Детектор транспорта Советский патент 1980 года по МПК G08G1/08 

Изобретение относится к устройствам для регистрации прохождения транспортных средств через контролируемое сечение дороги и может быть использовано в автоматизированных системах управления дорожным движением, а также в различных устройства электронной автоматики и контрольно-измерительной техники.

Известен детектор транспорта, содержащий генератор высокой частоты, сЬединеннный резонансным усилителем, к выходу которого подключен контур с индуктивной рамкой, расположенной под проезжей частью дороги и конденсатор, фазовый преобразователь , один вход которого соединен с генератором высокой частоты, другой вход с чувствительным настроенным контуром резонансного усилителя, а выход через генератор связан со входами дифференцируюсцих усилителей,, выход одного усилителя через согласующий блок соединен с другим входом второго дифференцируюцего усилителя, выход которого подключен ко входу порогового элемента, имеющего значительный гисте-. резне относительно нулевого уровня, выход которого подключен к выходному блоку 1 .

Ближайшим по технической сущности к предложенному является устройство для измерения скорости транспор ных средств, содержащее чувствительные элементы, подключенные к преобразователю, выход которого соединен с одним из входов дифферен- .

10 циального усилителя, выходом связанного с одним из входов компаратора и с одним из входов второго дифференциального усилителя, другой вход которого соединен с входом порого15вого напряжения детектора, а выход через ключ и интегратор подключен к другому входу первого дифференциального усилителя, другой вход компаратора подключен к выходной клем20ме источника порогового напряжения, а выход соединен со входами первого и второго формирователей импульqoB, выходы которых подключены к счетным входам триггеров, инверс25ные выходы которых через третий и четвертый формирователи соединены со входами элемента ИЛИ, выходом связанного с пятым формирователем Чмпульсов, выход последнего соеди30нен с одним из входов второго элемента ИЛИ, а через шестой формирователь - со счетным входом третьего триггера, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом ге нератора управ ляющих импульЬов, а выход подключен к другому входу аналогового ключа р). Недостатком указанных устройств является необходимость их периодической ручной настройки на оптималь ный режим работы, что снижает надеж ность устройства. Цель изобретения - повышение надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в детектор траспорта введены усилитель-компаратор, блок памяти и делитель напряжения, выход делителя напряжения соединен с первым входом усилителя-компаратора, второй которого соединен с выходом преобразователя, а выход подключен ко входу второго выпрямителя, выход формирователя подключен к управляющему входу блока памяти, другой вход которого подключен к выходу первого выпрямителя, а выход соединен со входом делителя напряжения. Структурная схема детектора тран порта представлена на фиг. 1; временные диаграммы, поясняющие работу детектора, приведены на фиг. 2. Детектор транспорта содержит пре образователь 1 импеданса индуктивного чувствительного элемента 2 в переменное напряжение, выполненный генераторе 3 и RC-цепи. Емкость С и индуктивность чувствительного элемента 2 образуют параллельный колебательный контур, выход которого по ключен к выпрямителю 4 и к неинвер. тирующему входу компаратора 5. Выход выпрямителя 4 соединен со входо блока памяти 6, выход которого подключен ко входу делителя напряжения 7. Последний выполнен, например, на базе парафазного усилителя 8 и упра ляемого делителя напряжения на полевых транзисторах. Выход делителя напряжения 7 соединен с инвертирующим входом компаратора 5, выход-ко торого соединен со входом выпрямителя 9, в лходом соединенного с од-: ним из входов дифференциального уси лителя 10. Выходпоследнего соедине с первыми входами дифференциального усилителя.11 и компаратора 12, при этом второй вход дифференцигшьного усилителя 11 подключен к общей шине источника питания, а второй вход компаратора 12 соединен с источником порогового напряжения Uj, Выход усилителя 11 через ключ 13 и интегратор 14 соединен со входом дифференциального усилителя 10. Выход компаратора 12 соединен с одним вхо дом элемента И 15. Генератор 16 так товых импульсов выходом связан непосредственно с управляющим входом ключа 13 и через делитель частоты 17 с другим входом элемента И 15, выход которого через формирователь импульсов 18 подключен к управляющему входу блока памяти б. Вход порогового напряжения детектора транспорта соединен со вторым входом компаратора 12. Устройство работает следующим образом. , Генератор 3 гармонических колебаний генерирует сигнал с частотой f. Резонансныйконтур имеет резонансную частоту fo Такое значение резонансной частоты контура определяется большей величиной емкости Cg, включающей в себя емкость конденсатора С в контуре и распределенную емкость линии сйязи. Амплитуда переменного напряжения и 19 на выходе резонансного контура весьма мала и изменяется незначительно при,изменении длины линии связи или изменений размеров индуктивного чувствительного элемента 2. Переменное напряжение U, (фиг.2) выпрямляется выпрямителем 4, постоянное выходное напряжение а о оторого периодически записывается в блок памяти 6. Выходное напряжение Ugi блока памяти 6 на коэффициент деления К делителя напряжения 7 и поступает на второй вход компаратора 5 как постоянное напряжение этом выполняется условие ,, где амплитуда переменного напряжения на неинвертируквдем,входе компаратора; Ujji- постоянное напряжение на инвертирукидем входе компаратора 5. Амплитуда выходного напряжения. компаратора 5 равна l 2X%19- 2zX4rn.(V-), где Ki - коэффициент, усиления компаратора 5. Выходное напряжение и компаратора .5 выпрямляется выпрямителем 9 и усиливается усилителем 10, на выходе которого висходном ;состоянииподдерживается нулевой уровень выходного напряжения . за счет цепи отрицательной обратной связи с импульсной подстройкой, образованной усилителем 11, ключом 13 и интегратором 14. Въезд траспортного «редства в контролируемую зону индуктивного

чувствительного элемента 2 вызывает изменение его индуктивности, изменение резонансной частоты колебательного контура и, следовательно, изменение амплитуды напряжения и, что, в свою очередь, приводит к изменению выходного напряжения Uj компаратора 5 на величину:

.,S ,

где д приращение амплитуды выходного напряжения резонансного контура.

Это приращение напряжения усиливае±ся усилителем 10 и поступает на вход компаратора 12. Последний срабатывает и своим выходным сигналом закрывает элемент И 1.5.

Генератор 16 тактовых импульсов генерирует импульсы Uj периодом - 2 с длительносаью t(,0,l мс. Эти импульсы поступают.на управляющую цепь ключа 13 и на вход делителя частоты 17., На выходе последнего формируются прямоугольные импульсы и с периодом Тя;60 с.

При отсутствии транспортного средства эти импульсы Uj через открытый элемент И 15 поступают на вход формирователя импульсов 18, на выходе которого формируются импульсы Uj длительностью 1,2030 МКС, поступающие на управляющую цепь блока памяти 6 и разрешающие значения постоянного выходного напряжения выпрямителя 4.

При въезде транспортного средства элемент И 15 закрывается и записв в блок памяти 6 прекращается.

Температурный и временной дрейф параметров чувствительного элемента 2, линии связи и генератора 3 приводят к изменению резонансной частоты колебательного контура и, как следствие, к изменению, например увеличению, напряжения на его выходе. Соответственно увеличивается приращение ,вызванное въездом транспортного средства в контролируемую зону. Одновременно увеличивается выходное постоянное напряжение Кдо выпрямителя 4. Поступая на.ёход парафазного усилителя 8, он увеличивает сопротивление канала полевого транзистора. При этом выходкое напряжение делителя напряжения 7 увеличивается. Таким образом отношение:

41

является постоянной величиной.

Кроме того, изменяется коэффициент усиления компаратора 5

где Rj .- сопротивление канала транЭистора. Следовательно, приращение

выходного напряжения U компаратора 5 остается величиной постоянной:

(mic,-AUXS-),V.,

где ли - изменение приращения, обусловленное дрейфом; Ak - изменение коэффициента усиления, обусловленное изменением сопротивления канала транзистора.

0

Таким образом, введение в детектор транспорта компаратора 5 и делителя напряжения 7 позволяет осуществить автоматическую настройку детектора при включении индуктивноSго чувствительного элемента с линиями связи различной длины и обеспечить квазипостоянную чувствительность преобразователя в широком температурном диапазоне. Экономичес0кая эффективность от использования предлагаемого устройства определяется его техническими преимуществами .

5

Формула изобретения

Детектор транспорта, содержащий чувствительный элемент, соединенный с преобразователем, выход ко0торого подключенко входу первого выпрямителя, первый дифференциальный усилитель, выход которого соединен со входом второго дифференци-ального усилителя и первым входом

5 первого компаратора, второй вход которого соединен со входом порогового напряжения детектора транспорта, выход второго дифференциального усилителя через последовательно со0единенные ключ и интегратор подключен к первому входу первого диффёЬ)енциального усилителя, второй вход которого соединен с выходом второго выпрямителя, выход генератора тактовых импульсов соединен

5 с. управляющим входом ключа и через делитель частоты подключен к первому входу элемента и, второй вход которого соединен с выходом первого компаратора, а выход соединен со

0 входом формирователя импульсов, отличающийся тем, что, с целы6;-йовышения надежности устройства, в него введены второй компаратор, блок памяти и делитель на5пряжения, выход делителя напряжения соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого соединен с выходом преобразователя, а выход подключен ко входу второго

0 выпрямителя, выход формирователя подключен к управляющему входу блока Пс№ляти, другой вход КОТОРОГО подключен к выходу первого выпрямителя, а выход соединен со входом делителя . напряжения.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 462203, М. кл. G 08 G 1/01, 1974.

..

r.«fM fiwM -«MI .jLr-;i

t°P1i bj-t±irii

шни

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2461456/18-24, кл. G 08 G 1/08, 11.03.77 (прототип) .

лета

ч «IS

%

IlllllllilJ 111

г:::. t