Устройство для измерения скорости движения объекта Советский патент 1986 года по МПК G01P3/36 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения скорости движения протяженных объектов, например бумажной ленты.

Цель из обретения - повьшение точности измерения.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для измерения скорости движения объекта; на фиг. 2 - структурная схема вычислительного устройства.

Устройство, для измерения скорости движения V,j объекта 1 содержит блок 2 сканирования, включающий в себя источник 3 излучения, оптическую систему 4 и и фотоприемников 5, каждьш из которых представляет собой фотодиод с диафрагмой, формирующей считывающую апертуру, сканирует опреде- ленньй участок изображения объекта,

{совершая колебательное движение с заданной скоростью V(t), и подключен к соответствующему каналу 6 обработки сигнала блока 7 обработки. Каждый из И каналов 6 обра.ботки сигнала состоит из последовательно соединенных согласующего усилителя (преобразователя ток напряжение) 8, дифференциатора-усилителя 9, форм:-грователя 10 сигналов пересечения нуля, Выходы каналов обработки 6 подключе- ны к входам логшгеского элемента 11 совпадения, соединенного с вычислительным устройством 12.

Вычислительное устройство 12 (фиг. 2) содержит счетный триггер 13 на вход которого через схему 14 фазирования подаются сигналы с выхода элемента 11 совпадения. На схему фа- зирования подводится сигнал с устройства управления блоком 2 сканирования. Сигнал с выхода триггера 13 управляет ключом 15, на вход которог с генератора 16 подается непрерывная п : следовательность -импульсов с высокой частотой, и пачки импульсов с выхода клнзча 15 поступают на счетчик 17, устанавливаемый в нулевое состояние сигналом со схемы 14 фазирования Число m на выходе счетчика. 17 отображает величину измеряемой скорости,

Устройство работает следугацим образом.

Изображение объекта 1, облучаемо- го источником 3 излучения, в нескольких (и 2) точках проецируется оптической системой 4 на соответству ощие

фотоприемники 5 блока 2 сканирования таким образом, что элементы изображения объекта колеблются с периодом т относительно фотоприемников и их относительная скорость определяется заданным законом изменения скорости V(i) в направлении движения объекта и скоростью самого объекта V, , Причем величина V (i) изменяется в диапазоне от нуля до значения, превьппаю щего максимально возможную скорость объекта Vj, .

При этом, поскольку закон изменения скорости V(i) известен, для определения величины V достаточно фиксировать за период колебания Т моменты времени, в которые скорости V(t) и V ) совпа,дают.

Оптическое изображение в Ц точках преобразуется фотоприемниками в процессе сканирования в электрические сигналы, поступающие через согласующие усилители 8 в к каналов 6 обрабоки блока 7 обработки. В каждом канале проводится дифференцирование сигнала дифференциатором-усилителем 9, после чего с помощью формирователя 10 сигналов пересечения нуля вьще- ляются все нулеззые значения первой производной сигнала и формируется последовательность импульсов, соот- етствующих этим нулевым значениям производной.,

Производная сигнала с каждого фотоприемника в общем случае в течение периода сканирования принимает нулевые значения в ряде моментов случайным образом и, кроме того, всегда в моменты совпадения скоростей движения измеряемого объекта V, и фотоприемника V(-|;). И соответствующие этим моментам совпадения скоростей импульсы, одновременно поступающие с формирователей 10 всех Я каналов, вьщеляются с помощью логи ческого элемента 11 совпадения, поскольку только в эти моменты значения производных от сигналов всех ц фотоприемников одновременно проходят через нуль.

Вычислительное устройство 12 подсчитывает интервал вьделенными импульсами, соответствующими этим моментам(, которьй пропорционален искомой скорости движения V, объекта

Формула изобретения Устройство для измерения скорости дв1скения объекта, содержащее блок

сканирования, состоящий из источника излучения, оптической системы и фотоприемника, подключенного выходом через блок обработки к вычислительному устройству, отличающееся гем, что, с целью повышения точности, в блок сканирования введены (п-1) дополнительных фотоприемников, а блок обработки выполнен в виде элемента совпадения и п каналов обработки сиг

нала, каждьй из которых состоит из последовательна соединенных согласующего усилителя, дифференциатора-усилителя и формирователя, при этом выход каждого фотоприемника соединен с входом соответствующего согласующего усилителя, а выход каждого формирователя -СП входами элемента совпадения, соединенного выходом с вычис- .лительным устройством.

Устройство относится к измери- тельной технике. Цель изобретения повышение точности измерения. Изображение объекта 1 от источника 3 излучения в нескольких точках проецируется оптической системой 4 на фотоприемники (Ф) 5 блока 2 сканирования таким образом, что элементы изображения колеблются с периодом Т относительно Ф и их скорость определяется в направлении движения объекта и скоростью самого объекта. Оптическое изображение в и точках преобразуется Ф в процессе сканирования в электрические сигналы, поступающие через согласунщие усилители 8 в п каналов 6 обработки блока 7 обработки. Производится в кадцом канале дифференцирование сигнала блоком 9, вьщеляются все нулевые значения первой производной сигнала и формируется последовательность импульсов, соответствукжцих нулевым значениям производной. Вычислительное устройство 12 подсчитывает интервал между вьщеленными импульсами, соответству- кящй этим моментам, который пропорционален искомой скорости движения. 2 ил. § (Л с ;о 00

Редактор А. Козориз

Составитель Ю. Власов

Техред 3.Палий Корректор Л. Патай

513/53 ) Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. А/5

Филиал ПШ1 Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг. 2