Устройство для взвешивания движущихся объектов Советский патент 1991 года по МПК G01G19/04 

Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для взвешивания железнодорожных вагонов в движении.

Целью изобретения является повышение точности воеешивания при изменении скорости движущегося объекта.

На фиг. 1 показан график выходного сигнала тензорезисторного датчика веса (а) и график, иллюстрирующий обработку сигнала тензорезисторного датчика с ап- роксимацией весовой функцией (б); на фиг. 2 - блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из грузоприемной платформы (ГП), путевых датчиков 1 и 2, тензорезисторного датчика 3 веса, элементов И 4 и 7, RS-триггеров 5 и 6, трехразрядного счетчика 8, трехвходового дешифратора 9, ждущего мультивибратора 10, одновибраторов 11, элементов ИЛИ 12 и 13, пятиразрядного счетчика 14, пятив- ходового дешифратора 15, ключей 16 аналоговых сигналов, масштабного усилителя 17 с переменными резисторами на его входе, аналого-цифрового преобразователя 18, сумматора-делителя 19 и блока 20 индикации.

&

«--Уда

Устройство работает следующим образом.

RS-триггеры 5 и 6 и счетчики 8 и 14 устанавливаются в исходное состояние. Ждущий мультивибратор 10 находится в закрытом состоянии, При наезде перэой оси тележки срабатывает путевой датчик 1, запускается ждущий мультивибратор 10, через элемент И 4 на S-вход RS-триггера 5 поступает сигнал, так как на первом входе элемента И 4 имеется разрешающий сигнал от инверсного выхода RS-триггера б. RS- триггер 5 устанавливается а единичное состояние. Через элемент И 7 на вход счетчика

8от ждущего мультивибратора 10 начинают поступать импульсы до тех пор, пока не сработает путевой датчик 2. При срабатывании путевого датчика 2 на вход V дешифратора

9подается разрешающий сигнал, RS-триг- гер 6 устанавливается в единичное состояние и переводит RS-триггер 5 в нулевое состояние. Элемент И 7 при этом закрывается. На один из входов ждущего мультивибратора 10 от путевого датчика 2 поступает запрещающий сигнал. В счетчике 8 фиксируется количество импульсов, пропорциональное скорости движения взвешиваемой оси вагона. В зависимости от числа импульсов, т.е. фактически от скорости движения взвешиваемой оси вагона, на выходе дешифратора 9 будет включен один из восьми одновибраторов, что соответствует выбору одной из восьми весовых функций, заданной для данной скорости движения взвешиваемого объекта. Если например, скорость движения объекта равна 9 км/ч, расстояние между путевыми датчиками 1 и 2 0,5 м, время прохождения оси вагона между датчиками 1 и 2 0,2 с, частотз ждущего мультивибратора 10 - приблизительно б Гц, то в счетчике 8 в течение времени 0,2 с будет зафиксирован один импульс. При меньших скоростях в счетчике 8 будет зафиксировано большее число импульсов. Максимальное число импульсов, которое может быть зафиксировано счетчиком 8, равно 7, что соответствует скорости примерно 1,6 км/ч. При скорости выше 10,8 км/ч на счетчик 8 не успеет поступить ни один импульс. Пусть скорость движения объекта равна 9 км/ч. После срабатывания путевого датчика 2 на счетчике 8 будет зафиксирован один импульс, что соответствует двоичному коду 001. Этот код поступает на вход дешифратора 9 и на выходе 1 его появляется сигнал. Этот сигнал включает одновибратор 11, подсоединенный к выходу 1 дешифратора 9. Начинается взвешивание оси вагона, движущегося по грузоприемной платформе ГП, и обработка сигнала датчика 3 веса весовой

функцией, соответствующей этой скорости (фиг.1). Сигналы одновибраторов 11 поочередно появляются на выходах 0-31 и через элементы ИЛИ 12 и 13 поступают на вход

счетчика 14. На выходе счетчика 14 поочередно появляются двоичные коды от 00000 до 11111. Поступая на вход дешифратора 15, они вызывают последовательное появление сигналов на выходах дешифоатора 15

0 от 0 до 31 в течение времени взвешивания Тизм. Дешифратор 15 последовательно включает ключи 16, через которые на вход масштабного усилителя 17 поступает сигнал от тензорезисторного датчика 3 веса,

5 умноженный на весовую функцию с коэффи- . циентами, установленными с помощью резисторов R-Ri. Длительности сигналов на выходах 0--31 одновибраторов 11 различны и выбираются таким образом, чтобы сфор0 мировать асимметричные весовые функции, максимум которых сдвинут влево или вправо относительно середины интервала взвешивания Тизм в зависимости от скорости движения вагона.

5На фиг. 1 показан вид весовой функции,

получаемой при скорости движения вагона 9 км/ч.

С выхода масштабного усилителя 17 сигнал поступает на аналого-цифровой пре0 образователь 18, который включается последовательно на выборки . каждым сигналом от дешифратора 15, начиная от О до 31. Сигнал с выхода аналого-цифрового преобразователя поступает в сумматор-де5 литель 19, где выполняется суммирование двоичных кодов, полученных при преобразовании аналогового сигнала а код на каждом измерительном участке. Полученная сумма делится на время измерения оси дви0 жущегося вагона и умножается на коэффициент преобразования тензометрического датчика веса. Полученное значение в виде двоичного кода подается на блок 20 индикации, который индицирует результат взвеши5 вания в десятичной системе счислении. Тридцать второй сигнал на выходе дешифратора 15 устанавливает счетчики, 8 и 14 и RS-триггер 6 з исходное состояние, а ждущий мультивибратор 10 отключается. При

0 прохождении следующей оси тележки через путевые датчики 1 и 2 и грузоприемную платформу ГП рассмотренный цикл обработки сигнала тензометрического датчика 3 веса повторяется. После измерения веса

5 всех осей состава все элементы схзмы возвращаются в исходное состояние. Формула изобретения Устройство для взвешивания движу щихся объектов, содержащее грузоприем ную платформу с тензорезмсторньи.датчиком веса, два путевых датчика, выход первого из которых соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом первого Н5-триггеоа, выход первого эле- мента И соединен с З-входогц второго RS- триггера, к R-входу которого подсоединен прямой выход первого RS-триггера, выход второго RS-триггерг соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подсоединен к выходу генератора импульсов, выход второго элемента И подсоединен к счетному входу трехразрядного счетчика, выход второго путевого датчика подсоединен к S-входу первого RS-тригге- ра, выходы трехразрядного счетчика подсоединены к входам трехвходового дешифратора, ЕОСЬМИЗХОДОВОЙ элемент ИЛИ, выход которого подсоединен к счетному входу пятиразрядного счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами пятивходового дешифратора, выходы которого соединены с первыми входами ключей и с управляющими входами аналого- цифрового преобразователя, первый вход ге- нератора импульсов подсоединен к тридцать второму выходу пятивходового дешифратора, выход тензорезисторного датчика веса

подсоединен к вторым входам ключей, выходы которых подсоединены к переменным резисторам,выходы которых подсоединены к входу масштабного усилителя, выход которого через последовательно соединенные акалого-цмфровой преобразователь и сум- матоо-делитель подсоединен к блоку индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности взвешивания при изменении скорости движущегося объекта, в него введены восемь элементов ИЛИ и восемь одновибраторов, входы каждого из которых соединены с соответствующим выходом трехразрядного счетчика, а тридцать два выхода каждого одновибратора соединены с входами соответствующих элементов ИЛИ, выходы которых подсоединены к соответствующим входам восьмивходового элемента ИЛИ, вход V трехвходового дешифратора подсоединен к R-входу первого RS-триггера, а генератор импульсов выполнен в виде трехвходового ждущего мультивибратора, первый вход которого подсоединен к R-входам первого RS-триггера, трехразрядного и пятиразрядного счетчиков, а вторые и третьи входы соответственно - к выходам первого и второго путевых датчиков.

Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для взвешивания железнодорожных вагонов в движении. Изобретение позволяет повысить точность извешивания при изменении скорости движения взвешиваемого объекта в условиях воздействия динамических помех. Для этого в устройстве при движении первой оси взвешиваемого объекта с путевых датчиков 1 и 2 через элементы И 4 и 7 подаются сигналы, переключающие тригге ры Б и 6. Эти сигналы через счетчик 8, дешифратор 9, одновибраторы 11, элементы ИЛИ 12 и 13 подаются на счетчик 14. Затем через дешифратор 15 с тридцатью двумя выходами сигналы поступают на блок 16 ключей, на вторые входы которых подаются сигналы с датчика 3 веса. С выхода блока 16 сигналы поступают через последовательно соединенные масштабный усилитель 17, аналого-цифровой преобразователь 18 и сумматор-делитель 19 на блок 20 индикации. Тридцать второй сигнал с дешифратора 15 отключает ждущий мультивибратор 10 и сбрасывает триггер 6 и счетчики 8 и 14 в исходное состояние. Введение одновибра- торов 11 и элементов ИЛИ 12 позволяет реализовать умножение сигнала датчика 3 веса на асимметричную весовую функцию, учитывающую скорость движения взвешиваемого объекта. 2 ил. сл

Й&

fH1