 соединены соответственно с входами мультиплексора 6. Выход мультиплексора 6 подключен к информационным входам (шине) микро-3ВМ 14; Выходы путевых датчиков 1 и 2 соединены с первыми и вторыми входами ключей 9 и 12 и первым и вторым входами контроллера 13 прерываний. 0стэльные входы контроллера 13 прерываний связаны с соответствующими выходами таймеров 15-17, входы которых соединены с информационным входом микро-ЭВМ 14.

Выход контроллера 13 прерываний подключен к информационному входу микро-3ВМ

14. Выход генератора 8 синхроимпульсов соединен с третьими (управляющими) входами ключей 9 и 12 и синхровходом микроЭВ М 14. а информационный вход микро-3ВМ 14 — с входом индикатора 18, Выходы ключей 9 и 12 соединены с входами счетчиков 10 и 11, выходы которых соединены с информационным входом микро-3ВМ

14, к которому подключена также клавиатура 7, Перед измерительными участками расположены первый 1 и второй 2 путевые датчики на растоянии 1О между собой, и на расстоянии S от второго датчика 2 расположен конец опоры первого измерительного участка. Измерительные участки (всего их N) по краям прикреплены к опорам, а в центрах содержат силоиэмерительные датчики, Расстояние измерительного участка между опорами равно l, Расстояние S выбирается, исходя из времени, необходимого для выполнения требуемых вычислений и инициализации аппаратных средств к приему информации. Измерительный участок представляет собой железобетонное основание с жестко встроенными стальными несущими (на железной дороге — это рельсы), Работает устройство следующим образом.

При прохождении колеса движущегося объекта через первый датчик 1 вырабатыва1682820

1О

55 ется сигнал, поступающий на первый ключ

9 и контроллер 13 прерываний. Ключ 9 открывается и импульсы с генератора 8 синхроимпульсов поступают на счетчик 10. По этому же импульсу с путевого датчика 1 контроллер 13 прерываний вырабатывает команду прерываний в микро-3ВМ 14. После прохождения этим же колесом движущегося объекта второго путевого датчика 2 первый ключ 9 закрывается сигналом этого датчика. Состояние счетчика 10 определяет время прохождения колесом расстояния между первыми датчиками 1 и 2. По расстоянию (оно известно) и найденному времени определяется скорость движения объекта. Импульс датчика 2 при прохождении через него колеса разрешает также счет импульсов генератора 8 синхроимпульсов вторым счетчиком 11. Счет продолжается до прихода следующего колеса на первый путевой датчик 1, сигнал которого вызывает прерывание микро-3ВМ 14 через контроллер 13 прерываний. По этому прерыванию микро-3ВМ 14 опрашивает состояние второго счетчика 11. которое и определяет расстояние между соседними колесами транспортного средства (если оно неизвестно) по известной скорости движения и времени.

Расстояние между колесами используется для идентификации отдельного движущегося объекта в колонне равнозначных объектов. По скорости и расстоянию! измерительного участка между опорами определяется частота выборки данных f = v/!.

Полученный результат загружается в один из таймеров 15 — 17 и запускает его с постоянной времени, определяемой скоростью движения колеса движущегося объекта. По истечении заданного времени, определяемого загруженной величиной, соответствующий таймер вырабатывает сигнал прерывания, через контроллер прерываний микро-ЭВМ 14 начинает "снимать" данные с того силоизмерительного датчика, на котором находится колесо. По известным: скорости ч движения колеса, расстоянию l измерительного участка между опорами и ширине Н опоры микро-3ВМ 14 вычисляют положение колеса на пути, число необходимых выборов датчика на данном участке пути и номер измерительного участка.

Аналогично производится процесс опроса остальных силоизмерительных датчиков.

Микро-ЭВМ 14 формирует периодический сигнал путем суммирования прямых сигналов от нечетных силоизмерительных датчиков и инверсных — от четных и задержки сигналов с тем, чтобы после окончания сигнала с предыдущего датчика начинался сигнал со следующего (фиг,За-д), Большая часть мощности сигнала (порядка 60 и больше) приходится на первую гармонику.

Цифровая фильтрация периодического сигнала частотой f = ч/! (т,е, центральная частота полосы пропускания фильтра задается этим напряжением) дает только информационный сигнал, прямопропорциональный весу (постоянная составляющая равна О).

В описываемом способе и устройстве его реализующем в отличие от известных при изменении одного иэ дестабилизирующих факторов, например, температуры, сигнал с силоиэмерительных датчиков. также изменится (фиг.2а — д пунктирная линия), и в результате формирования периодического сигнала произойдет изменение величины постоянной составляющей, но о весе судят по величине амплитуды гармоники, частота которой определяется скоростью движения объекта и длиной измерительного участка, что и обуславливает повышение точности взвешивания, Формула изобретения

1. Способ взвешивания движущихся объектов, заключающийся в размещении на пути движения объекта путевых датчиков и измерительного участка с силоиэмерительным датчиком, сигнал которого после цифровой фильтрации используют для вычисления веса, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности, на пути, движения объекта последовательно размещают несколько измерительных участков с силоизмерительными датчиками, а путевые датчики размещают перед первым измерительным участком, по их сигналам определяют скорость движения объекта и расстояние между его осями, производят последовательные измерения сигналов силоиэмерительных датчиков с частотой, равной отношению скорости движения к длине измерительного участка, формируют периодический сигнал суммирования прямых сигналов от нечетных силоизмерительных датчиков и инверсных сигналов — от четных силоиэмерительных датчиков, который используютдля вычисления веса после цифровой фильтрации.

2, Устройство для взвешивания движущихся объектов, содержащее измерительный участок с силоизмерительным датчиком, первый и второй путевые датчики, первый счетчик импульсов, микро-ЭВМ, с информационным входом которой соединен индикатор, а с синхровходом — выход генератора синхроимпульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения

1682В20

Составитель В.Ширшов

Техред M,Mîðãåíòàë Корректор M.Ïîæî

Редактор Е.Савина

Заказ 3404 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 точности, в него введены дополнительные измерительные участки с силоизмерительными датчиками, мультиплексор, второй счетчик, программируемые таймеры, контроллер прерывания, клавиатура ввода данных и первый и второй ключи, причем выходы силоизмерительных датчиков через мультиплексор соединены с информационной шиной микро-ЭВМ, с которой соединены входы программируемых таймеров, выходы первого и второго счетчиков, выход KGHтроллера прерывания и выход клавиатуры ввода данных,.информационные

5 1 У входы первого и второго ключей и два входа контроллера прерываний подключены к выходам первого и второго путевых датчиков, размещенных перед первым измеритель5 ным участком, управляющие входы первого и второго ключей подключены к выходам генератора синхроимпульсов, а выходы — к входам соответственно первого и второго счетчиков.

10 3. Устройство по п.2, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что края измерительных участков жестко закреплены, а силоизмерительные датчики расположены по центрам измерительных участков, 15