Измеритель модуля скорости



Измеритель модуля скорости
Измеритель модуля скорости

Владельцы патента RU 2696970:

Акционерное общество "Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт информатизации, автоматизации и связи на железнодорожном транспорте" (RU)

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики для определения скорости рельсового транспорта. Измеритель содержит тактовый генератор, делитель частоты, N-разрядный двоичный счетчик импульсов, три катушки индуктивности, расположенные в ряд на одинаковом расстоянии друг от друга, однополупериодный выпрямитель, элемент задержки, вычислительный модуль и элементы И. Причем выход тактового генератора соединен со счетным входом N-разрядного двоичного счетчика импульсов, к входу запуска которого подключен выход делителя частоты, соединенного с выводами первой и третьей катушек индуктивности, расположенных по обе стороны второй катушки индуктивности, выводы которой соединены со входом однополупериодного выпрямителя, выход которого подключен ко входу останова N-разрядного двоичного счетчика импульсов, а через элемент задержки – к его входу сброса и первым входам элементов И, вторые входы которых соединены с выходами N-разрядного двоичного счетчика импульсов, выходы элементов И и выход переполнения N-разрядного двоичного счетчика импульсов подключены к соответствующим входам вычислительного модуля, выход которого является выходом устройства. Достигается повышение точности и надежности измерений при движении колейного транспорта в экстремальных условиях, обусловленных скольжением и проворачиванием колесной пары. 1 ил.

 

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики и может быть использовано для определения модуля скорости подвижных единиц железнодорожного и городского рельсового транспорта.

Известно устройство для измерения скорости и обнаружения боксования и юза транспортного средства, содержащее включенные в систему реального времени датчики пути и скорости, выходы которых соединены со входами блоков формирователей сигналов, выходы которых соединены со входами блоков счетчиков импульсов, выходы которых соединены со входами блоков вычисления скорости, другие входы которого соединены с выходами блоков постоянных характеристик, навигационный приемник, входом соединенный с навигационной антенной, а выходом - со входом блока данных навигационного приемника, выход которого соединен с одним из входов блока сравнения скоростей, который другими входами соединен с выходами блоков вычисления скорости, а выход соединен со входом блока связи с CAN-интерфейсом, выходы которого соединены со входами блоков постоянных характеристик (RU 2360805, B60L 3/10, 10.07.2009).

Недостатками устройства для измерения скорости являются его относительная сложность и недостаточная надежность.

В качестве прототипа принято устройство для измерения скорости движения локомотива, содержащее дешифратор, формирователи импульсов, элемент ИЛИ, счетчик, делитель частоты следования импульсов, регистр и генератор импульсов, выход которого подключен к входу делителя частоты следования импульсов, выход которого соединен со входом первого формирователя импульсов, выходом подключенного ко входу сброса счетчика, и со входом второго формирователя импульсов, выходом подключенного к входу разрешения записи регистра, выходы которого подключены к входам дешифратора, а информационные входы - к выходам счетчика, счетный вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам третьего и четвертого формирователей импульсов, регистр, информационные входы которого соединены с выходами второго дешифратора, а вход разрешения записи - с выходом дополнительного формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу первого триггера, тактовый вход которого соединен с выходом третьего формирователя импульсов, а вход сброса - с выходом второго триггера, тактовый вход которого подключен к выходу четвертого формирователя импульсов, а вход установки в единичное состояние - к выходу второго формирователя импульсов, выходы первого дешифрэтора соединены с входом второго дешифратора и входом блока формирования кода коэффициента деления, выходы которого подключены к информационным входам делителя частоты следования импульсов с переменным коэффициентом деления, счетный вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к входу дополнительного счетчика, выходы которого соединены с другими входами второго дешифратора (RU1787824, B60L 15/20, 15.01.93).

Недостатками известного устройства являются его сложность, значительные массогабаритные характеристики и большой объем вычислительных затрат при обработке данных измерений скорости, а также недостаточная точность ее определения.

Технический результат изобретения заключается в уменьшение аппаратурных и вычислительных затрат при определении модуля текущей скорости подвижных единиц и повышении точности и надежности измерений при движении колейного транспорта в экстремальных условиях, обусловленных скольжением и проворачиванием колесной пары.

Технический результат достигается тем, что в измеритель модуля скорости, содержащий тактовый генератор, подключенный к входу делителя частоты, и N-разрядный двоичный счетчик импульсов, согласно изобретению введены три катушки индуктивности, расположенные в ряд на одинаковом расстоянии друг от друга, однополупериодный выпрямитель, элемент задержки, вычислительный модуль и элементы И, при этом выход тактового генератора соединен с счетным входом N-разрядного двоичного счетчика импульсов, к входу запуска которого подключен выход делителя частоты, соединенного с выводами первой и третьей катушек индуктивности, расположенных по обе стороны второй катушки индуктивности, выводы которой соединены со входом однополупериодного выпрямителя, выход которого подключен ко входу останова N-разрядного двоичного счетчика импульсов, а через элемент задержки – к его входу сброса и первым входам элементов И, вторые входы которых соединены с выходами N-разрядного двоичного счетчика импульсов, выходы элементов И и выход переполнения N-разрядного двоичного счетчика импульсов подключены к соответствующим входам вычислительного модуля, выход которого является выходом устройства.

На чертеже представлена функциональная схема измерителя модуля скорости.

Измеритель модуля скорости содержит тактовый генератор 1, подключенный к входу делителя 2 частоты, N-разрядный двоичный счетчик 3 импульсов, три катушки индуктивности 4, 5 и 6, расположенные в ряд на одинаковом расстоянии друг от друга, однополупериодный выпрямитель 7, элемент 8 задержки, вычислительный модуль 9 и элементы И 10, при этом выход тактового генератора 1 соединен с счетным входом N-разрядного двоичного счетчика 3 импульсов, к входу запуска которого подключен выход делителя 2 частоты, соединенного с выводами первой (4) и третьей (6) катушек индуктивности, расположенных по обе стороны второй катушки 5 индуктивности, выводы которой соединены со входом однополупериодного выпрямителя 7, выход которого подключен ко входу останова N-разрядного двоичного счетчика 3 импульсов, а через элемент 8 задержки – к его входу сброса и первым входам элементов И 10, вторые входы которых соединены с выходами N-разрядного двоичного счетчика 3 импульсов, выходы элементов И 10 и выход переполнения N-разрядного двоичного счетчика 3 импульсов подключены к соответствующим входам вычислительного модуля 9, выход которого является выходом устройства.

Измеритель скорости устанавливают на транспортное средство таким образом, чтобы катушки индуктивности 4, 5 и 6 были размещены над рельсовой линией и обеспечивалось с ней электромагнитное взаимодействие. Катушки индуктивности располагаются в ряд и друг от друга на одинаковом расстоянии, величина которого зависит от габаритов транспортного средства, расстояния до рельсовой линии 11 и взаимного влияния катушек.

Измеритель модуля скорости работает следующим образом.

Измеритель модуля скорости работает при движении транспортного средства как в прямом, так и в обратном направлении.

Тактовые импульсы с выхода тактового генератора 1 поступают на счетный вход N-разрядного двоичного счетчика 3 и на вход делителя 2 частоты с коэффициентом деления 2N. С выхода делителя 2 частоты импульсы поступают на вход запуска двоичного счетчика 3 и на выводы первой и третьей катушек индуктивности 4 и 6, формирующих импульсные магнитные потоки с амплитудой Ф, осуществляющие намагничивание рельса рельсовой линии 11 в области их воздействия. В зависимости от направления движения транспортного средства со скоростью V на вторую катушку 5 индуктивности будет воздействовать намагниченные области рельса либо катушкой 4 индуктивности, либо катушкой 6 индуктивности. Если при движении транспортного средства первой по ходу движения будет катушки индуктивности 4, то через время Т= вторая катушка индуктивности 5, расположенная на заданном расстоянии S от первой катушки индуктивности 4, окажется над намагниченной этой катушкой областью рельса. В результате на вторую катушку индуктивности 5 воздействует магнитный поток остаточной намагниченности, порождающий на ее выходе электродвижущую силу (э.д.с.) с амплитудой пропорциональной .

В силу равномерной намагниченности области рельса, два электрических импульса – положительный и отрицательный, определяемые передним фронтом и спадом индуцированной импульсной э.д.с., поступают на вход однополупериодного выпрямителя 7. На выход однополупериодного выпрямителя 7 проходит только положительный импульс, поступающий далее на вход останова двоичного счетчика 3. В течение времени Т (от момента запуска двоичного счетчика 3 до момента его останова) в двоичном счетчике 3 происходит счет импульсов, поступающих с выхода тактового генератора 1 на счетный вход двоичного счетчика 3, и на выходе двоичного счетчика 3 формируется двоичный код, пропорциональный времени Т и, следовательно, обратно пропорциональный скорости транспортного средства V. Также импульс с выхода однополупериодного выпрямителя 7 поступает через элемент 8 задержки на вход сброса двоичного счетчика 3, приводя его в исходное состояние (время задержки в элементе задержки 8 определяется временем переходного процесса после останова двоичного счетчика 3), и одновременно на первые входы элементов И 10, на вторые входы которых поступают сигналы с соответствующих выходов двоичного счетчика 3. Считываемый двоичный код, обратно пропорциональный скорости транспортного средства V, с выходов двоичного счетчика 3 через элементы И 10 поступает на вход вычислительного модуля 9, где вычисляется текущее значение скорости V, получаемое на выходе этого модуля 9, являющегося выходом устройства.

При движении транспортного средства в обратном направлении работа измерителя модуля скорости происходит аналогично описанному выше, за исключением того, что на вторую катушку 5 индуктивности воздействует магнитный поток остаточной намагниченности, образованной импульсным магнитным потоком с выхода не первой, а третьей катушки 6 индуктивности.

Выбор величины разрядности N двоичного счетчика 3 осуществляется из условия Tmax≤ 2N∆t, т.е. N ≤ log2 , где Vmin – минимальная скорость транспортного средства, определяемая устройством, Tmax– время достижения второй катушкой 5 индуктивности намагниченной области рельса при минимальной скорости транспортного средства, ∆t - период следования тактовых импульсов. При V<Vmin на выходе переполнения двоичного счетчика 3 возникает сигнал переполнения, поступающий в вычислительный модуль 9, после которого двоичный код с выхода двоичного счетчика 3 импульсов аннулируется и воспринимается только код, следующий за ним.

Предложенное устройство имеет простую конструкцию и обеспечивает автономное измерение модуля относительной скорости объекта малыми вычислительными затратами с высокой точностью, обусловленной отсутствием накопления ошибок измерения и возможностью проведения измерений с большой частотой и на малых временных интервалах, и может быть использовано при решении навигационной задачи подвижных единиц железнодорожного и городского рельсового транспорта.

Измеритель модуля скорости рельсового транспортного средства, содержащий тактовый генератор, подключенный к входу делителя частоты, и N-разрядный двоичный счетчик импульсов, отличающийся тем, что в него введены три катушки индуктивности, расположенные в ряд на одинаковом расстоянии друг от друга, однополупериодный выпрямитель, элемент задержки, вычислительный модуль и элементы И, при этом выход тактового генератора соединен с счетным входом N-разрядного двоичного счетчика импульсов, к входу запуска которого подключен выход делителя частоты, соединенного с выводами первой и третьей катушек индуктивности, расположенных по обе стороны второй катушки индуктивности, выводы которой соединены со входом однополупериодного выпрямителя, выход которого подключен ко входу останова N-разрядного двоичного счетчика импульсов, а через элемент задержки – к его входу сброса и первым входам элементов И, вторые входы которых соединены с выходами N-разрядного двоичного счетчика импульсов, выходы элементов И и выход переполнения N-разрядного двоичного счетчика импульсов подключены к соответствующим входам вычислительного модуля, выход которого является выходом устройства.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений баллистических характеристик снарядов. Способ определения зависимости баллистических характеристик снарядов от режимов стрельбы, заключающийся в формировании в пространстве вдоль предполагаемой траектории движения снарядов n неконтактных измерительных полей в виде двухмерных сеток на основе выполнения конструкции неконтактных датчиков в виде двух линеек излучателей и фотоприемников, размещенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, определении скорости и координат пролета снарядов относительно n измерительных полей на основе фиксации моментов и сработавших комбинаций элементов матриц фотоприемников, определении углов нутации на основе измерения основных элементов движения снаряда относительно центра массы, при этом для определения углов нутации предварительно определяют характерные размеры пробоин на каждой мишени при каждом угловом положении снарядов, определяют угол нутации в соответствии с видом пробоины на основе сравнении комбинации сработавших элементов фотоприемников с заданными значениями, определяют нулевое значение угла нутации, в случае если пробоина имеет форму окружности, данный вид пробоины образуется в случае совпадении оси снаряда с вектором скорости центра массы, определении значения углов нутации при увеличении размера пробоины в направлении отклонения оси снаряда от касательной к траектории, определяют динамику нутационного движения на основе измерения величины большой оси пробоины вдоль траектории движения снарядов, при выполнении стрельбы определяют режим стрельбы (номер и длительность очереди), определяют зависимость углов нутации от режимов стрельбы, учитывают время стрельбы, количество выстрелов и режимы стрельбы авиационного артиллерийского оружия в процессе эксплуатации.

Группа изобретений относится к области измерения скорости снаряда на дульном срезе орудия. Способ измерения скорости снаряда на дульном срезе орудия заключается в том, что измеряют время прохождения снарядом измерительной базы, затем производят расчет скорости снаряда на выходе орудия.

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений баллистических характеристик снарядов. Способ заключается в измерении скоростей снарядов на основе фиксации временных интервалов при пролете снарядов относительно двух разнесенных между собой неконтактных датчиков, формировании измерительного поля неконтактных датчиков в виде двухмерной сетки на основе выполнения конструкции неконтактных датчиков в виде двух линеек излучателей и фотоприемников, размещенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, определении координат пролета снарядов на основе фиксации комбинации сработавших элементов фотоприемников, определении углов нутации на основе измерения основных элементов движения снаряда относительно центра массы, определении опытных зависимостей углов нутации от расстояний, определении опытных зависимостей угла нутации от времени и определении характера изменения угловых скоростей нутационного движения, при этом устанавливают на пути движения снарядов некоторое количество неконтактных датчиков и определяют характерные размеры пробоин на каждой мишени и вид пробоин на основе сравнения комбинации сработавших элементов фотоприемников с заданными значениями.

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений баллистических характеристик снарядов. Способ заключается в измерении скоростей снарядов на основе фиксации временных интервалов при пролете снарядов относительно двух разнесенных между собой неконтактных датчиков, формировании измерительного поля неконтактных датчиков в виде двухмерной сетки на основе выполнения конструкция неконтактных датчиков в виде двух линеек излучателей и фотоприемников, размещенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, определении координат пролета снарядов на основе фиксации комбинации сработавших элементов фотоприемников, определении углов нутации на основе измерения основных элементов движения снаряда относительно центра массы, определении опытных зависимостей углов нутации от расстояний, определении опытных зависимостей угла нутации от времени и определении характера изменения угловых скоростей нутационного движения, определении состояния стволов оружия на основе сравнения текущих углов нутации с заданными значениями, при этом устанавливают на пути движения снарядов некоторое количество неконтактных датчиков и определяют характерные размеры пробоин на каждой мишени и вид пробоин на основе сравнения комбинации сработавших элементов фотоприемников с заданными значениями.

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений влияний условий стрельбы на характеристики рассеивания снарядов. Способ определения характеристик рассеивания снарядов заключается в измерении скоростей снарядов, на основе фиксации временных интервалов при пролете снарядов двух разнесенных между собой неконтактных датчиков, формировании измерительного поля неконтактных датчиков в виде двухмерной лазерной сетки, на основе изготовление конструкции неконтактных датчиков в виде двух перпендикулярно расположенных линеек излучателей и фотоприемников, определении координат пролета снарядов, на основе фиксации комбинации сработавших элементов фотоприемников, определении вибрации лафета артиллерийской установки, определении координат попадания снарядов в мишень на основе фиксации сработавших элементов линеек фотоприемников, определении математического ожидания и средних квадратичных отклонений, осуществлении записи данных о результатах испытаний в блок памяти, осуществлении передачи данных на микроЭВМ, прогнозировании координат попаданий снарядов в мишень на основе фиксации координат их пролета относительно датчиков, определении ошибок, связанных с движением снарядов относительно центра масс на основе сравнения координат попаданий, полученных от разных датчиков, определении зависимости характеристик рассеивания снарядов от вибрации лафета и движения снарядов относительно центра масс, осуществлении индикации результатов испытаний.

Изобретение предназначено для определения скоростей движения транспортных средств с одновременной их идентификацией, осуществляемой с использованием радиоволн.

Изобретение относится к области программирования снаряда во время прохождения им ствола или дульного тормоза. Предложено выполнение программирования снаряда (5) индуктивными и/или емкостными датчиками.

Изобретение относится к проблеме передачи энергии на снаряд во время прохождения сквозь ствол и/или через дульный тормоз. Согласно предлагаемому способу передачу энергии снаряду выполняют индуктивными и/или емкостными датчиками.

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к внешнетраекторной регистрации параметров пролета метаемого объекта (МО). Способ включает установку по траектории полета метаемого объекта в начале и конце мерной базы индукционных датчиков, регистрацию моментов времени пролета первого и второго измерительных сечений и времени пролета объектом мерной базы, формирование сигнала на запуск хронографических регистрирующих систем после пролета метаемым объектом первого измерительного сечения.

Изобретение относится к области полигонных испытаний, в частности для определений условий подхода снаряда к мишени. Способ заключается в использовании датчиков в виде линеек фотоприемников, размещенных в вертикальной и горизонтальной плоскостях, фиксации сработавших элементов фотоприемников первого и второго датчиков в момент пролета снаряда, определении координат движения метаемого тела, выдачи информации о скорости метаемого тела, координат его пролета относительно первого и второго датчиков и углов похода снаряда к мишени.

Изобретение относится к области военной техники, в частности к датчикам положения (ДП) установленного оборудования, в том числе вооружения объектов типа БМП, БМД, БТР, танков и другой военной техники, такой как подъемно-мачтовые устройства, опорно-поворотные устройства, а также систем управления дистанционно управляемых модулей систем вооружения.

Изобретение относится к прокатному производству. Технический результат - повышение точности измерения.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении характеристик движения объекта (скорости, ускорения). Способ предполагает применение включающего чувствительный элемент датчика с основной катушкой индуктивности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при определении параметров вращательного движения. Устройство чувствительного элемента датчика параметров движения исследуемого объекта включает основную катушку индуктивности, при этом основная катушка выполнена плоской и/или пространственно-винтовой в виде многовитковой спирали, при этом она либо имеет крепежные элементы и/или узлы для ее жесткого крепления к упомянутому объекту или к корпусу, или к основанию, или к иному конструктивному элементу датчика, жестко с ним связанному, которые предполагается жестко крепить к такому объекту, либо жестко прикреплена как минимум к одному из упомянутых конструктивных элементов, или составляет с как минимум одним таким элементом одно целое, а соответствующий элемент в этом случае сам является частью упомянутого устройства, при этом основная катушка выполнена из материала, содержащего свободные носители заряда, тогда как ось основной катушки, проходящая через ее центр и перпендикулярная плоскости такой катушки, если она плоская, или совпадающая с ее осью, если она пространственная, и является осью, относительно которой рассматриваются упомянутые параметры, причем основная катушка выполнена с возможностью ее замыкания либо на измерительную электрическую цепь, либо самой на себя посредством электрической цепи замыкания, при том что измерительная электрическая цепь подключается к цепи замыкания или к ее фрагменту, или к ее элементу, либо основная катушка имеет сердечник, на котором располагается как минимум одна дополнительная катушка, которая соединена с измерительной электрической цепью, тогда как основная катушка замкнута сама на себя посредством изделия из материала, содержащего свободные носители заряда, или посредством электрической цепи замыкания.

Изобретение относится к области коммутационной техники, а именно к способам и устройствам, позволяющим определять положение объекта из магнитного материала, управлять постоянным магнитным полем в трех плоскостях.

Изобретение относится к области измерения параметров движения объектов и может быть применено для определения положения и скорости объекта, движущегося относительно основания.

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к области определения и контроля скорости транспортных средств. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в магнитной навигации для определения угловых положений автоматических подводных, надводных и летательных аппаратов, в нефтепромысловой геофизике для определения углового положения буровой скважины.

Изобретение относится к приборостроению, в частности, к "черным ящикам" для транспортных средств и может быть использовано для оперативных регистрации и контроля технического состояния и функционирования автомобилей, а также психофизиологического состояния водителей при расследовании дорожно-транспортных происшествий.

Изобретение относится к области железнодорожной автоматики для информирования машиниста. Система включает в себя вычислительный модуль, модуль памяти, устройство сопряжения, CAN шину, блок дискретного ввода сигналов локомотивной сигнализации, счетчик электрической энергии, блок записи информации, модуль приема GPS/ГЛОНАСС сигналов, модуль приема GSM сигнала, средство криптографической защиты информации, блок клавиатуры, блок чтения многофункциональных электронных карт машиниста, устройство визуализации, устройство для выдачи звуковой информации машинисту локомотива, источник электропитания локомотивной аппаратуры.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2018-10-08 2019-08-08T14:00:03
Наверх