Устройство для измерения скорости движения объекта

 

Сущность изобретения: устройство содержит N датчиков 1. блок 2 объединения датчиков, формирователь 3 импульсов измеритель 4 временных интервалов, вычислитель 5, триггер 6. компараторы 7 и 8, инвертор 9, элементы И 10 и 11, генератор 12 тактовых импульсов, устройство 13 выборки-хранения, элемент 14 задержки. 1-2- 13-8-11-4-5, 2-7-15-11-6-10-8. 7-12-9-10, 7-14-6, 2-8, 12-13, 9-11, 6-11. 1 ил.

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

csIIs G 01 Р 3/64

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4849307/10 (22) 10.07.90 (46) 07.12.92, Бюл, N 45 (71) Особое конструкторско-технологическое бюро "Старт" (72) А.А.Михайлов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1661645, кл, G 01 P 3/64, 1989.

Авторское свидетельство СССР

М 1720018, кл. G 01 P 3/64. 1989.

„„ Й2„„1780015 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДГ1Я ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ОБЬЕКТА (57) Сущность изобретения: устройство содержит N датчиков 1, блок 2 объединения датчиков, формирователь 3 импульсов измеритель 4 временных интервалов, вычислитель 5, триггер 6, компараторы 7 и 8, инвертор 9, элементы И 10 и 11, генератор

12 тактовых импульсов, устройство 13 выборки-хранения. элемент 14 задержки. 1-213-8-11-4-5, 2-7-15-11-6-10-8, 7-12-9-10, 7-14-6, 2-8, 12-13, 9-11, 6-11. 1 ил.

° Ъ

С>

С)

1780015

55! Вобрате11ие относится к измеритель;О. .::Охнике и может аыть использовано в

>1В О1лат1. зированных системах управления

Известно устройство для измерения .:<-Орости движения объекта, содержащее 14 датчикое4 перемещения, первый элемент задержки, измеритель временных интерва;:ов. Вычислитель, а также мультиплексор, блок Këю -1ей, дешифратор, делитель часто ы селектор уровня сигналов, интегратор, формирователь импульсов, второй элемент задер>кки, 1<омпаратор, выходы N дат иков

I « :вмещения соединены соответственно с ,x<4, IàìI" мультиплексора и блоком ключей,, о:ледовательно соединенные делитель ча;.<4 1-1.дес<1ифратор, блок ключей, селектор уровн51 сигналов, интегратор, компаратор,, 4ор1.1ирова-ель импульсов, первый элемент

-.:1держ;::. .. второй элемент задер>кки, изме;:и. «ль Временных интервалов, вычисли "..л ь, Г! риче4и Вь! ходы делителя частоты сос.;

I ото =ого соединен со счетным входом делиОля 1аi.òoòbi и дополнительным входом из:;с.;ителя Временных интервалов, выход ,.:1ВО; о элемента задержки соединен с вхог: робирования Вычислителя, входы !<о

::.;15-4:1ЦИЕНта двлЕн4ЛЯ дЕлитЕля частаты и .1одь: задания базового расстояния вычисл ел;1;- ..1<цу датчиками перемещения явля I >ò:-:.-, . правляющими входами устройства рд:=:=:числителя является выходом уст(1О 11 .I .,Я едостатком данного устроЙства ЛВля

:.1:я .,11з4<а"; точность измерения скорости, связаиi1ая с тем. что при регистрации дви:<;.1,,ÿãoñÿ объекта в качестве признака регир;- и4л объекта необходимо выбирать х4Л1;с. 1иум информационного сигнала от сб ;;<:à, 3-о требование вытекает из того ;.Вк=, -„4то при регистрации объекта в точке ;а фро-гге í; ðàñòàíèÿ информационного сиг::„=.,ëà возникает погрешность. которая о IiIoåöeiiëåTñ5I задер>ккой, возникающей гследс: вие индуктивности индукционного да< 41::а. Причем, как известно, эта задержка Ог ределяется скоростью нарастания сиг1: —.Ла, которая определяется, во-первых. скоростью движения обьекта, а во-вторых, сама уставка порогового элемента опреде.54ется уровнем шумов в системе. Следова 4 ел ьн <>, 5!oui бОльших скоростях движения эбьекга возможна координатная погрешность положения объекта, что приводит к

5 о решности расчета скорости, Наиболее близким к предлагаемому яв: Ветс» устройство для измерения скорости

40 движения обьекта, содержащее датчики импульсов, измеритель временного интервала. вычислитель, триггер, элемент задержки, делитель частоты, формирователь импульсов, а также элемент ИЛИ, элемент И, второй, третий, четвертый и пятый элемент задержки сигнала, причем выходы датчиков через элемент ИЛИ подключены к входу измерителя временных интервалов и к S-входу триггера, а также к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, первый R-вход которого соединен с выходом делителя частоты и через первый элемент задержки сигнала с первым установочным входом вычислителя адресные входы которого подключены к информационным выходам делителя частоты. выход элемента И соединен через формирователь импульсов со счетным входом делителя частоты, который через второй элемент задержки сигнала соединен с первым стробирующим входом вычислителя и входом третьего элемента задержки сигнала, выход которого соединен с вторым стробирующим входом вычислителя и с входом четвертого элемента задержки сигнала, выходом соединенного с третьим стробирующим входом вычислителя, второй установочный вход вычислителя, измерителя временных интервалов и второй R-вход триггера объединены и подключены к входу установки устройства в исходное состояние, а первый установочный вход измерителя временных интервалов подключен через пятый элемент задер>кки сигнала к входу стробирования вычислителя, входы которого подключены к выходам измерителя временных интервалов.

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения скорости, связанная с тем, что при регистрации движущегося объекта на выходе датчика формируется несимметричный относительно центра датчика сигнал. Форма сигнала определяется функцией скорости объекта в рабочей области датчика. Таким образом при выделении точки регистрации обьект», не совпадающей с точкой максимума сигнала, устройство не обеспечивает высокую точность измерения скорости. Эта погрешность становится существенной п ри больших скоростях движения объекта.

Целью изобретения является повышение точности измерения скорости движени» обьекта путем регистрации объекта в точке. обеспечивающей минимум координатной погрешности.

Поставленная цель достигается тем. что в устройство для измерения скорости движения объекта, содержащее датчики им1780015 пульсов, соединенные с блоком объединения датчиков, формирователь импульсов, вход установки устройства в исходное состояние, последовательно соединенные измеритель временных интервалов и вычислитель, первый элемент И, триггер, элемент задержки, причем вход измерителя временных интервалов соединен с S-входом триггера, дополнительно введены первый и второй компараторы, блок выборки и хранения, второй элемент И, инвертор, генератор тактовых импульсов, причем блок объединения датчиков, первый компаратор, генератор тактовых импульсов, инвертор, первый элемент И, второй компаратор, второй элемент И и S-вход триггера соединены последовательно, триггер соединен с объединенными вторыми входами первого и второго элемента И, а R-вход триггера соединен с выходом формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом первого компаратора, третьим входом первого элемента И и через первый элемент задержки с третьим входом второго элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с первым входом блока выборки и хранения, выход которого соединен с первым входом второго компаратора, а вход — с вторым входом второго и входом первого компараторов, при этом установочные входы триггера и измерителя временных интерва. лов соединены с входом установки устройства в исходное состояние.

Сущность изобретения сводится к тому, что в данном устройстве в качестве признака регистрации объекта выбран максимум сигнала от объекта. Как известно, при малых скоростях нарастания сигнала (точка вблизи максимума сигнала) задержки сигнала на индуктивности малы и, следовательно, временной сигнал в точке максимума имеет минимальную координатную погрешность положения объекта, т.е. объект при перемещении от датчика к датчику будет фиксироваться в одной и той же точке и, следовательно, погрешность, которая возникает, как если бы объект фиксировался на фронте сигнала, в данном случае отсутствует.

Структурная схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит датчики 1, блок 2 объединения датчиков, формирователь 3 импульсов, измеритель 4 временных интервалов, вычислитель 5, триггер 6, компараторы 7 и 8, инвертор 9, элементы И 10 и 11, генератор 12 тактовых импульсов, устройство 13 выборки и хранения и элемент 14 задержки. В устройстве датчики 1 им5

30 пульсов соединены с блоком 2 объединения датчиков, а измеритель 4 временных интервалов соединен с вычислителем 5.

Вход измерителя 4 временных интервалов соединен с S-входом триггера 6, Блок 2 объединения датчиков, первый компаратор 7, генератор 12 тактовых импульсов, инвертор

9, первый элемент И 10, второй компаратор

8, второй элемент И 11 и S-вход триггера б соединены последовательно, Триггер б соединен с объединенными вторыми входами первого и второго элементов И 10 и 11, а

R-вход триггера 6 соединен с выходом формирователя 3 импульсов. Вход формирователя импульсов соединен с выходом первого компаратора 7, третьим входом первого элемента И 10 и через элемент задержки 14 с третьим входом второго элемента И 11. четвертый вход которого соединен с выходом инвертора 9. Вход инвертора 9 соединен с первым входом блока

13 выборки и хранения, выход которого соединен с первым входом второго компаратора 8, а вход — с вторым входом второго и входом первого компараторов 7 и 8. При этом установочные входы триггера б и измерителя 4 временных интервалов соединены с входом установки устройства в исходное состояние, Блок 2 объединения датчиков может быть реализован в виде элемента ИЛИ, 35

Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии триггер 6 и изме° ритель 4 временных интервалов обнулены.

При появлении объекта перед одним из датчиков 1 на его выходе формируется сигнал. Этот сигнал, пройдя через элемент объединения датчиков 2 поступает на входы компараторов 7 и 8. При этом компаратор 7 сработает, если сигнал достигнет определенного уровня, превышающего уровень помех в системе. При срабатывании первого компаратора 7 включается первый элемент

И 10 и включается одновременно генератор

12 тактовых импульсов, который начинает стробировать устройство 13 выборки и хранения. Через время, заданное задержкой элемента 14, подготавливается к включению второй элемент И 11. Одновременно стробируется и компаратор 8 с выхода первого элемента И 10. При этом сигнал стробирования компаратора 8 выбран инверсным к сигналу стробирования устройства 13 выборки и хранения. Это позволяет надежно выделить тенденцию изменения информационного сигнала и, как только он оказывается меньше чем запомненное значение на выходе устройства вы1780015

Таким образом в предлагаемом устройстве производится формирование старт-стопных сигналов с минимальной погрешностью координатной переменной, При этом скорость на 1 участке движения так же, как и в устройстве-прототипе, определяется по формуле

AS

Составитель А.Михайлов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор T.Ïàëèé

Редактор И.Савина

Заказ 4433 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 борки и хранения, компаратор 8 сработает и откроет второй элемент И 11, на выход которого пройдет сигнал с выхода инвертора 9 (в данном случае он совпадает с сигналом стробирования второго компаратора 8), При этом включится по заднему фронту импульса по S-входу триггер 6 и на третьем входе первого элемента И 10 и второго элемента И 11 появится низкий уровень, что приведет к закрытию первого элемента И 10 и второго элемента И 11, Второй компаратор 8 прекращает стробироваться, а на входе измерителя временных интервалов при этом сформировался сигнал. соответствующий максимуму информационного сигнала.

Этот сигнал поступает на вход измерителя 4 временных интервалов и является старт-стоповым сигналом для измерения временного интервала AtI движения обьекта между датчиками 1, Далее измеренный временной интервал поступает на вход вычислителя 5 и по стробирующему сигналу производится расчет скорости в вычислителе 5, Стробирующий сигнал для вычислителя 5 может быть организован так же, как и в устройстве-аналоге.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости движения обьекта, содержащее датчики импульсов, соединенные с блоком обьедине5 ния датчиков, формирователь импульсов, вход установки устройства в исходное состояние, последовательно соединенные измеритель временных интервалов и вычислитель, первый элеглент И, триггер, 10 элемент задержки, причем вход измерителя временных интервалов соединен с S-входомтриггера, отл ича ющееся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно введены первый и второй компараторы.

15 блок выборки и хранения, второй элемент И. инвертор, генератор тактовых импульсов, причем блок объединения датчиков, первый компаратор, генератор тактовых импульсов, инвертор, первый элемент И, второй компа20 ратор, второй элемент И и S-вход триггера соединены последовательно, выход триггера соединен с обьединенными вторыми входами первого и второго элементов И, а

R-вход триггера соединен с выходом фор25 мирователя импульсов, вход которого соединен с выходом первого компаратора, третьим входом первого элемента И и через первый элемент задержки — с третьим входом второго элемента И, четвертый вход

30 которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с первым входом блока выборки-хранения, выход которого соединен с первым входом второго компаратора, a вход — с вторым входом второго и входом

35 первого компараторов, при этом установочные входы триггера и измерителя временных интервалов соединены с входом установки устройства в исходное состояние.

Устройство для измерения скорости движения объекта Устройство для измерения скорости движения объекта Устройство для измерения скорости движения объекта Устройство для измерения скорости движения объекта 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к измерениям неэлектрических величин

Изобретение относится к измерению неэлектрических величин

Изобретение относится к вычислительной и навигационной технике и мо5кет быть использовано для решения задачи непрерывной автоматической прокладки пути судна на карте

Изобретение относится к измерительной технике

Изобретение относится к области измерения неэлектрических величин

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения скорости линейного перемещения с помощью датчиков, например, индуктивных

Изобретение относится к измерению параметров движения и касается преимущественно измерения скорости линейного перемещения объекта по заданной траектории

Изобретение относится к технике измерения скорости, а более конкретно - для прецизионного измерения движения протяженных объектов, например скорости движения кабелей, проводов, проката

Изобретение относится к производству кабельных изделий, конкретнее к измерению скорости движущегося кабельного изделия

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в противобоксовочных устройствах локомотивов для измерения параметров их движения, в частности линейной скорости

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров движения, в том числе закона изменения скорости по траектории движения, например, движущегося проводника с током

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости линейного перемещения объектов по заданной траектории

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения основных параметров движения рельсового экипажа
Наверх