Устройство для измерения скорости перемещения Советский патент 1990 года по МПК G01P3/489 

Изобретение относится к измерите Ной технике и может быть использова измерения линейной скорости пер Нещения движущихся по заданной траектории объектов.

Целью изобретения является повыш достоверности результатов измерения.

На фиг, 1 показана структурная ке.ма устройства; на фиг. 2 - управляемый источник опорного напряжения

3 фиг. 3 временные диаграммы рабоп

3,

и

устройства,

. Устройство для измерения скорости гремещения (фиг. 1) содержит датчик , компаратор 2, пять элементов 3-7 щержки, управляемый источник 8 опорного напряжения, элемент ИСКЛ10- ЮШЕЕ ИЛИ 9, два элемента И 10 и , триггер 12, два элемента 13 и 14 видержки времени, одновибратор 15, |с|етчик 16 и вычислитель 17.

Управляемый источник 8 опорного шряжения (фиг, 2) содержит, напри- 2р, коммутатор 18, три источника -21 опорного напряжения, элемент задержки и элемент И 23. Устройство для измерения скорости перемещения работает следующим обра- 3(Ьм.

i В исходном состоянии счетчик 16 обнулен, а в память вычислителя 17. занесен код, соответствующий длине движущегося объекта. Триггер 12 уста нфвлен в исходное состояние, обеспе- Ч1|вающее блокировку выхода элемента И , При отсутствии объекта в зоне - вствительности датчика 1 линии датк - компаратор существуют шумы, выанные производственными помехами ИJtи внутриэлектронными щумами схемы.

Уставки компаратора 2 с помощью источников 19-21 опорного напряжения (ИОН) выбираются таким образом, чтобы первая Up и вторая U уставки соответствовали минимальному и максимальному уровням шума, а третья устав кэ: UQJ превосходила величину информа- циЮнного сигнала от объекта.

При ОТСУ5СТВИИ объекта перед дат- 1 компаратор 2 переключается с высокого на низкий уровень выходного напряжения и наоборот следующим образом. Если на вьгходе компаратора 2 появился высокий уровень (фиг, 3 точ- ка XI), что соответствует низкому уровню уставки (до этого низкий уро- &ь выходного напряжения), то через

43

41

31

10

20

0

5

15

5

0

5

0

время с,, задаваемое первым злекен-- том 3 задержки, этот уровень появится на выходе управляемого ИОН (УИОН) 8 (фиг. 3, Х2) и он переключится с низкого уровня уставки IJ на уровень и 02, при этом компаратор вернется в исходное состояние (фиг, 3, Х2), на его выходе появится снова низкий уровень напряжения, который, пройдя первый элемент 3 задержки через время, определяемое этим элементом , появится на входе УИПН 8 (фиг. 3, ХЗ). После переключения УИОН с Up,на и через время, задаваемое элементом 22 задержки, переключается коммутатор 18 на следуюпщй ИОН 21, которому соответствует опорное напряжение U.. Время задержки элемента 22 выбирается равным половине времени задержки элемента 3, т.е. /2. Время переключения входов коммутатора с ИОН -20 на ИОН 21 равно i),/2. Выбор ИОН 19 осуществляется кодом 00, ИОН 20 - кодом 10, ИОН 21 - кодом 11.

Таким образом, в устройстве постоянно суи1ествуют релаксационные колебания на выходе компаратора 2. Системы сигналов на входе и,выходе элементов И 10 и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 находятся в противофазе друг к другу, в исходном состоянии, следовательно, на выход элемента И 11 импульсы не проходят, поскольку элемент И 10 не ера- батывает и не устанавливает триггер 12.

. При появлении сигнала на выходе датчика 1 компаратор 2 не переходит в исходное состояние после установки уровня выходе УИОН 8 (фиг, 3, Х7) и на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 формируется логический нуль, а на выходе элемента И 10 - логическая единица (фиг, 3, Х6), которая взводит триггер 12, и последующие импульсы с выхода элемента 9 поступают через элемент 11 на вход счетчика 16, накапливаясь в нем как импульсы эталонной частоты, для измерения интервала времени. Одновременно после каждого импульса счета счетчика 16 триггер 12 сбрасывается через третий элемент 5 задержки. Счет продолжается все время, пока сигнал от датчика 1 превышает уровень уставки

и

(1 компаратора 2. При этом в счетчике 16 измеряется время взаимодействия объекта с датчиком 1. Сигналы сброса триггера 12 постоянно сбрасывают второй элемент 14 выдержки, время выдержки которого несколько больше времени задержки элемента 3. По окончанию импульса с датчика 1 (фиг. 3, Х13) прекращается формировние импульсов счета в счетчике 16 и после срабатывания, второго элемента 14 вьщержки времени, передний фронт этого сигнала, выделенный одновибратором 15 и задержанный четвертым элементом 6 задержки, строби- рует запись состояния счетчика 16 в вычислитель 17, где скорость движения объекта определяется по формуле

V

а At

)

где а - размер (.плпна) объекта;

Д t - время взаимодействия датчика 1 и объекта.

Через промежуток времени, задаваемый элементом 7, счетчик 16 сбрасвается в исходное состояние, и устройство готово к следующему циклу измерения.

Если при работе устройства на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 появился сигнал низкого уровня (фиг. 3, XI6) в течение времени большего, чем 2ч}, то срабатывает первый элемент 1 вьщержки времени, а на вькоде Отказ устройства появляется сигнал потери работоспособности устройства.

Ф ормула изобретения Устройство для измерения скорости перемещения, содержащее датчик, счетчик, два элемента И и вычислитель, вход которого соединен с выходом счет- чика, а выход является информационным выходом устройства, при этом вход счетчика соединен с выходом первого элемента И, отличающееся

10

15

20

25

35

-40 т6)5618

тем, что, с целью повышения дб стовер- ности результатов измерения, содержит компаратор, управляемый источник опорного напряжения, пять элементов задержки, два элемента вьщержки времени, одновибратор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и триггер, при этом выход датчика соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с выходом управляемого источника опорного напряжения, вход которого соединен с выходом первого элемента задержки и с входом второго элемента задержки, при этом выход компаратора соединен с входом первого элемента задержки и с первыми входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второго элемента И, вторые входы которых соединены с выходом второго элемента задержки, причем выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединен с первым входом первого элемента И и с входом первого элемента вьщержки времени, выход которого является информационным выходом отказа устройства, при этом второй вход первого элемента И соединен с выходом триггера, вход установки которого соединен с выходом.второго элемента И, первый вход сброса соединен с выходом третьего элемента задержки, вход которого соединен с выходом первого элемента И и с входом второго элемента вьщержки времени, выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого соединен с входом четвертого элемента задержки, выход которого соединен с входом записи вычислителя и через пятый элемент задержки - с первым входом сброса счетчика, при этом вторые входы сброса триггера и счетчика соединены с входом установки устройства в исходное состояние.

Вьаад эл задержки

4

Выход элененгт Ю

St/xoSafi. 9

выход

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейной скорости перемещения движущихся по заданной траектории объектов. Целью изобретения является повышение достоверности результатов измерения. Устройство содержит датчик 1, компаратор 2, элементы задержки 3-7, управляемый источник опорного напряжения 8, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9, элементы И 10,11, триггер 12, элементы выдержки времени 13,14, одновибратор 15, счетчик 15, вычислитель 17. За счет соединения компаратора и управляемого источника опорного напряжения в кольцо на выходе компаратора возникают релаксационные колебания, которые одновременно сигнализируют о работоспособности линии датчик-компаратор и являются тактовыми импульсами для всей схемы. Эти импульсы подсчитываются в течение времени взаимодействия объекта с датчиком 1 в счетчике 16, а затем число импульсов переписывается в вычислитель 17, который определяет скорость движения объекта известной длины за известный интервал времени. В случае отказа на участке датчик-компаратор на выходе "Отказ" устройства появляется сигнал. 3 ил.