Устройство для измерения массы электропоездов в движении Советский патент 1986 года по МПК G01G19/04 

to

11278602

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении массы электропоездов без ограничения скорости их следования.

Цель изобретения - расширение

функциональньзх возможностей устройства за счет измерейия массы электропоездов с любым числом вагонов и при любом режиме их движения.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство для измерения массы электропоездов состоит из поездной аппаратур, содержащей датчик 1 режимов движения, генератор 2 переменного тока и подшпоченный к его выходу индуктор 3, и стационарной аппаратуры, состоящей из датчика 4 положения, формирователя 5, первой схемы ИЛИ б, счетного блока 7 импульсов формирователя, генератора 8 тшстовых импульсов, блока 9 задерж- 1СИ5 второй схемы ИЛИ 10, третьей схе15

20

25

вы ны х вх х в п т м в м м в в м в м

мы ИЛИ 1, первой схемы И 12, первого счетчика 13 скорости, счетного блока 14 времени, второй схемы И 15, oдIioвибpaтopa. 16, вычислительного блока 17, идентификатора 18 режимов движения, второго счетчика 19 скорости, четвертой схехчы РШИ 20, пятой схемы ИЛИ 21, шестой схемы ., ИГШ 22, счетчика 23 пути, счетчика 24 среднего напрялсения, частотно-импульсного модулятора 25 напряжения и счетчика 26 вагонов.

-f

Три вьвсода датчика 1 реишмов движения поездной аппаратуры подключены к соответствующим трем входам генератора 2 переменного тока, выход которого соединен с входом индуктора 3, индуктивно связанного с датчиком 4 положения стационарной аппаратуры, выход датчика 4 положения подключен к входу формирователя 5, выход которого соединен со счетным входом счетного блока 7 импульсов формирователя, первый выход счетного блока 7 импульсов формирователя подключен к первому входу схемы ИЛИ 10 и первому входз схемы И 15, второй выход счетного блока импульсов формирователя соединен,с вторым входом схе- М1Л ИЛИ 10 и первым входом схемы И 12 Выход генератора 8 тактовых импульсов связан с третьим входом схемы ИЛИ 10 и первым входом схемы ИЛИ 11,

602

5

0

5

2

выход схемы ИЛИ О соединен со счетным входом счетчика 13 скорости, выход которого подключен к второму входу вычиапительного блока 17, выход схемы И 12 соединен с вторым входом схем1з ИЛИ 11 , выход которой подключен к счетному входу счетного блока 14 .времени,первый выход которого соединен с вторым входом схемы И 15 и входом одновибратора 16, второй выход счетного блока 14 времени подключен к второму входу схемы И 12, третий выход счетного блока времени соединен с третьим входом вычислительного блока 17, выход схемы И 15 подключен х четвертому входу вычислительного блока 17 и к третьему входу схемы ИЛИ 1 1 , выход блока 9 задержки соединен с входом сброса счетного блока 14 времени, вычислительного блока 17 и вторым входом схемы ИЛ11 6, выход которой соединен с входом сброса счетного блока 7 импульсов формирователя и счетчика 13 скорости, выход одновибратора 16 соединен с первым входом схемы ШШ 6, выход схемы И 15 подключен к перво- i-iy входу схемы ИЛИ 20, выход схемы И 12 соединен с вторым входом схемы

ИЛИ 20, выход которой подключен к первым входам схем ИЛИ 21 и 22, выход формирователя 3 соединен с вторым входом схемы ИЛИ 21, выход кото- . рой соединен со счетным входом счет5 хшка 23 пути, выход которого подключен к седьмому входу вычислительного блока I7, выход частотно-импульсного модулятора 25 напряжения соединен с вторым входом схемы ИЛИ 22, выход которой подключен к счетному входу счетчика 24 среднего напряжения, выход которого соединен с восьмым входом вычислительного блока 17, четвертый выход счетного блока 14 времени соединен с третьим входом схем1.1 И 15, выход датчика 4 положения подключен к входу идентификатора 18 режимов двюкения, выход которого соединен с первым входом вычислительного блока 17, выход счетчика 26 вагонов соединен с пятым входом вычислительного блока 17, выход схемы ШШ 10 подключен к счетному входу счетчика 19 скорости, выход, которого подключен к шестому входу вычислительного блока 17, .выход схемы И 15 подключен к входу блока 9 задерж1а1, ныход которого сое0

5

0

55

ffiiHen с входами сброса счетчика скорости 19, счетчика пути 23, счетчика среднего напряжения 24, счетчика вагонов 26 и идентификатора 18 режимов .

Устройство работает следующим образом.

При движении поезда в зависимое- ти от режима движения, определяемого датчиком 1 режимов движения, генератор 2 переменного тока вырабатывает синусоидальный сигнал с частотой fJ , i 1,2,3 (i 1 - тяга, i 2 - выбег, i 3 - торможение). Перемен ньш ток поступает на индуктор 3, индуктивно связанный с. датчиком 4 положения, выполненным, например, в виде шлейфа со скрещениями и опорного шлейфа, проложенных вдоль пути на протяжении всего участка измерения. Из возбужденного в датчике 4 положения модулированного тока формиров ателем 5 в моменты времени, соответствующ -1е перемещению индуктора 3 на фиксированное расстояние iS, форг-мруются короткие прямоугольные импульсы.

Частотно-импульсный модулятор 25 напряжения, расположенный в цепи высокого напряжения, непрерывно вырабатывает прямоугольные импульсы с частбтой fу, прямо пропорциональной напряжению контактного рельса (, K,,V) .

рез схемы ИЛ1-1 IО и 1 I начинают пост пать на счетные входы счетчиков 13 и 19 скорости и счетного блока 14 времени, импульсы с выхода формиров

5 теля 5 через схему ИЛИ 21 начинают поступать на счетный вход счетчика 23 пути, а импульсы с выхода частот но-импульспого модулятора 25 напряж ния через ИЛИ 22 начинают пос

10 тупать на счетный вход счетчика 24 среднего напряжения. Второй импульс с выхода формирователи 5, поступающий на счетнглй вход счетного блока 7 импульсов формирователя, устанав 5 ливает потенциал 1 на первом выходе блока 7, не изменяя потенциалы на втором выходе этого же счетного блока. Сигнал 1 с первого вы хода блока 7, поступающий на вход

20 схемы 1-ШИ 10, устанавливает на ее в ходе потепциал 1. Счетчики 13 и 1 скорости прекращают счет. Таким обр зом, в них накапливается число импульсов N, пропорциональное времени прохождения индуктором 3 расстоя ния ДЗ в начале зоны измерения.

Третий, четвертьш и т.д. импульсы поступаюище на вход блока 7 с выхода форьшрователя 5, не изменяют потен- Щ1алы выходов счетного блока 7 импульсов формирователя.

Когда счетньй блок 14 времени дос читает до Ы 0.5 (NjaS 3 1данное число) , первый и второй выходы счетнот

25

30

В исходном состоянии первые выхо- 35 го блока 14 времени изменяют свое ды счетного блока 7 импульсов фор- состояние на инверсное. На втором мирователя и счетного блока 14 време- выходе этого счетного блока устано 0

ни имеют потенциалы логического , а вторые выходы этих же блоков - потенциалы логической 1. При этом на выходах схем ИЛИ 10 и 11, соединенных со счетными входами счетчиков 13 и 19 скорости и счетного блока 14 времени будут также потенциалы логической 1. Выходы счетчиков 13 и 19 скорости, счетного блока 14 времени, счетчика 23 пути и счетчика 24 среднего напряясения, передающие информавится потенциал О, а на первом - 1. Этот потенциал поступит на вход одновибратора 16, который производит через схему ИЛИ 6 сброс в исходное состояние счетчика 7 импульсов форьш рователя и счетчика 13 скорости.

Обработка в устройстве следующих двух импульсов, поступающих с выхода формирователя 5 на вход блока 7 после сброса счетного блока 7 импуль сов формирователя и счетчика 13 скорости в исходное состояние, пол45

Обработка в устройстве следующих двух импульсов, поступающих с выхода формирователя 5 на вход блока 7 после сброса счетного блока 7 импул сов формирователя и счетчика 13 ско рости в исходное состояние, полцию на входы вычислительного блока

17, имеют в исходном состоянии потен- О ностью аналогична реакции устройстциалы О.

Первьвй импульс с выхода формирователя 5, поступающий на счетньй вход

ва на первые два импульса, посту1шв- ших на вход блока 7.

В счетчике 13 скорости накапливается число импульсов (N), пропорцио нальное времени прохождегая индуктором 3 расстояния uS в конце зоны измерения, а в счетщ1ке 19 скорости число NT + N. Как только на первом

счетного блока 7 импульсов формирователя, устанавливает на втором выходе счетного блока 7 потенциал О. При этом импульсы частоты f с выхода генератора 8 тактовых импульсов.через схемы ИЛ1-1 IО и 1 I начинают поступать на счетные входы счетчиков 13 и 19 скорости и счетного блока 14 времени, импульсы с выхода формирователя 5 через схему ИЛИ 21 начинают поступать на счетный вход счетчика 23 пути, а импульсы с выхода частот- но-импульспого модулятора 25 напряжения через ИЛИ 22 начинают пос0 тупать на счетный вход счетчика 24 среднего напряжения. Второй импульс с выхода формирователи 5, поступающий на счетнглй вход счетного блока 7 импульсов формирователя, устанав5 ливает потенциал 1 на первом выходе блока 7, не изменяя потенциалы на втором выходе этого же счетного блока. Сигнал 1 с первого выхода блока 7, поступающий на вход

0 схемы 1-ШИ 10, устанавливает на ее выходе потепциал 1. Счетчики 13 и 19 скорости прекращают счет. Таким образом, в них накапливается число импульсов N, пропорциональное времени прохождения индуктором 3 расстояния ДЗ в начале зоны измерения.

Третий, четвертьш и т.д. импульсы, поступаюище на вход блока 7 с выхода форьшрователя 5, не изменяют потен- Щ1алы выходов счетного блока 7 импульсов формирователя.

Когда счетньй блок 14 времени досчитает до Ы 0.5 (NjaS 3 1данное число) , первый и второй выходы счетнот

5

0

вится потенциал О, а на первом - 1. Этот потенциал поступит на вход одновибратора 16, который производит через схему ИЛИ 6 сброс в исходное состояние счетчика 7 импульсов форьш- рователя и счетчика 13 скорости.

Обработка в устройстве следующих двух импульсов, поступающих с выхода формирователя 5 на вход блока 7 после сброса счетного блока 7 импульсов формирователя и счетчика 13 скорости в исходное состояние, пол45

ностью аналогична реакции устройст55

ва на первые два импульса, посту1шв- ших на вход блока 7.

В счетчике 13 скорости накаплива . ется число импульсов (N), пропорциональное времени прохождегая индуктором 3 расстояния uS в конце зоны измерения, а в счетщ1ке 19 скорости - число NT + N. Как только на первом

выходе счетного блока 7 импульсов формирователя установится потенциал 1, ыа выходе схемы И 15 также-установится потенциал 1, по которому заканчивается цикл измерения.

Таким образом, в счетном блоке 14 .времени накапливается число импуль- сов (N,,), пропорциональное времени измерения, в счетчике 23 пути накапливается число импульсов (N ), пропорциональное пути, пройденному поездом за время измерения, а в счетчике 24 среднего напряжения - число Ng, пропорциональное среднему напряжению контактного рельса в цикле измерения.

Единичный потенциал на выходе схемы И 15 (признак конца измерения), поступающий на вход 4 вычислительного блока 17, инициирует считывание в вычислительный блок 17 информации со счетчиков 13 и 19 скорости, счетного блока 14 времени,, счетчика 23 пути, счетчика 24 среднего напряжения, идентификатора 18 режима движения и счетчика 26 вагонов, в котором к этому моменту накапливается информация (Hg) о количестве вагонов в составе.

После этого вычислительный блок 17 определяет скорость поезда в на-f чапе и конце цикла измерения

12786026

время измерения Т ()/f

денный путь S (N -1)лЗ, сре напряжение контактногд рельса ле измерения

и

Ср

.iJ-. KV

и далее в соответствии с режим движения поез;а;а в цикле измере

Ш

(на основании кодового сигнала жиме движения, поступившего от тификатора 18 режимов, движения количеством вагонов в составе, числительньй блок 17 рассчитьш 15 массу поезда (G) по одной из р ных формул

Г N Т . . е .V, - V, -f К,,,Х +

где К , К. и KL ,- постфянные

В, 1 о. /

фициенты;

20

in(Np

25

30

Торможением

- элемент ма постоянных фициентов (j 1 f М, М - максим количество нов в сост при j N

ц „ н т .ui.Kj(i.iLiYi.i.

« V, - V, + К„,Т + K,p,T(V,

где К-.р,, K., K, и по ны

US

v

дБ

N

.,

vyV + К

I т,4

где К.,, Т2 3 Т4 постоянные

коэффициенты.

С момента установки единичного потенциала на выходе схемы И 15 через заданное время, реализуемое блоком 9 задержки (необходимое для записи в вычислительный блок информа- ции со счетчиков 13 и 19 скорости, счетного блока 14 времени, счетчика 23 пути, счетчика 24 среднего напряжения, счетчика 26 вагонов, идентификатора 18 режима движения и вычисления веса поезда), на выходе блока

9 задержк устанавливается единичный чик положения, формирователь, счет- потенциал, приводящий все блоки уст- иът блок импульсов формирователя, ройства в исходное состояние.первую, вторую и третью схемы ИЛИ,

Использование предлагаемого уст- первую и вторую схемы И, генератор ройства позволяет определить массу тактовых импульсов; первый счетпройвремя измерения Т ()/f

денный путь S (N -1)лЗ, среднее напряжение контактногд рельса в цикле измерения

и

Ср

.iJ-. KV

и далее в соответствии с режимом движения поез;а;а в цикле измерения

Ш

(на основании кодового сигнала о режиме движения, поступившего от идентификатора 18 режимов, движения) и количеством вагонов в составе, вы- числительньй блок 17 рассчитьшает 15 массу поезда (G) по одной из расчетных формул

Г N Т . . е .V, - V, -f К,,,Х + , -ьу )

где К , К. и KL ,- постфянные коэфВ, 1 о. /

фициенты;

20

in(Np

5

0

Торможением

- элемент массива постоянных коэф фициентов m / J (j 1 f М, где М - максимальное количество вагонов в составе) при j N.

ц „ н т .ui.Kj(i.iLiYi.i.b),

« V, - V, + К„,Т + K,p,T(V, -v Vj)

где К-.р,, K., K, и постоянные ко35

эффициен- ты.

Тяга:

V + К

I т,4

поезда в любом режиме движения и при любом количестве вагонов в составе .

Формула изобретения

Устройство для измерения массы электропоездов в двиясении, содержащее поездную и стационарную аппара- Q туры, причем поездная аппаратура состоит из индуктора и генератора переменного тока, выход которого соединен с входом индуктора, а стационарная аппаратура содержит датчик скорости, вычислительный блок, счетный блок времени, одновйбратор и блок задержки, причем выход датчика положения, вход которого индуктивно связан с выходом индуктора, подключен к входу формирователя, выход которого соединен со счетным входом счетного блока импульсов формирователя, первый выход счетного блока импульсов (формирователя под- ютгачен к первому входу второй схемы ИЛИ и первому входу второй схемы И, второй выход счетного блока импульсов формирователя соединен с вторым входом второй схемы ШШ и пер вым ВХОДОМ первой схемы И, выход генератора тактовых импульсов соединен с третьим входом второй схемы ИЛИ и первым входом третьей схег-1Ы ИЛИ, выход второй схемы ИЛИ соединен со счетным входом первого счетчика скорости, выход которого подключен к второму входу вьиисгштелл ного блока, выход первой схемы И соединен с вторым входом третьей схемы ИЛИ, выход которой подключен к счетному входу счетного блока времени, первый выход которого соединен с вторым вхо дом второй схемы И и входом одновиб- ратора, второй выход счетного блока времени подключен к второму входу первой схемы И, третий выход счетного блока времени соедине с третьим входом вычислительного блока, выход второй схемы И подключен к четвертому входу вычислительного блока и к третьему входу третьей схемы ИЛИ, вы ход блока .задержки соединен с входом сброса счетного блока времени, вычислительного блока и вторым входом первой схемы РШИ, выход которой сое динен с входом сброса счетного блока импульсов формирователя и первого счетчика скорости, а выход одно- вибратора соединен с первым входом первой схемы ИЛИ, о т л и- ч а ю - щ е е с я тем, что с целью расши- ре1шя функциональных возможностей устройства за счет измерения массы

Редактор А.Козориз

Составитель С.Шакин Техред Л.Сердюкова

Заказ 6820/35

Тираж 705

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К-35, Раушская паб., д,4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г,У;кгород, ул.Проектная, 4

786028

электропоездов с любым числом вагонов и при любом релшме их движения, в поездную аппаратj py дополпительно введен датчик режимов движения, три

5 выхода которого подключены к соответствующим трем входам генератора переменного тока, в а стационарщпо аппаратуру дополнительно введены счетчик вагонов, идентификатор режимов дви10 жения, второй счетчик скорости, четвертая, пятая и шестая схемы НИИ, счетчик пути, счетчик среднего напряжения и частотно-импульсный модулятор напряжения, причем четвертый вы- 15 ход счетного блока времени соединен с третьим входом второй схемы И, выход которой подключен к иервог-г входу четвертой схемы ИЛИ, выход первЬй схемы И соединен с вторым входом чет20 вер той ИЛИ, выход которой по.ц- ключен к первым входам пятой и шестой схем ИЛИ, выход фор№1рователя соединен с вторым входом пятой схемы ИЛИ, выход которой соединен со счетным входом счетчика пути, под- юпоченного к седьмому входу вычислительного блока, выход частотно-импульсного модулятора напряжения соединен с вторым входом шестой

или, выход которой подключен к счетному входу счетчика среднего напряжения, соединенного с восьмыь входом вычислительного блока, выход датчика положения подключен к входу иден35 тификатора режимов движения, выход которого соединен с пepDЬ i входом вычислительного блока, вьпсод счетчика вагонов соединен с пятым входом вычислительного блока, выход второй

40 схемы ШЕ1 подключен к счетному входу второго счетчика скорости, выход которого подключен к шестому входу вычислительного блока, выход второй схемы И подключен к входу блока за45 держки, выход которого соединеп с входаш1 сброса второго счетчика скорости,счетчика нути,счетчика среднего напряжения,счетчика вагонов и индентифи- .атора режимоудитскения соответственно.

25

Корректор С.Шекмар

Подписное

) Изобретение относится к измерительной техш1ке и позволяет расширить функциональные возможности устройства за счет измерения массы электропоездов с любым числом вагонов и при любом режиме их движения. В счетном блоке 4 времени накапливается число и шyльcoв, пропорциональное BpeMesiH измерения, в счетчике 23 пути - число, пропорциональное пути, пройденному поездом за время измерения, в счетчике 24 - число, пропорциональное среднему напряжению контактного рельса в цикле измерения. Потенциал , соответствующий концу измерения, инициирует считывание в вычислительный блок 17 информации со счетчиков 13 и 19 скорости, счетного блока 14 времени, счетчика 23 пути счетчика 24, идентификатора 18 режима движения и счетчика 26 вагонов, в котором к этому моменту накап-. ливается информация о количестве ва-:- гонов в составе. После этого вычислительный блок 17 определяет скорость поезда в начале и конце цикла измерения, время измерения, пройденный путь, среднее напряжение контактного рельса. Далее рассчитывают массу поезда по расчетной формуле. 1 ил. С s (Л tc 00 05 О ю