Устройство для измерения параметров движения Советский патент 1992 года по МПК G01P3/64 

Изобретение относится к измерению неэлектрических величин и может быть использовано для измерения скорости линейного перемещения движущихся объектов по заданной траектории.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности.

Структурная схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит датчики 1. по количеству точек регистрации движущегося объекта, элемент объединения датчиков И 2, измеритель,3 временных интервалов, вычислитель 4, триггер 5, элемент И 6, формирователь импульсов 7, элементы задержки сигнала 8-12, делитель частоты .Вычислитель 4 состоит из делителей 14,15, суммато - ра 16, вычислителя 17 и постоянной памяти перепрограммируемого запоминающего устройства (ППЗУ) 18.

Выходы измерителя временного интервала 3 подключены к информационным входам вычислителя 4, выходы датчиков 1 через элемент объединения датчиков (например, схемы ИЛИ) 2 подключены к входу измерителя временных интервалов 3 и к S-входу триггера 5, а также к первому входу элемента И 6, второй вход которого соединен с выходом триггера 5. Первые R-вход триггера 5 соединен с основным выходом делителя частоты 13 и через первый элемент задержки сигнала 8 с первым установочным входом вычислителя 4, адресные входы которого подключены к информационным выходам делителя частоты 13, выход элемента И 6 соединен через формирователь импульсов 7 с счетным входом делителя частоты 13 и через второй элемент задержки сигнала 9 - с первым стробирующим входом вычислителя 4 и с входом третьего элемента задержки сигнала 10, выход которого соединен с вторым стробирующим входом вычислителя 4 и с входом четвертого элемента задержки сигнала 11, выход четвертого элемента задержки сигнала соединен с третьим стробирующим входом вычислителя 4, второй установочный вход вычислителя 4 измерителя временных интервалов 3 и второй R-вход триггера 5 объединены и подключены к входу установки устройства в исходное

сл

кэ

00

состояние, а первый установочный вход измерителя временных интервалов 3 подключен через пятый элемент задержки 12 к входу стробирования вычислителя 4.

В вычислителе 4 адресные входы памя- ти 16 .подключены к адресным входам вычислителя 4, а выходы - к вторым входам первого делителя 14, первые входы которого подключены к информационным входам вычислителя 14, выходы первого делителя 14 являются первыми выходами вычислителя 4 и подключены к первым информацион- ным входам сумматора 16 и первым информационным входам вычитателя 17, вторые информационные входы вычитателя 17 подключены к выходам сумматора 16, а выходы, являясь вторыми;..выходами вычислтеля 4, - к вторым информационным входам второго делителя 15, первые входы которого соединены с первыми входами первого делителя 14, стробирующий вход первого делителя 14 подключен к первомустробиру- ющему входу вычислителя 4, стробирующий вход вычитателя .17 подключен к второму стробирующему входу вычислителя 4, а стробирующие входы сумматора 16 и второ- го делителя 15 подключены к третьему стробирующему входу вычислителя 4. Первый установочный вход сумматора 16 подключен к первому установочному входу вычис- лителя 4, второй установочный вход которого подключен к второму установочному входу сумматора 16. Выходы второго делителя 15 являются третьими выходами вычислителя 4.- .--

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии триггер 5 находится в состоянии, обеспечивающем закры- тие элемента И 6. В память ППЗУ 18 вычислителя 4 занесены (запрограммированы) по соответствующим адресам значения интервалов между датчиками.

При появлении объекта (габаритные размеры которого меньше базового расстояния между датчиками 1 перед первым датчиком 1 он формирует сигнал регистрации объекта, который проходит на выход элемента объединения датчиков И 2. При этом взводится триггер 5 и открывается элемент И 6 для прохождения на его выход сигналов, поступающих с выхода элемента объединения датчиков 2. Одновременно задним фронтом первого импульса запускается из- меритель временных интервалов 3, в котором производится от его внутреннего генератора подсчет эталонных импульсов оцифровка промежутка времен и между двумя соседними импульсами с выхода элемента объединения датчиков И 2, т.е. между сигналами регистрации объекта между двумя соседними датчиками 1. Второй сигнал, появившийся на выходе элемента объединения датчиков 2 от второго датчика, останавливается по переднему фронту измерительного процесса блока 3. Этот же сигнал, пройдя через элемент И 6, поступает на вход формирователя импульсов 7, где выделяется его передний фронт, по которому срабатывает делитель частоты 3, устанавливая на адресных входах вычислителя 4 код, соответствующий запрограммированной в пазу 18 длине первого базового расстояния (между первым и вторым датчиками 1), при этом на выходе ППЗУ 18 выставляется код, соответствующий этому расстоянию ASi, а через время, необходимое для завершения процесса установки этого кода, которое задается вторым элементом задержки сигнала 9, стробируется делитель частоты 14 в котором осуществляется -операция делителя кода, соответствующего базовому расстоянию ASi, и когда на выходе измерителя временного интервала 3, т.е. кода,соответствующего времени прохождения объекта расстояния ASi после операции деления по стробирующему сигналу на выходе первого делителя 14 и, следовательно, на первом выходе устройства проявляется код, соответствующий V . .1 через

время, задаваемое третьим элементом задержки сигнала 10, которое обеспечивает надежное установление кодовой информации на выходе первого делителя частоты 14, стробируется вычислитель 17, в котором осуществляется вычитание из кода на выходе сумматора 16 кода на выходе первого делителя 14, где определяется средняя скорость на интервале времени, до этого в сумматоре 16 накапливается код, который соответствует значению скорости V Н| (в исходном состоянии VH| 0) в результате операции на выходе вычитателя 17 получается код, соответствующий VMI, т.е. методической погрешности измерения скорости. Через время, задаваемое четвертым элементом задержки сигнала 11, формируется сигнал стробирования .второго делителя частоты 15 и сумматора 16. Время задержки сигнала выбирается из условия окончания переходных процессов установки кода на выходе вычислителя 17. При стробировании второго делителя 15 в нем осуществляется операция а

.mv.авсумматоре 16операция, VHI-JH

Уф) + AMvi , далее устройство измерения скорости повторяет свой цикл измерения скорости между вторым и треть им,третьим и четвертым и т.д датчиками. После прохождения всех датчиков срабатывает делитель частоты 13 по своему основному выходу, что приводит триггер 5 в исходное расстояние, а через время, несколько боль- шее, чем л + г г + тз, сбрасывается в исходное состояние и сумматор 16 и устройство подготавливается для замера скорости в новом замере, через время, задаваемое пятым элементом задержки сигнала 12, сбрасывает- ся в исходное состояние и измеритель временных интервалов 3.

Формула изобретен И я 1. Устройство для измерения параметров движения, содержащее датчики, изме- ритель временного интервала, вычислитель, триггер, элемент задержки, делитель частоты, формирователь импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия него дополнительно введены элемент объединения датчиков, элемент И, второй, третий, четвертый и пятый элементы задержки сигнала, причем выходы да,тчи- ков через элементы объединения датчиков подключены к входу измерителя временных интервалов и к S-входу триггера, а также к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, пер- Е1ый R- вход которого соединен с выходом делителя частоты и через первый элемент задержки сигнала - с первым установочным входом вычислителя, адресные входы которого подключены к информационным выходам делителя частоты, выход элемента И соединен через формирователь импульсов с счетным входом делителя частоты, который через второй элемент задержки сигнала соединен с первым стробирующим входом вычислителя и входом третьего элемента задержки сигнала, выход которого соеди- нен с вторым стробирующим входом вычислителя и с входом четвертого элемента задержки сигнала, выходом соединенного с третьим стробирующим входом вычислите

ля, второй установочный вход вычислителя, измерителя временных интервалов и второй R-вход триггера объединены и подключены к входу установки устройства в исходное состояние, а первый установочный вход измерителя временных интервалов подключен через пятый элемент задержки сигнала к входу стробирования вычислителя, входы которого подключены к выходам измерителя временных интервалов.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что, с целью повышения точности, вычислитель содержит блок памяти, два делителя, сумматор и вычитатель, адресные входы блока памяти подключены к адресным входам вычитателя, а выходы - к вторым входам первого делителя, первые входы которого подключены к информационным входам вычислителя, входы первого делителя являются первыми выходами вычислителя и подключены к первым информационным входам сумматора и первым информационным входам вычитателя, вторые информационные входы которого подключены к выходам сумматора, а выходы, являясь вторыми выходами вычислителя, подключены к вторым информационным входам второго делителя, первые входы которого соединены с первыми входами первого делителя, стробирующий вход первого делителя подключен к первому стробирую- щему входу вычислителя, стробирующий вход вычитателя подключен к второму стро- бирующему входу вычислителя, а стробиру- ющие входы сумматора и второго делителя подключены к третьему стробирующему входу вычислителя, первый установочный вход сумматора подключен к первому установочному входу вычислителя, второй установочный вход которого подключен к второму установочному входу сумматора, выходы второго делителя являются третьими выходами вычислителя. ,

ймУ

Изобретение относится к измерению неэлектрических величин. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности. При движении объекта вдоль датчиков 1 измеритель временных интервалов 3 преобразует временные интервалы в код, который используется вычислением 4 для определения скорости, ускорения и методической ошибки измерения на каждом интервале движения объекта между соседними датчиками. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.