Устройство для измерения скорости проследования подвижного состава Советский патент 1993 года по МПК B61L1/16 G01P3/00 

Изобретение относится к устройствам железнодорожной автоматики, в частности, к устройствам для измерения скорости рельсовых транспортных средств.

Известно устройство для измерения скорости подвижного соства, содержащее два источника сигналов, два датчика, блок задержки, блок сравнения, блок управления, содержащий интегрирующий узел и частотный трансформатор, преобразователь, корректирующий блок и два счетчика - скорости ипройдёнНогопути.

Недостатком известного устройства является нелинейный отсчет скорости, требующий применения корректирующего блока, и неравномерная погрешность измерения.Известен корреляционный датчик скорости изображения, который содержит объектив, два фотоэлемента, разнесенные по базе, блок регулируемой задержки, коррелятор, состоящий из перемножйтеля, интегратора и экстремального регулятора. Величина времени задержки, соответствующая максимальному значению корреляционной функции, поступает на делитель, в котором величина базы делится на время задержки, с выхода делителя снимается электрический сигнал, пропорциональный скорости изображения.

Недостатком данного устройства является Неравномерная погрешность измерения.

Известно также устройство для измерения скорости проследования железнодорожного подвижного состава, принятое за прототип, содержащее установленные на рельсе путевые датчики, связанные с пороговыми элементами и блоками сравнения подключенными к формирователям импульсов, связанными в свою очередь с генератором тактовых импульсов и регистратором, а также элементы И, ИЛИ и счетчик импульсов.

.Недостатком этого устройства является малая точность измерения скорости.

Целью изобретения является повышение точности измерения скорости рельсовых транспортных средств.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство, содержащее установленные вдоль иути путевые датчики, выход первого из которых связан с входом S триггера, вход R которого подключен к выходу второго путевого датчика, а выход - к аходу сброса одного из счетчиков, выходами связанного с одним из входов регистратора, и к одному из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу генератора

импульсов, а выход - к тактовому входу другого счетчика, вход сброса которого подключен к выходу элемента ИЛИ, к входам которого подключены формирователи импульсов снабжено дешифратором, инвертором, дополнительными элементами И и ИЛИ и установленными за первым и вторым путевыми датчиками вдоль пути в направлении движения подвижного состава на рав0 ном расстоянии один от другого путевыми датчиками, выходы которых подключены к входу второго элемента ИЛИ, выходом подключенного к одному из входов второго эле- мента И, выход которого соединен с

5 тактовым входом первого счетчика, а другой вход - с выходом первого элемента ИЛИ, соединенного с входом инвертора, выход которого Лодключен ко второму входу регистратора и первым входам третьего и чет0 вертого элементов И, вторые входы которых подключены к выходам первых путевых датчиков, а выходы - к входам R и S триггера, выход которого соединен с входом блокировки дешифратора, информационные вхо5 Ды которого подключены к выходам второго счетчика, а выходы - к входам формирователей импульсов, при этом второй и третий путевые датчики установлены на расстоянии большем, чем расстояние между соседQ ними дополнительными датчиками, один от другого.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит первый 1, второй

5 2 точечные путевые датчики, а также дополнительные датчики 3, расположенные в одну линию по ходу движения транспортного средства таким образом, что при прохождении вдоль них колесной пары срабатывают

Q последовательно первый 1, второй 2, третий и все последующие датчики 3, причем расстояние между датчиками 3 одинаково. Кроме того, в устройстве имеются: схема ИЛИ 4, число входов которой равно числу дополс нительных датчиков 3, первая схема И 9 на два входа, первый счетчик 6, второй 5, третий 7 и четвертый 8 элементы И на два входа каждый, триггер 10, генератор импульсов 1.1, второй счетчик 12, дешифратор 13, фор/ч мирователи импульсов 14, элемент ИЛИ 15, число входов которого равно числу формирователей импульсов 14, инвертор 16 и регистратор 17, причем первый датчик 1 подключен к. первому входу третьей схемы И 7, второй датчик 2 подключен к первому входу четвертого элемента И 8, выход третьего элемента И 7 подключен ко входу установки триггера 10, выход четвертой схемы И 8 подключен ко входу сброса триггера 10, выход триггера 10 соединен с первым вхо5

дом первого элемента И 9, стробирующим входом дешифратора 13 и входом сброса первого счетчика 6, на второй вход первого элемента И 9 подключен выход генератора импульсов 11, выход первого элемента И 9 подключен к счетному входу второго счетчика 12, выходы второго счетчика 12 подключены к информационным входам дешифратора 13, выходы дешифратора 13 подключены к соответствующим формирователям импульсов 14 и первой группе адресных входов регистратора 17. Выходы формирователей импульсов 14 подключены ко входам первого элемента ИЛИ 15, выход которого подключен к первому входу второго элемента И 5, входу сброса второго счетчика 12 и, через инвертор 16, на вторые входы третьего 7 и четвертого 8 элемента И и вход разрешения выдачи данных регистратора 17, на второй вход второго элемента И 5 подключен выход второго элемента ИЛИ 4 , объединяющего выходы путевых точечных датчиков 3, выход второго элемента И 5 подключен на счетный вход первого счетчика 6, выходы которого подключены на одну группу адресных входов регистратора 17, на другую группу адресных входов которого подключены выходы дешифратора 13, а информационные выходы регистратора 17 являются выходами всего устройства для измерения скорости проследования подвижного состава.

Устройство работает следующим образом.

. При возбуждении колесной парой транспортного средства первого путевого точечного датчика 1 последним вырабатывается импульс, устанавливающий через открытый вентиль элемента И 7 триггер 10 в единичное состояние. При этом на вход счетчика 12 через вентиль элемента И 9 проходят импульсы от генератора 11. Подсчет импульсов завершается при срабатывании второго датчика 2, когда выработанный последним импульс через вентиль элемента И 8 срабатывает триггер 10 в нулевое состояние, вследствие чего оказывается заблокированным элемент И 9, Данные,содержащиеся в счетчике 12 и представляющие собой значение скорости транспортного средства, расшифровываются дешифратором 13 в момент сбро са триггера 10. Начально определенная скорость рельсового транспортного средства поступает в виде одного из поддиапазонов для последующего более точного ее измерения.

В момент определения начальной скорости движения возбуждается один из выходов дешифратора 13 и, соответственно,

один из формирователей импульсов 14, который формирует импульс строго заданной длительности, Этот импульс, проходя через элемент ИЛИ 15, открывает вентиль элемен5 та И 5, через который в течение действия указанного импульса на счетчике 6 поступают импульсы, вырабатываемые при прохождении колесной парой транспортного средства точечных датчиков 3, объединен0 ные элементом ИЛИ 4. По окончании импульса формирователя 14 разрешается выдача регистратором 17 информации об уточненном значений скорости, полученное с учетом данных о поддиапазоне измере5 ния, подаваемых на адресные входы регистратора 17 с дешифратора 13, и данных о пройденном пути за известное время, поступающих на другую группу адресных входов регистратора 17 со счетчика 6.

0:

Таким образом, принцип действия данного устройства состоит в двухступенчатом измерении скорости, при этом на первом этапе с помощью скоростемера

5 обычного типа определяется поддиапазон измерения скорости путем определения времени прохождения колесной парой известного пути, а на втором этапе значение скорости уточняется с помощью измереQ ния пути, проходимого колесной парой за известное время.

Смысл задания интервалов измерения разной длительности заключается в выборе шкалы измерения таким образом, чтобы

5 сместить измеряемую величину скорости в конец этой шкалы с целью повышения точности. Поэтому дополнительные точечные датчики 3 расположены не сразу за вторым датчиком 2, а отстоят от него на расстоянии

0 L большем, чем интервал I между датчиками

.

После измерения пути, пройденного колесной парой за заданное время, необходимо выполнить операцию деления для

р. получения значения скорости. В данном устройстве функции деления выполняет регистратор 17. Возможность такой реализации объясняется тем, что число поддиапазонов М и число дополнительных путевых датчиП ков 3, например, N конечно. При этом конечен и массив измеряемых скоростей N -М. Таким образом, каждому значению m из множества М и каждому значению п (число сработавших датчиков 3) из множества N

р. можно поставить в соответствие значение- скорости vj из множества N -М, что и реализуется с помощью регистратора 17. Информационный объем регистратора 17 составляет N -М слов и определяет точность

и диапазон измерения скорости. Кодировка значений скорости, выдаваемых регистратором 17, определяется конкретным предназначением - устройством индикации горочной ЭВМ или другим устройством железнодорожной автоматики.

Порядок расчета интервалов измерения следующий. Задается максимально измеряемое значение скорости v0. Из выражения

At0

L +;Nl v0

где Ato - начальный интервал;

L - расстояние между путевыми датчиками 2 и 3;

I - промежуток между датчиками 3;

N-общее число датчиков 3, находится начальный интервал Ato. Затем определяется нижнее значение скорости vi в данном поддиапазоне: .

V1

L+ I

At0

Оно затем принимается за верхнее значение в следующем поддиапазоне, интервал измерения в котором составляет:

Ли

L + NI VIЭтот процесс продолжается и далее. Таким образом, в каждом поддиапазоне погрешность измерения не превышает значения:

,

которое путем подбора величин I и L можно установить приемлемо малой. .

Описанное устройство, следовательно, позволяет проводить измерения скорости подвижного состава в широком диапазоне.в

ВЫСОКОЙ ТОЧНОСТЬЮ.

10

15

20

25

30

35

40

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости проследования подвижного состава, содержащее установленные вдоль пути путевые датчики, выход первого из которых связан с S-входом триггера, R-вход которого подключен к выходу второго путевого датчика, а выход - к входу сброса одного из счетчиков, выходами связанного с одними из входов регистратора, и к одному из входов элемента И, другой вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к тактовому входу другого счетчика, вход сброса которого подключен к выходу элемента ИЛИ, к входам которого подключены формирователи импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено дешифратором, инвертором, дополнительными элементами И и ИЛИ и установленными за первым и вторым путевыми датчиками вдоль пути в направлении движения подвижного состава на равном расстоянии один от другого путевыми датчиками, выходы которых подключены к входу второго элемента ИЛИ, выходом подключенного к одному из входов второго элемента И, выход которого соединен с тактовым входом первого счетчика, а другой вход - с выходом первого элемента ИЛИ, соединенного с входом инвертора, выход которого подключен к второму входу регистратора и первым входам третьего -и четвертого элементов И, вторые входы которых подключены к выходам первых путевых датчиков, а выходы - к R- и S-входам триггера, выход которого соединен с входом блокировки дешифратора, информационные входы которого подключены к выходам второго счетчика, а выходы - к входам формирователей импульсов, при этом второй и третий путевые датчики установлены один от другого на расстоянии, большем, чем расстояния между соседними дополнительными датчиками,

Использование: для измерения скорости проследования подвижного состава. Сущность измерения: устройство содержит путевые датчики 1,2 и 3, элементы ИЛИ 4,15, элементы И 5,7.8 и 9, счетчики 6 и 12, триггер 10, генератор импульсов 11, дешифратор 13, формирователь импульсов 14, инвертор 16 и регистратор 17. 1 7 10 9 12+13 14 15 5 6 17; 2 8ИОИЗ 6; . 1 ил.