ДОПЛЕРОВСКИЙ ДАТЧИК ПРИРАЩЕНИЙ ПУТИ С УСТРОЙСТВОМ СТЕНДОВОЙ КАЛИБРОВКИ Российский патент 2005 года по МПК G01S13/58 G01C22/02 

Заявляемое устройство относится к области навигации наземных транспортных средств (НТС) и представляет собой источник сигнала о приращениях пути, обеспечивающий работу аппаратуры счисления координат (АСК).

В аппаратуре счисления координат НТС применяются в основном механические и доплеровские датчики скорости (МДС и ДДС), причем их выходные сигналы (импульсы с частотой, пропорциональной скорости) перед использованием непосредственно для счисления координат попадают в устройство калибровки, где число импульсов выходного сигнала преобразовывается в число приращений пройденного пути, т.е. каждый импульс умножают на его "цену" (Δ_s)[1], [2]. Действительно, частота выходного сигнала датчика скорости (f), сумма числа импульсов за время движения (N) и пройденный путь (S) соответственно равны: и S=N·Δ_S,

где V - скорость движения,

Δ_s - "цена" импульса,

Т - время движения.

Применительно к ДДС, который конструктивно представляет собой два однолучевых ДДС в одном или разных корпусах, имеем:

где λ - длина волны излучаемого сигнала,

А - угол между осью диаграммы направленности и вектором скорости движения НТС.

Из-за допусков на изготовление ДДС и на его установку на НТС точное значение А, а значит и Δ_s, неизвестно, поэтому для обеспечения требуемой точности измерения пути ДДС должны быть откалиброваны. Операция эта проводится на мерном участке и получила название - калибровка.

При калибровке определяют "цену" импульса при проезде участка известной длины:

где S_му - длина мерного участка, точность измерения которого не менее чем в 3 раза выше точности измерения пути калибруемым датчиком скорости;

n - число заездов по мерному участку;

N_MУi - число импульсов выходного сигнала ДДС при i-том проезде МУ;

- среднее число импульсов выходного сигнала ДДС.

Функциональная схема доплеровского датчика приращений пути, взятого за прототип, приведена на фиг.1

Доплеровский датчик приращений пути содержит доплеровский датчик скорости 1, счетчик импульсов выходного сигнала 2, блок управления калибровкой 3, вычислитель "цены" импульса 4, умножитель 5, запоминающее устройство - хранитель "цены" импульса 6, запоминающее устройство - хранитель длины мерного участка 7, причем выход доплеровского датчика скорости 1 соединен с первым входом счетчика импульсов выходного сигнала 2 и с первым входом умножителя 5, первый выход блока управления калибровкой соединен с управляющим входом счетчика импульсов выходного сигнала 2, а второй выход - с управляющим входом вычислителя "цены" импульсов 4, выход счетчика импульсов выходного сигнала 2 соединен с первым входом вычислителя "цены" импульса 4, второй вход которого соединен с выходом хранителя длины мерного участка 7, а выход вычислителя "цены" импульса 4 соединен с входом хранителя "цены" импульса 6, выход которого соединен со вторым входом умножителя 5, а выход умножителя 5 является выходом всего устройства приращения пути.

Недостатком этого устройства является необходимость иметь специально оборудованный мерный участок дороги длиной 1-2 км для контроля исправности и поддерживать его в исправном состоянии.

Изобретение направлено на уменьшение затрат на поддержание датчика приращений пути в работоспособном состоянии за счет исключения использования при техническом обслуживании мерного участка и сокращения расхода технического ресурса машины.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в доплеровский датчик приращений пути с устройством стендовой калибровки, содержащий доплеровский датчик скорости, счетчик импульса выходного сигнала, блок управления калибровкой, вычислитель "цены" импульса, умножитель, хранитель "цены" импульса, хранитель длины мерного участка, причем выход доплеровского датчика скорости соединен с первым входом счетчика импульсов выходного сигнала и первым входом умножителя, первый выход блока управления калибровкой соединен с управляющим входом счетчика импульсов выходного сигнала, а второй - с первым управляющим входом вычислителя "цены" импульса, выход счетчика импульсов выходного сигнала соединен с первым входом вычислителя "цены" импульса, второй вход которого соединен с выходом хранителя длины мерного участка, а выход - с входом хранителя "цены" импульса, выход которого соединен с вторым входом умножителя, а выход умножителя является выходом всего устройства, введены ленточный транспортер, эталонный датчик скорости и накопитель калибровочного пути, причем доплеровский датчик скорости и эталонный датчик скорости установлены на транспортере с обеспечением возможности измерения ими скорости движения ленты, выход эталонного датчика скорости соединен с входом накопителя калибровочного пути, командный выход которого соединен со вторым управляющим входом вычислителя.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена блок-схема доплеровского датчика приращений пути с устройством ручной калибровки на мерном участке, а на фиг.2 приведена блок-схема доплеровского датчика приращений пути с устройством стендовой калибровки.

Заявляемый доплеровский датчик приращений пути с устройством стендовой калибровки содержит доплеровский датчик скорости 1, счетчик импульсов выходного сигнала 2, блок управления калибровкой 3, вычислитель "цены" импульса 4, умножитель 5, хранитель "цены" импульса 6, хранитель длины мерного участка 7; причем выход доплеровского датчика скорости 1 соединен с первым входом счетчика импульсов выходного сигнала 2 и с первым входом умножителя 5, первый выход блока управления калибровкой 3 соединен с управляющим входом счетчика импульса выходного сигнала 2, а второй выход - с первым управляющим входом вычислителя "цены" импульса 4, выход счетчика импульсов выходного сигнала 2 соединен с первым входом вычислителя "цены" импульса 4, выход хранителя длины мерного участка 7 соединен со вторым входом вычислителя "цены" импульса 4, выход которого соединен с входом хранителя "цены" импульса 6, а выход последнего соединен со вторым входом умножителя 5, выход которого является выходом всего устройства, а для уменьшения затрат на техническое обслуживание в него введены ленточный транспортер 8, эталонный датчик скорости 9, накопитель калибровочного пути 10, причем доплеровский датчик скорости 1 и эталонный датчик скорости 9 установлены на ленточном транспортере 8 с обеспечением возможности измерения скорости движения ленты, выход эталонного датчика скорости 9 соединен с входом накопителя калибровочного пути 10, командный выход которого соединен с вторым управляющим входом вычислителя "цены" импульса 4.

При включении устройства двигатель транспортера (на фиг.2 не показан) приводит ленту транспортера в движение, а калибруемый доплеровский датчик скорости 1 и эталонный датчик скорости 9 вырабатывают импульсы и подают их соответственно на счетчик импульсов выходного сигнала 2 и накопитель калибровочного пути 10, в момент накопления пути, равного длине мерного участка, умноженного на производимое при калибровке на мерном участке число заездов (n·S_му), накопитель калибровочого пути 10 посылает команду в вычислитель "цены" импульса 4, который вычисляет и передает его значение в хранитель "цены" импульса 6. На этом калибровка датчика приращений пути окончена и при движении НТС с выхода умножителя 5 будет передаваться потребителю пройденный путь в виде: S=N·Δ_s.

Отсюда видно, что заявляемое устройство состоит из собственно датчика приращений пути и движущегося кольцевого "мерного участка", длина которого, в отличие от известных методов калибровки, каждый раз измеряется эталонным датчиком скорости, который относительно легко реализовать в постоянных условиях эксплуатации стендового оборудования.

Заявляемое устройство как устройство, имитирующее движение НТС, обеспечивает проверку исправности всего тракта ДДС и калибровку доплеровского датчика скорости без мерного участка, кроме того, ввиду отсутствия расхода моточасов калибровка в условиях ангара или гаража может проводиться гораздо чаще, что увеличивает точность измерения пути. При этом он сохраняет возможность калибровки на мерном участке.

Изобретение относится к области навигации наземных транспортных средств (НТС). Техническим результатом является уменьшение затрат на поддержание датчика приращений пути в работоспособном состоянии за счет исключения использования при техническом обслуживании мерного участка и сокращения расхода технического ресурса машины. Доплеровский датчик приращений пути с устройством стендовой калибровки содержит доплеровский датчик скорости, счетчик импульсов выходного сигнала, блок управления калибровкой, вычислитель “цены” импульса, умножитель, хранитель “цены” импульса, хранитель длины мерного участка, при этом в него введены ленточный транспортер, эталонный датчик скорости и накопитель калибровочного пути. 2 ил.

Доплеровский датчик приращений пути с устройством стендовой калибровки, содержащий доплеровский датчик скорости, счетчик импульсов выходного сигнала, блок управления калибровкой, вычислитель “цены” импульса, умножитель, хранитель “цены” импульса, хранитель длины мерного участка, причем выход доплеровского датчика скорости соединен с первым входом счетчика импульсов выходного сигнала и первым входом умножителя, первый выход блока управления калибровкой соединен с управляющим входом счетчика импульсов выходного сигнала, а второй выход - с первым управляющим входом вычислителя “цены” импульса, выход счетчика импульсов выходного сигнала соединен с первым входом вычислителя “цены” импульса, второй вход которого соединен с выходом хранителя длины мерного участка, а выход - с входом хранителя “цены” импульса, выход которого соединен с вторым входом умножителя, а выход умножителя является выходом всего устройства, отличающийся тем, что в него введены ленточный транспортер, эталонный датчик скорости и накопитель калибровочного пути, причем доплеровский датчик скорости и эталонный датчик скорости установлены на транспортере с обеспечением возможности измерения ими скорости движения ленты, выход эталонного датчика скорости соединен с входом накопителя калибровочного пути, командный выход которого соединен со вторым управляющим входом вычислителя “цены” импульса.