Устройство для измерения скорости транспортных средств Советский патент 1980 года по МПК G08G1/02 

Изобретение относится к технике измерения параметров транспортных потоков и может быть использовано в аппаратуре исследования дорожного движения, в системах управления дорожным движением, а также в устройствах автоматики и телемеханики. Известно устройство для измерения скорости. (Движения транспортных средств, содержащее датчик, состоящий из главной петли и двух дополнительных петель, расположенных на расстоянии р друг от друга в плоскостях, перпендикулярных плоскости главной петли, концы главной петли соединены с генератором, а концы дополнительных петель попарно скручены и подключены к соответствующим усилиям, выходы которых соединены с формирователями сигналов, выходами подключенными ко . входам соответствующих дифференцирующих элементов и инверторов и к одному из вхо дов соответствующего элемента И, выходы этих элементов И соединены со входами элемента ИЛИ, выход которого связан с вычислительным устройством, а другой вход подключен к выходу элемента И, входы которого соединены с одними выхо-. дами соответствующих триггеров, другие выходы которых подключены к одним входам соответствующих элементов И, другими входами связанных с соответствующими дифференцирукщит и элементами, а третьими входами - с выходами инверторов,; включенных в цепь другого измерттельного канала, подключенными, кроме того, к- другим дифференцирующим элементам, выходы которых соединены с одними входами TpHtv. геров, другими входами подключенных к выходам элементов И, связанных с первыми дифференцирующими элементами, а входы элементов И, связанных с первым элементом ИЛИ, подключены к первым входам триггеров l . Данное устройство имеет, существенную погреитость измерения, обусловлегшую наличием погрешности измерения времени прохождения базового расстояния, появление которой объясняется .тем, что режимы

работы узлов первой и второй цепи преобразования в общем случае неидентичны. Кроме того, наличие двух канапов п зеобразования уменьшает общую надежность устройства и повышает его стоимость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения скорости транспортны средств, содержащее два чувствительных элемента, расположенных на определенном расстоянии Щ5уг от друга, первые выводы которых соединены через контакт реле с первым входом преобразователя, выход которого подключен к первому входу первого дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом интегратора, а выход - с первым входом второго дифференциального усилителя, вторым пходом подключенного к общей шине источника, питания, а выходом соединенным с первым входом первого аналогового колюча выход которого соединен со входом интегратора, а управляющий вход подключен к выходу первого элемента ИЛИ, первый вход которого соедиген с выходом генератора тактовых импульсов, а второй вход- с выходом первого формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, компаратор, один вход которого соединен с выходной клеммой источника порогового напряжения, а выход подключен ко входам второго и третьего формирователей, триггеры, вход одного из которых подключее к выходу второго формирователя, а выход другого триггера соединен с обмоткой реле SQ . Это устройство не обладает достаточной стабильностью в работе и может быть выведено из необходимого рабочего состоя1шя сигналом от транспор-гао.го средства, проследовавшего в противоположном направлении. При этом устройство возвращается в нормальное состояние только после прохода через чувствительные элементы транспортного средства, движуще- гося в контролируемом направлении, причем информация о скорости данного транспортного средства на выходе устройства будет отсутствовать.

Целью изобретения является повышение надежност устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство для измерения скорости Транспортных средств содержит чувствительные элементы 1,2, расположенные на базовом расстоянии fс друг от друга, одни выводы которых через контакт 3

реле 4 связаны с одним из входов преобразователя 5, а другие выводы чувствительных элементов 1,2 через соответствующие датчики тока 6,7 подключены 3 другому входу преобразователя 5, выход которого соединен с одним из входов дифференциального усилителя 8, выходом подключенного к соответствующему входу ключа 9 и дифференциального усилителя 1О, другой вход которого соединен с общей щиной источника питания, а выход через ключ 11 подключен к интегратору 12, выходом соединенному с другим входом дифференциального усилителя 8. Выхо ключа 9 подключен к одному из входов компаратора 13, другим входом подключенного к источнику порогового напряжения, а выходом - ко входам формирователей импульсов 14, 15, выход первого из которых соединен со входом триггера 16 и .элемента И 17, а выход второго из них соединен со входом элемента И 18, другие входы элементов И 17, И 18 подключены к другим выходам датчиков тока 6, 7 соответственно, а выходы через элементы ИЛИ 19 соединены с формирователями 20 и 21 импульсов. Выход формирователя 2О импульсов соединен с одним из входов элемента ИЛИ 22, другой вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов 23, а выход элемента ИЛИ 22 подкгаочен к управляющему входу ключа 11, выход формирователя 21 через формирователь 24 соединен со входами элементов И 25, 26, лругими входами связанных с другими выходами датчиков тока 6, 7 соответственно, а выходами подключенных к соответствую ющим входам триггера 27, выход которого связан с обмоткой реле 4.

Устройство работает следующим образом,

В исходном состоянии реле 4 обеспечено и индуктивный чувствительный элемент 1 через контакт 3 и датчик тока 6 подключен к преобразователе 5. При &том на Выходе последнего имеется некоторое постоянное напряжение 28 (см. фиг. 2ж, пропорциональное величине полного сопротивления чувствительного элемента I.

Генератор тактовых импульсов 23 ге нерирует импульсы 29 малой длительности, поступающие через элемент ИЛ11 22 на управляющий вход ключа 11, который при этом открываете. Емкость интегратора 12 заряжается до тех пор, пока выходное напряжение 30 дифференциального усилителя 8 не станет равным нулю. Цик.лический заряд - разряд емкости иптег57p.iTopa 1 2 (ляГ;Т (тлбппнпировап вы ходигх напряженно ЗО дн к орекциапьного усилителя 8 при медленных, но значитеш ных по величине флуктуациях параметров измерительного преобразователя 5 и чув ствительных элементов 1,2 например вызванных изменением условий окружающей среды. При въезде транспортного средства в контролируемую зону чувсти1тельного эл мента 1 происходит изменение, например увеличение выходного напряжения преобразователя 5, что приводит к увеличению выходного напряжения дифференциального усилия 8, которое в определенный момен превышает величину порогового-напряжения, и компаратор 13 срабатывает. При этом на выходе компаратора 13 формиру ется импульсный сигнал 31, который своим передним фронтом запускает формирователь 14 импульсов, а задним фрон том - формирователь 15 импульсов. На выходах формирователей 14, 15 формиру ются импульсные сигналы 32, 33, которые поступают на соответствующие входы элементов И 17, И 18. Одновременно триггер 16 выходным сигналом форми рователя -14 переводится в другое устойчивое состояние (см. фиг. 2, сигнал 34). На второй вход элемента И 17 подается выходной сигнал 35 датчика тока 6, соответствующий включению чувствительного элемента 1 и открывающий элемент И 17. На выходе датчика тока 7 присутствует сигнал, закрывающий элемент И 18. Выходной сигнал 37 элемен та И 17 проходит через элемент ИЛИ 19 (сигнал 38) и запускает формирователи импульсов 2О, 21. Выходной сигнал 39 формирователя 2О импульсов длительностью -. через элемент ИЛИ 22 поступает на управляющий вход ключа 11 и откры- вает последний. При этом выходное напряжение дифференциального усилителя 8 отрабатывается до нуля цепью обратной связи, состоящей из дифференциального усилителя Ю, аналогового ключа 11, интегратора 12. Одновременно с этим закрывается ключ 9, и все возможные выбросы выходного напряжения 30 дифференциального усилителя 8, обусловленные переходными процессами возникающими при переключении чувствительных элементов, не приводят к ложным срабатываниям компаратора 13. Компаратор 13 отпускает, одновременно на аыходе формирователя 21 импульсов появляетС Я сигнал 4 О длительностью 1,, , своим палним |}рочтом запускающий фo}l п Jюt nтель 24. На выходе последяогх tfiopM - руется сгггнал 41 малой длительности, который поступает на соответствующие входы элементов И 25, И 26. На другом входе элемента И 25 присутствует сигнал с выхода датчика тока б. Элемент И 25, открывается и своим выходным сигналом 42 переводит триггер 27 в другое устойчивое состояние. При этом выходной сигнал триггер)а 27 поступает на обмотку реле 4, последнее срабатывает (сигнал 43) и контакт 3 переключается, отключая чувствительный элемент 1 и подключая чувствительный элемент 2 ко входу преобразователя 5. При этом на выходе датчика тока 6 формируется сигнал 35, закрывающий элементы И 17, И 25, а на выходе датчика тока 7 формируется сигнал 36, открывающий элементы И 18, И 26. При выезде транспортного средства в контролируемую зону чувствительного элемента 2 происходит изменение напряжения на выходе преобразователя 5, что приводит к изменению выходного напряжения 30 дифференциального усилителя 8 до величины, меньщей порогового напряжения. ,. При этом компаратор 13 отпускает, и на выходе формирователя 15 импульсов формируется сигнал 33, который поступает на вход элемента И 18, на другом входе которого присутствует выходной сигнал датчика тока 7. На выходе элемента И 18 формируется имгульсный сигнал 44, который через элемент ИЛИ 19 пос.тугает на входы формирователей 20, 21 импульсов, последние формируют соответственно импульсные сигналы 39, 40. При этом происходит комК(утация чувствительных элементов 1,2, аналогично выщеописанному и устройство возвращается в исходное состояние. Формула изобретения Устройство для измереш{я скорости транспортных средств, содержащее два чувствительных элемента, расположенных на определенном расстоянии друг от друга, первые выводы которых соединены через контакт реле с первым входом преобразователя, выход которого подключен к первому входу первого дифференциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом интегратора, а выход - с первым входом второго дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к общей тине источника П11тотт5,, а выход соединен с первым входом первого ключа, выход которого соединен со входом интегратора, а управпянядий вход ключа под кгаочен к вы ходу-первого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом генератора тактовых им пульсов, а второй вход - с выходом первого формирователя импульсов, вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, компаратор, один вход которого соединен с выходной Клеммой источника порогового напряжения, а выход подключен ко входам второго и третьего формирователя, триггеры, вход одного из которых похцслючен к выходу второго формирователя, а выход другого триггера соединен с обмоткой реле, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, В него введены- второй ключ, датчики тока, элементы И, четвертый и пятый формирователи, первый вход второго ключа соединен с выходом первого формирователя, второй В5СОД соединен с выходом первого дифференциального усилителя, выход второго аналогового ключа соединен со вторым входом компаратора, входы дат чиков тока соединены со вторыми вывода- 73 66 ми соответствующих чувствительных элементов, первые выходы датчиков тока соединены со вторым входом преобразователя, второй выход первого датчика тока подключен к первым входам -первого и второго элементов И, второй выход второго датчика тока соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И, вторые входы первого и третьего элементов И подключены к выходам второго и третьего формирователей соответственно, выходы первого и третьего элементов И соединены со входами второго элемента ИЛИ, выход которого через последователь- но соединенные четвертый и пятый формирователи подключен ко вторым входам второго н четвертого элемента И, выходы которых соединены со входами второго триггера. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3.641.569, кл, 340-38, 08.02.72. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2461456., Q 08 ( 1/О2 т 11,03.77 (прототип).