Устройство для измерения относительной деформации движущегося материала Советский патент 1989 года по МПК G01B7/04 

Кл

314

импульсы, длительность которых пропорциональна элементарному отрезку материала длиной aL и обратно пропорциональна скорости движения ма- териала V, а количество - количеству прошедших элементарных отрезков. Передний фронт импульса с выхода датчика 4 выделяется схемой 14 выделения переднего фронта ш-

пульсов и поступает на вход синхронизации измерителей 1 и 2 ширины, которые осуществляют измерение ширины материала и запоминание результатов измерения. По этому же переднему фронту импульса обнуляетс счетчик 9, узел 18 синхронизации формирует сигнал, который вызывает сдвиг информации в регистрах 12 и 13 сдвига, и с задержкой, обуслов- ленной схемой И 29, включает вычислительные узлы 21 и 22 вычислительного блока 33, производящие операции вычислений усадки по площади. Включение узла 22 отстает от включе ния узла 21 на время, обусловленное задержкой сигнала в элементе 20 задержки, обеспечивающее окончание первой ступени вьнисления усадки по площади. Задний фронт №inульеа с

выхода датчика 4 выделяется схемой 17 выделения заднего фронта импульсов и осуществляет запись в регистр 11 памяти содержимого счетчика 9. Импульс с выхода датчика 4 поступает на первый вход схемЬ И 7, на второй вход которой подается последовательность импульсов с выхода генератора 5 тактовых импульсов. Счетчик 9 переходит в нулевое состояние по переднему фронту импульса с выхода датчика 4, за время прохождения этого сигнала в него записьшается количество импульсов, пропорциональное его ; длительности,, которое по приходу заднего фронта импульса с датчика 4 пе- реписьшается в регистр I1 памяти. При прохождении элементарных участков материала информация о времени прохождения L-ГО элементарного участка в зоне датчиков длины и о ширине этого участка поступает с задержкой в вычислительный блок 33, где подчитьша- ется усадка материала. Схема 25 установки начального состояния вырабатывает при включении системы сигнал, переводящий регистры 10-13 и счетчик 24 с самоблокировкой в нулевое состояние . 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель - повышение информативности путем измерения деформации материала по площади. При прохождении материалом зоны измерения датчиков 3 и 4 длины и измерителей 1 и 2 ширины в начале и конце зоны усадки датчики 3 и 4 вырабатывают импульсы, длительность которых пропорциональна элементарному отрезку материала длиной Δ L и обратно пропорциональна скорости движения материала V, а количеству прошедших элементарных отрезков. Передний фронт импульса с выхода датчика 4 выделяется схемой 14 выделения переднего фронта импульсов и поступает на вход синхронизации измерителей 1 и 2 ширины, которые осуществляют измерение ширины материала и запоминание результатов измерения. По этому же переднему фронту импульса обнуляется счетчик 9, узел 18 синхронизации формирует сигнал, который вызывает сдвиг информации в регистрах 12 и 13 сдвига, и с задержкой, обусловленной схемой И 29, включает вычислительные узлы 21 и 22 вычислительного блока 33, производящие операции вычислений усадки по площади. Включение узла 22 отстает от включения узла 21 на время, обусловленное задержкой сигнала в элементе 20 задержки, обеспечивающее окончание первой ступени вычисления усадки по площади. Задний фронт импульса с выхода датчика 4 выделяется схемой 17 выделения заднего фронта импульсов и осуществляет запись в регистр 11 памяти содержимого счетчика 9. Импульс с выхода датчика 4 поступает на первый вход схемы И 7, на второй вход которой подается последовательность импульсов с выхода генератора 5 тактовых импульсов. Счетчик 9 переходит в нулевое состояние по переднему фронту импульса с выхода датчика 4, за время прохождения этого сигнала в него записывается количество импульсов, пропорциональное его длительности, которое по приходу заднего фронта импульса с датчика 4 переписывается в регистр 11 памяти. При прохождении элементарных участков материала информация о времени прохождения I-го элементарного участка в зоне датчиков длины и о ширине этого участка поступает с задержкой в вычислительный блок 33, где подчитывается усадка материала. Схема 25 установки начального состояния вырабатывает при включении системы сигнал, переводящий регистры 10, 11, 12, 13 и счетчик 24 с самоблокировкой в нулевое состояние. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в текстильной промышленности для измерения усадки рулонных материалов по площади.

Цель изобретения - повьш1еиие информативности путем измерения деформации материала по площади.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит измерители 1 и 2 ширины материала, первый 3 и второй 4 датчики длины, генератор тактовых импульсов, схемы И 6 и 7, счетчики 8 и 9, регистр 10 и П па- мяти, регистры 12 и 13 сдвига, схемы 14 и 15 выделения переднего фронта импульсов, схемы 16 и 1 7 выделения заднего фронта импульсов, узел 18 синхронизации, элементы 19 и 20 за- держки, вьнислительные узлы 21 и 22, элемент 23 запрета, счетчик 24 с самоблокировкой, схема 25 установки начального состояния, триггеры 26 и

27, вторую 28 и третью 29 схемы И и инвертор 30.

Схемы 6, 14 и 15, счетчик 8 и .регистр 10 образуют первый канал 31 измерения длины. Схемы 7, 16 и 17, счетчик 9 и регистр П образуют второй канал 32 измерения длины. Узлы 21 и 22 образуют вычислительный блок 33. Все конструктивные элементы, кроне измерителей 1 и 2 ширины материала и импульсных датчиков 3 и 4 длины, образуют измеритель 34 деформации.

Импульсные датчики 4 и 3 длины и измерители 1 и 2 ширины материала расположены nonaprto в начала и конце зоны усадки. Выходы датчиков 3 и 4 длины подключены к входам схем И 6 и 7 соответственно, на вторые схемы И 6 и 7, соединенные параллельно подключен выход генератора 5 такто- вых импульсов. Выходы схем И 6 и 7 включены на счетные входы счетчиков 8 и 9 соответственно. Выходы этих

51

счетчиков связаны с информационньми входами регистров 1 О и I 1 памяти. Выходы измерителя 1 ширины материала, установленного в начале зоны усадки, соединены с информационньвчи входами регистра 13 сдвига, а выходы регистра 10 памяти связаны с информационными входами регистра 12 сдвига. Выход датчика 3 длины включен парал- лельно на входы схемы I 4 выделения переднего фронта импульса и схемы 16 выделения заднего фронта импульса, а выход датчика 4 соединен с входами схемы 5 выделения переднего фронта и схемы 17 вьщепс ия заднего фронта. Выход первой схемы I4 выделения переднего фронта соединен с входом установки нуля счетчика 8, выход второй схемы 1 6 выделения переднего фронта соединен с входом установки нуля счетчика 9 и с первьм входом узла 18 синхронизации. С вторьм входом узла 18 синхронизации связан выход первой схемы 15 вьщеления заднего фронта.

На третий вход узла I8 синхронизации подключен выход генератора 5 тактовых импульсов . Первый выход узла 18 синхронизации соединен с входом записи регистра 10 памяти, второй

его выход включен параллельно на входы сдвига регистров 12 и 13 и на вход элемента 19 задержки. Выход второй схемы 17 выделения заднего фронта связан с входом записи регистра I1

памяти.

Выходы регистров 12 и 13 сдвит а включены на первые входы вычислительных узлов 21 и 22 соответственно, на вторые входы которых подключены вы- ходы регистра I1 памяти и второго измерителя 2 ширины. Выход узла 21 соединен с третьим входом узла 22. Управляющий вход узла 21 через элемент 23 запрета соединен с выходом элемента 19 задержки, а управляющий вход узла 22 через элемент 20 задержки соединен с вьосодом элемента 23 запрета. Управляющий вход элемента 23 запрета связан с выходом счетчи- ка 24 с самоблокировкой, который своим входом подключен к второму выходу узла 18 синхронизации. Входы установки нуля регистров 10-13 и счетчика 24 связаны с выходом схе- мы 25 установки начального состояния. Узел 18 синхронизации может, например, состоять из триггера 26 и 2/, схем И 28 и 29 и игшертора 30.

046

Первый вход узла 18 синхронизации образован йходом установки единицы триггера 27, второй вход - параллельно соединенными входами первой схемы И 29 и инвертора 30, третий вход входом установки единицы триггера 26. Второй вход схемы И 29 связан с выходом триггера 27, который образует первый вход узла 18 синхронизации, а ее выход связан со счетным входом триггера 27. Выход инвертора 30 связан спервьм входом второй схемы И 28, ее второй вход связан с выходом триггера 26, который является вторым выходом узла 18 синхронизации а выход схемы И 29 соединен со счетным входом триггера 26.

Устройство работает следующим образом.

Материал проходит в зоне измерения датчиков 3 и 4 длины и измерителей I и 2 щирины в начале и конце зоны усадки. Датчики 3 и 4 выраба- тьюают импульсы, длительность которых пропорциональна элементарному отрезку материала длиной Л L и обратно пропорциональна скорости движения материала V, а количество, - количеству прошедших элементарных отрезков N. Датчик 4 длины, установленный на выходе из зоны усадки, является ведущим для всей системы измерения усадки по площади материала. Передний фронт импульса с выхода датчика 4 выделяется схемой 14 и поступает на вход синхронизации измерителей 1 и 2 ширины, которые осуществляют измерение ширины материала и запоминание результатов этого измерения. Этот же передний фронт переводит в нулевое состояние счетчик 9 и, поступая на первый вход узла 18 синхронизации, формирует сигнал на его вьгходе, который вызьшает сдвиг информации в регистрах 12 и 13 сдвига с задержкой, обусловленной схемой И 29, включает вычислительные узлы 21 и 22, проводящие операции вычислений усадки по площади, включение вычислительного узла 22 отстает от включения вычислительного узла 21 на время, обусловленное задержкой сигнала в элементе 20 задержку, обеспечивающее окончание первой ступени вычисления усадки по площади.

Задний фронт импульса с выхода датчика 4 длины вьаделяется схемой 1 7 выделения заднего фронта и осуществляет запись в регистр I I памяти содержимого счетчика 9. импульс с выхода датчика 4 поступает на вход схемы И 7, на BtopoA вход которой подается последовательность импульсов с выхода генератора 5. Так как счетчик 9 переходит в нулевое сос- |тояние по переднему фронту импуль- са с выхода датчика 4, то .за время прохождения этогэ сигнала в него записывается некоторое количество да- пульсов, пропорциональное его длит- тельности п , которое по приходу заднего фронта импульса с датчика 4 переписьшается в регистр 11 памяти. Сигнал с выхода датчика 3 длины обрабатьшается так же. Его передний фронт наделяется схемой 1 4 и вызывает обнуление счетчика 8. Во время его прохождения на выходе схемы И 6 формируется пачка импульсов частотой f с выхода генератора 5, число импульсов которой подсчитьшается счетчиком 8. Задний фронт сигнала, с датчика 3, выделенный схемой 15, вызывает запись содержимого счетчика 8 в регистр 10 памяти. Числа, записанные в регистр 10 и измеритель 1 по сигналу, с выхода, узла 18 синхро- низации, обусловленному наличием переднего фронта импульса с выхода датчика 4, переписываются в регистры 12 и 13 сдвига, число последовательно соединенных ячеек которых равно

N

L/4L,

где L

- длина зоны усадки материала .

Таким образом, в регистр 1 2 сдви- га записывается информация о ширине -го участка материала, а в регистр 13 сдвига - число п, , пропорциональное времени прохождения отрезка материала длиной ЛЬ.

При прохождении N элементарных участков материала информация о времени прохождения i-ro элементарного участка в зоне измерения первого датчика 3 данных и о ширине этого участка, измеренной измерителем 1 , появляется на выходе регистров 1 2 и 13 сдвига, а в это время этот же -й деформированный участок приходи в зону измерения второго измерителя 2 ширины и датчика 4 длины. По переднему фронту сигнала датчика 4 длины информация с выхода регистра 11 па- памяти и регистра 13 сдвига появд5 0 5 о

5

Q 5

Q ,,

ляется на входах вычислительного узла 21, на управляющий вход которого сигнал с выхода узла I 8 синхронизации поступает с некоторой задержкой Г , обусловленной элементом 19 задержки, обеспечивающим установку информации на информационных входах вычислительного узла 21. В узле 21 происходит вычисление соотношения , после чего информация этой величины поступает на третий вход вычислительного узла 22, где окончательно проводится расчет усадки материала согласно формуле

и - (1 -т) 100%, п 1

где В - ширина;

IIf nj - количество импульсов, записанное в счетчиках 8 и 9 соответственно по сигналу, задержанному относительно сигнала на управляющем вхо де узла 21 на время Г , обусловленное элементом 20 задержки.

Элемент 23 запрета управляется сиг-- налом с выхода счетчика 24 с самоблокировкой и обеспечивает запрет передачи информации на управляющие входы узлов 21 и 22, начиная от включения системы и до прохождения первьм измеТренньм i-м участком материала зоны усадки. Это обеспечивается выбором емкости счетчика 21, равной N, При поступлении на вход счетчика 24 N, импульсов с выхода узла 18 синхронизации он блокирует дальнейшее поступление импульсов на свой вход и вьщает сигнал на разрешение прохождения информации через элемент 23 запрета. Схема 25 установки начального состояния вырабатывает при включении системы сигнал, переводящий регистры 10-13 и счетчик 24 в нулевое состояние. I

Сигналы на первом выходе узла 18 синхронизации обусловлены задними фронтами импульса с выхода датчика 3 длины и обеспечивают запись содержимого счетчика 8 в регистр 10. Узел 18 синхронизации исключает одновременную перезапись содержимого счетчика 8 в регистр 10 и содержимого регистра 10 в регистр 12, что могло бы иметь место при совпадении во времени переднего фронта импульса с

выхода датчика 4 и заднего фронта импульса с выхода датчика 3.

Узел 18 синхронизации работает следующим образом.

Импульс с выхода схемы 15 вызывает установку триггера 26. Это дает возможность прохождения сигналов на выход схемы И 29, т.е. на ее второй вход поступает единичный потенциал. Первый же спад импульса на выходе схемы 29 обнуляет триггер 27, формируя сигнал на выходе узла 18 синхронизации.

Аналогично работают триггер 26 и схема И 28. Однако на вход последней

импульсы с выхода тактового генератор 5 поступают через инвертор JU, что обеспечивает обязательную неоднородность формирования сигналов на вы- ходах узла 18 синхронизации.

Формула изобретения

Устройство для измерения относи- тельной деформации движущегося материала, содержащее первый и в.торой датчики длины, установленные на входе и выходе зоны обработки материала, и измеритель деформации, о т - лич ающееся тем, что, с целью повышения информативности путем измерения деформации материала по площади, оно снабжено двумя измерителями ширины, а измеритель дефор- мации выполнен в виде двух каналов измерения длины, каждый из которых состоит из последовательно соединенных схемы И, счетчика и регистра памяти, схемы вьщеления переднего

фронта импульсов, выход которой соединен с R-входои счетчика, и схемы выделения заднего фронта импульсов, узла синхронизации, генератора тактовых импульсов, выходом соединен- ного с первыми входами узла синхронизации и схем И каждого канала измерения длины, последовательно соединенных первого регистра сдвига, счетчика с самоблокировкой, первого элемента задержки и элемента запрета и вычислительного блока, второго элемента задержки, входом соединенного с первый выходом первого регистра сдвига, а выходом - с вторым входом элемента запрета, второго регистра сдвига, первьм входом соединенного с выходом первого измерителя ширины и схемы установки начального состояния, выходом соединенной с R-входами регистров памяти каждого канала измерения длины, регистров сдвига и счетчика с самоблокировкой, второй выход первого регистра сдвига и первый выход второго регистра сдвига соединены соответственно с вторьм и третьим входами вычислительного блока, выход первого датчика длины соединен с входами схемы выделения переднего фронта импульсов и схемы выделения заднего фронта импульсов первого канала измерения длины, выхо второго датчика длины соединен с входами схемы вьщеления переднего фронта импульсов и схемы выделения заднего фронта импульсов второго канала измерения длины, выход схемы выделения заднего фронта импульсов переднего канала измерения длины соединен с вторьм входом узла синхронизации, выход схемы вьщеления переднего фронта импульсов второго канала измерения длины соединен с С-входами измерителей ширины и третьим входом узла синхронизации, первый выход котрого соединен с С-входом регистра памяти первого канала измерения длины, второй выход узла синхронизации - с входами синхронизации первого и второго регистров сдвига, выход схемы выделения заднего фронта импульсов второго канала измерения длины Соединен с С-входом регистра памяти второго канала измерения длины, выходы регистров памяти первого и второго каналов измерения длины соединены соответственно с входом первого регистра сдвига и четвертый входом вычислительного блока, выходы первого и второго датчиков длины соединены с вторыми входами схем И соответственно первого и вторЬго каналов измерения длины, выход вто- рого измерителя ширины соединен с пятым входом вычислительного блока, шестой вход которого соединен с выходом элемента запрета.