Устройство для измерения скорости Советский патент 1991 года по МПК G01P3/66 G01R31/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скоростей перемещения подвижной части высоковольтных выключателей электроустановок.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного устройства; на фиг. 2 - то же, блок перезаписи временных интервалов; на фиг. 3 - то же, блок деления; на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для снятия скоростных характеристик содержит экран 1, имеющий ка- либрованные отверстия, число п которых равно числу контролируемых точек характеристик, и механически связанный стюдвиж- ной частью выключателя, источник 2 излучения, фотоприемник 3, первый элемент ИЛИ 4, первый счетчик 5 точек характеристики, демультиплексор 6, мультиплексор 7, блок 8 памяти временных интервэлов блок 9 перезаписи временных

интервалов, блок деления 10, блок 11 инди- каиии, первый 12 и второй 13 элементы И, второй элемент ИЛИ 14, генератор 15 эталонной частоты, кнопки Запись 16 и Считывание 17, триггер 18 переполнения, служащий для предотвращения записи ложных показаний при переполнении блока 8. Блок 9 перезаписи временных интервалов содержит второй 19 и третий 20 счетчики перезаписи, второй 21 и третий 22 триггеры перезаписи, третий логический элемент И 23.

Блок 10 деления содержит реверсивный сметчик 24 делителя, счетчики делимого 25 и частного 26,схему 27 совпадения, схему И 28.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при неподвижном экране 1 все счетчики устройства обну- лены. Фотоприемник 3 перекрыт непрозрачной частью экрана. Когда при перемещении экрана вместе с подвижной частью выключателя между источником 2

сл

О Ю СЛ Ю 00

сл

излучения и фотоприемником 3 оказывается отверстие экрана, на выходе фотоприемника формируется импульс, длительность которого определяется временем-засветки и находится в обратной зависимости от скорости движения в данной точке траектории. Этот импульс поступает через первый логи ческий элемент ИЛИ 4 в счетчик 5 точек характеристики, в котором записывается число при этом открываются первые каналы демультиплексора 6 и мультиплек- сора 7, вводя в работу блок запоминания временных интервалов. Импульс с фотоприемника 3 поступает также на вход первого логического элемента И 12, открывая последний для прохождения импульсов от генератора 15 эталонной частоты через второй логический элемент ИЛИ 14 на информационный вход демультиплексора 6 и далее через него на вход блока 8. По окончании интервала засветки сигнал на выходе фотоприемника 3 исчезает, прохождение импульсов через первый логический элемент И 12 прекращается и в блоке 8 фиксируется число, пропорциональное длительности интервала засветки первого отверстия экрана При засветке второго отверстия экрана 1 на выходе фотоприемчика 3 формируется следующий импульс, в счетчике 5 точек характеристики записывается число два, а демультиплексор 6 и мультиплексор 7 включают в работу второй канал блока 8. После обработки последнего канала блока 8 памяти в нем будет записано число, пропорциональное длительнссти интервала времени засветки соответствующего отверстия экрана и обратно пропорциональное скорости движения подвижной части аппарата в соответствующей точке траектории. Если скорость движения в некоторой i-й точке ниже минимального предела измерения, предусмотренного в устройстве, то на выходе последнего разряда блока 8 памяти появляется сигнал переполнения, который через мультиплексор 7 поступает на вход триггера 18 переполнения, последний запрещает прохождение эталонной частоты через первый логический элемент И 12, предотвращая повторное заполнение блока 8 памяти и ложное показание индикатора. При дальнейшем движении экрана 1 и прохождении его непрозрачного участка перед соединяющим отверстием экрана триггер 18 переполнения перебрасывается, разрешая запись временного интервала для следующей точки характеристики.

Для считывания результатов измерения отжимают кнопку 16 Запись ; счетчик 5 точек характеристики сбрасывается в нуль.

При однократном нажатии кнопки 17 Считывание через первый логический элемент ИЛИ 4 в счетчик 5 записывается число один, открывая первый канал демультиплексора б и мультиплексора 7, вводящих в работу блок 8 памяти. На логическом выходе блока 9 присутствует разрешающий сигнал и с момента нажатия кнопки 17 через второй логический элемент И 13 второй логический

C элемент ИЛИ 14 и демультиплексор 8 на вход блока памяти 8 поступают импульсы эталонной частоты. Одновременно происходит и заполнение первого счетчика 19 перезаписи в блоке 9, емкость которого равна

5 емкости блока 8. Поскольку в блоке 6 уже записало число, пропорциональнее временному интервалу, то он заполняется раньше, чем предварительно сброшенный на нуль счетчик 19. В момент сброса на запол0 ценного блока 8 сигнал с выхода его последнего разряда через мультиплексор 7 перебрасывает второй триггер 22 перезаписи, а импульсы генератора 15 эталонной частоты через второй 13 и третий 23

5 логические элементы И начинают поступать на вход второго счетчика 20 перезаписи. С этого момента для полного заполнения первого счетчика 19 перезаписи в него должно поступить количество I/IM0 пульсов, равное числу, соответствующему временному интерзалу. Так как заполнение блока 3 памяти и счегч ков 19 и 20 производи in от общего генератора 15 имгульсоа, к моменту полного заполнения счетчика 19

5 перезаписи во втором счетчкке 20 перезаписи и в блоке 8 памяти будет зафиксировано число, хранившееся в блоке 8 памяти до перезаписи. Фиксация этого числа осуществляется перебросом первого триггера 21 г,е0 резаписи, запрещающего прохождение импульсов через второй логический элемент И 13. И второго счетчика 20 перезаписи исло, соответствующее длительности временного интервала, передается в парал5 лельнсм коде в блок 10 деления в качестве делителя, откуда результат деления поступает а блок 11 индикации для считывания значений скорости в данной точке характеристики. После считывания показаний кноп0 ку 17 Считывание отпускают; при этом счетчики 19 и 20 сбрасываются на нуль, а триггеры 21, 22 возвращаются в исходное состояние. Для считывания значений скорости во второй точке следует нажать кнопку

5 17 еще раз, процесс перезаписи и деления повторяется с той разницей, что информация выбирается из счетчика 8.2, После 1-го нажатия кнопки 17 высвечиваются показания для 1-й точки характеристики и т.д. Если после считывания последней точки характеристики нажать кнопку 17 один раз, то высвечиваются показания для первой точки, т.е. весь цикл считывания можно повторить.

Блок деления работает следующим об- разом.

После окончания перезаписи временного интервала с логического выхода блока 9 снимается сигнал сброса счетчиков 24,25 и 26, блока деления 10,а число, пропорцио- нальчое Ati переносится из второго счетчика 20 перезаписи в реверсивный счетчик

24делителя, поскольку выход переноса последнего соединен с входом разрешения установки. Через четвертый логический эле- мент И 28 на счетные входы счетчиков 24 и

25поступают импульсы от генератора 15 эталонной частоты. Счетчик 24 делителя работает на вычитание до тех пор, пока его содержимое не уменьшится до нуля. При этом на выходе переноса счетчика появляется импульс, который записывается в счетчик 26 частного, а в счетчик 24 делителя снова записывается число с выхода второго счетчика 20 перезаписи. Этот процесс по- вторяется до тех пор, пока число в счетчике

25 делимого не достигнет числа, пропорционального длине отверстия экрана и записанного в схеме 27 совпадения. При совпадении сигнал с выхода последней за- прещает прохождение импульсов эталонной частоты через четвертый логический элемент И 28, и процесс деления заканчивается. Число в счетчике 26 является результатом деления. При отпускании кнопки 17 Считывание схема блока 10 возвращается в исходное состояние.

Формула изобретения 1. Устройство для измерения скорости, содержащее источник излучения, фотопри- емник. n-канальный блок памяти временных интервалов, n-каиальный мультиплексор, блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены первая и вторая схемы ИЛИ, счетчик, триггер, первая и вторая схемы И, генератор импульсов, демультиплек- сор, кнопки Запись и Считывание, блок деления и блок перезаписи временных интервалов, включающий второй и третий триггеры, второй и третий счетчики, третью схему И, причем выход фотоприемнйка соединен с первым входом первой схемы ИЛИ, первым входом первой схемы И и S-входом первого триггера, второй вход первой схе- мы ИЛИ соединен с выходом кнопки Считывание, первым входом второй схемы И, S-еходом второго триггера, первыми входами второго и третьего счетчиков, R-входом третьего триггера, выход первой схемы ИЛИ соединен с входом первого счетчика, выходы которого соединены с первыми входами демультиплексора и мультиплексора, второй вход первого триггера соединен с выходом мультиплексора и R-входом второго триггера блока перезаписи, выход первого триггера соединен с вторым входом первой схемы И, третий вход которой соединен с выходом кнопки Запись, четвертый вход- с выходом генератора импульсов, вторым входом второй схемы И и первым входом блока деления, а выход первой схемы И соединен с первым входом первой схемы ИЛИ, второй вход которой соединен с выходом второй схемы И, первым входом третьей схемы И и вторым входом второго счетчика блока перезаписи, выход первой схемы ИЛИ соединен с входом демультиплексора, выходы которого соединены с входами n-канального блока памяти временных интервалов, выходы которого соединены с входами n-канального мультиплексора, третий вход второй схемы И соединен с выходом третьего триггера- и вторым входом блока деления, третий вход которого соединен с выходом третьего счетчика блока перезаписи, а выход блока деления соединен с входом блока индикации, выход второго триггера блока перезаписи соединен с вторым входом третьей схемы И, выход которой соединен с вторым входом третьего счетчика блока перезаписи.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что блок деления состоит из схемы И, счетчика делимого, счетчика делителя, сметчика частного и схемы сравнения, причем выход схемы И соединен с первым входом счетчика делимого и первым входом счетчика делителя, первый вход схемы И соединен с первым входом блока деления, второй вход схемы И соединен -с выходом схемы сравнения, вход которой соединен с выходом счетчика делимого, второй вход которого соединен с вторым входом блока деления, вторым входом счетчика делителя и первым входом счетчика частного, выход которого является выходом блока деления, выход счетчика делителя соединен с вторым входом счетчика частного и третьим входом счетчика делителя, четвертый вход которого является третьим входом блока деления.

Фие.1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости перемещения подвижной части высоковольтных выключателей электроустановок. Цель изобретения - повышение точности. Достижение цели обеспечивается путем фиксации временных интервалов с помощью одного фотоприемника и записью необходимого числа п выбранных наиболее характерных точек n-канальным демультиплексором. Временной интервал, несущий информацию о скорости движения в данной i-й точке траектории, передается через демультип- лексор в соответствующий счетчик временных интервалов. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.