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

Фиг

Ы

О

ел XI VI

ю

5

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано в качестве периферийных датчиков в системах управления скоростью движения объекта.

Известно устройство для измерения скорости перемещения 1, содержащее датчик, счетчик, два элемента И и вычислитель, вход которого соединен с выходом устройства, при этом вход счетчика соединен с выходом первого элемента И, а также компаратор, управляемый источник опорного напряжения, пять элементов задержки времени, два элемента выдержки времени, од- новибратор, 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 выдержки 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 выдержки 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.

Недостатком данного устройства является низкая его надежность, связанная с тем, что с помощью данного устройства можно регистрировать скорость лишь в одной точке установки датчика и при необходимости регистрации скорости в нескольких точках необходимо устанавливать для каждой точки свое устройство регистрации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения скорости движения объекта 2, содержащее N датчиков, измеритель временных интервалов, выходы которого соединены с входами вычислителя, три основных элемента задержки, выход первого из которых соединен с вхо5 дом стробирования вычислителя и с входом второго элемента задержки, первый управляемый источник опорного напряжения, выход которого соединен с первым входом первого порогового элемента, элемент

0 И, шину установки устройства в исходное состояние.

Недостатком данного устройства также является низкая его надежность.

Целью изобретения является повыше5 ние его надежности.

Цель достигается тем, что в устройство для измерения скорости перемещения объекта, содержащее N датчиков, измеритель временных интервалов, выходы которого

0 соединены с входами вычислителя, три основных элемента задержки, выход первого из которых соединен с входом стробирования вычислителя и с входом второго элемента задержки, первый управляемый источник

5 опорного напряжения, выход которого соединен с первым входом первого порогового элемента, элемент И, шину установки устройства в исходное состояние, а также элемент выдержки времени, основной

0 одновибратор, элемент И, N-1 управляемых источников опорного напряжения,, N-1 пороговых элементов, N дополнительных од- новибраторов, причем выход 1-го датчика, где i 1,2... N-1, соединен с вторым входом

5 i-ro порогового элемента, выход которого соединен с входами i-ro дополнительного элемента задержки и входами i-ro дополнительного одновибратора, при этом выход 1-го дополнительного элемента задержки

0 соединен с первым входом 1-го управляемого источника опорного напряжения, а выход i-ro дополнительного одновибратора соединен с вторым входом i+1 управляемого источника опорного напряжения.

5 причем выход N-ro дополнительного одно- вибратора соединен с вторым входом первого управляемого источника опорного напряжения, а выходы N пороговых элементов соединены с соответствующими

0 входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента выдержки времени, входом основного одновибрё о- ра, первым входом элемента И и первом входом измерителя временных интервалов,

5 второй вход которого соединен с выходом второго основного элемента задержки, при этом выход основного одновибратора соединен через третий основной элемент задержки с вторым входом элемента И, выход

которого соединен с входом первого основного элемента задержки, а вход ручной установки первого управляемого источника опорного напряжения связан с шиной установки устройства в исходное состояние,

Сущность предлагаемого изобретения сводится к тому, что введение в него циклического переключения отдатчика к датчику позволило формировать в нем диагностические сигналы, при отсутствии которых формируется сигнал отказа работоспособности, что в итоге повышает надежность всего устройства.

Структурная схема устройства приведена на фиг, 1; на фиг. 2 приведен пример реализации управляемого источника опорного напряжения; на фиг, 3 - пример реализации измерителя временных интервалов,

Устройство содержит датчики 1 (по количеству точек регистрации), пороговые элементы 2, измеритель 3 временных интервалов, вычислитель 4, элемент ИЛИ 5, элемент б выдержки времени, управляемые источники 7 опорного напряжения, элементы 8 задержки, первый, второй, третий основные элементы 9-11 задержки, одновибраторы 12, 13 и элемент И 14.

Управляемый источник 7 опорного напряжения может быть реализован, например, в виде, приведенном на фиг. 2, и состоять из мультиплексора 15, к входам которого подключены два источника 16, 17 опорного напряжения (которые соответствуют выбранным уставкам порогового элемента 2). Адресные входы мультиплексора 15 подключены к выходам триггера 18, первый вход которого подключен к первому входу источника 7, а второй вход - к выходу элементов ИЛИ 19 (на остальных источниках 7, кроме первого, вход ручной установки подключается к элементу ИЛИ 20). К входам элемента ИЛИ 19 подключены вход ручной установки источника 7 и вход, соединенный с выходам первого одновиб- ратора 14,

Пример реализации измерителя временных интервалов приведен на фиг. 3.

Устройство содержит счетчик 20, выходы которого через блок ключей 21 соединены с выходами измерителя 3 временных интервалов. Вход управления блока ключей соединен с выходом триггера 22, S-вход которого через элемент 23 задержки соединен с первым входом измерителя 3 временных интервалов и с первым входом элемента ИЛИ 24. Второй вход измерителя временных интервалов соединен с R-вхо- дом триггера 22 и с вторым входом элемента ИЛИ 24.

Выходы датчиков 1 устройства (фиг, 1) подключены к первым входам пороговых элементов 2, выходы которых через первые элементы 8 задержки сигнала соединены с

первыми входами управляемых источников 7 опорного напряжения. Выход каждого управляемого источника 7 опорного напряжения соединен с вторым входом порогового элемента 2, измеритель 3 временных интервалов выходом соединен с входами вычислителя 4, вход записи которого соединен с выходом первого основного элемента 9 задержки и через второй основной элемент 10 задержки - с входом установки измерителя

3 временных интервалов в исходное состояние. Выходы пороговых эпементов 2 объединены нг элементе ИЛИ 5, выход которого соединен с входом элемента 6 выдержки времени, с входом измерителя 3 временных

интервалов, с первым входом элемента И 14 и через основной одновибратор 13 и третий основной элемента 11 задержки - с вторым входом элемента И 14. Выход элемента И 14 соединен с входом первого осноеного элемента 9 задержки сигнала, выход каждого порогового элемента 2 через одновибратор 12 соединен с вторым входом управляемого источника 7 опорного напряжения последующего канала

30

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии путем нажатия на кнопку руч. включается один из мсточников 7 (например, первый) и на установочном входе соответствующего порогового элемента 2 появляется низкий пороговый уровень, а на установочных входах остальных пороговых элементов будет установлен высокий пороговый уровень. При срабатывании первого порогового элемента через время источник 7 сбросится в исходное состояние и пороговый элемент 2 при отсутствии информационного сигнала от

регистрируемого объекта выдаст на выходе сигнал, задний фронт которого переключит последующий источник 7 в низкое состояние, что приведет к срабатыванию щего порогового элемента 2, а через время

возвратит исходное состояние. Таким образом в устройстве будут последовательно опрашиваться все каналы регистрации объекта и при отказе одного из них через время, задаваемое элементом 6 выдержи

времени, сформируется сигнал отказа устройства. Сигналы проверки работоспособности устройства одновременно являются сигналами измерения временных интервалов, которые накапливаются в измерителе 3 временных интервалов.

При появлении объекта перед первым датчиком 1 первый пороговой элемент включается независимо от того, на каком уровне будет источник 7. Если источник 7 будет на высоком уровне, то прекращается циклическая генерация (опрос датчиков). В случае, если источник 7 на низком уровне, то вследствие большой скорости циклического опроса цикл подойдет к данному пороговому элементу 2 и остановится. На выходе элемента ИЛИ 5 сразу появится высокий уровень, который выделится одновиб- ратором 13 и, задержавшись на элементе 11 задержки,пройдет через элемент И 14. При этом этот импульс сбросит в исходное состояние счетчики измерителя 3 временных интервалов 3. Длительность времени, задаваемая элементом 11 задержки, должна быть более длительности, задаваемой элементом 8 задержки, так чтобы на элемен- те И 14 надежно выделялся сигнал, соответствующий срабатыванию устройства от объекта движения.

Аналогично будет происходить и последующая регистрация измерительных интер- валов движения между датчиками.

Таким образом, в предлагаемом устройстве производится постоянно диагностирование его состояния, что в итоге приводит к повышению точности измерения скорости, причем импульсы диагностирования одновременно являются эталонными импульсами измерения временных интервалов,

Формулаизобретения

Устройство для измерения скорости движения объекта, содержащее N датчиков, измеритель временных интервалов, выход которого соединены с входами вычислителя, три основных элемента задержки, выход первого из которых соединен с входом стро- бирования вычислителя и с входом второго элемента задержки, первый управляемый

источник опорного напряжения, зыход которого соединен с первым входом первого порогового элемента, элемент ИЛИ и шину установки устройства в исходное состояние, отли-чающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно дополнительно содержит элемент выдержки времени, основной одновибратор, элемент И, N-1 управляемых источников напряжения, N-1 пороговых элементов, N дополнительных элементов задержки, N дополнительных од- новибраторов, причем выход i-ro датчика,

где i 1,2N-1, соединен с вторым входом

i-го порогового элемента, выход которого соединен с входами 1-го дополнительного элемента задержки и входом 1-го дополнительного одновибратора, при этом выход I- го дополнительного элемента задержки соединен с первым входом i-ro управляемого источника опорного напряжения, а выход 1-го дополнительного одновибратора соединен с вторым входом 1+1 управляемого источника опорного напряжения, причем выход N-ro дополнительного одновибратора соединен с вторым входом первого управляемого источника опорного напряжения, а выходы N пороговых элементов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом элемента выдержки времени, входом основного одновибратора, первым входом элемента И и первым входом измерителя временных интервалов, второй вход которого соединен с выходом второго основного элемента задержки, при этом выход основного одновибратора соединен через третий основной элемент задержки с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входом первого основного элемента задержки, а вход ручной установки первого управляемого источника опорного напряжения связан с шиной установки устройства в исходное состояние.

ю

15

Выход --э

Сущность изобретения: N датчиков 1, N пороговых элементов 2, измеритель 3 временных интервалов, вычислитель4, элемент ИЛИ 5, элемент 6 выдержки времени, N управляемых источников 7 опорного напряжения, N элементов 8 задержки, основные элементы 9-11 задержки, N+1 одновибрато- ров 12,13,элемент И 14.3 ил

|

А

г.0

V

КОВН Фиг. 2

А 7

18

1

А

Ь

/V /

Кг8