Устройство для измерения длиныдВижущЕгОСя МАТЕРиАлА Советский патент 1981 года по МПК G01B7/04 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИНЫ ДВИЖУЩЕГОСЯ

МАТЕРИАЛА

1

Изобретение относится к иэмерий ельной технике и может быть использовано для измерения длины проводов, кабелей, материалов и других движущихся длинномерных изделий.

Известно устройство для контроля длины движущегося изделия, содержащее подвижный к изделию мерный обкатной ролик, счетчик числа оборотов мерного ролика, второй обкатной мерный ролик с моментом инерции, отличным от первого, счетчик числа оборотов второго ролика, узел отсчета и блок коррекции, входы которо.го соединены со счетчиками, а выход - с узлом отсчета 1. .

Недостатком данного устройства является влияние на точность измерения длины материала таких факторов, как погрешность измерительного ролика, например из-за износа, реформация материала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения длины движущегося материала, содержащее датчик длины, счетчик длины, вход которого соединен с выходом датчика длины, набиратель поправки, клапаны переписи поправки и счетчик поправки, вход которого через клапаны переписи поправки соединение выходом набирателя поправки 2.

Недостатком устройства является то, что код поправки вводится с точностью целого значения дискреты измерения, в результате чего в процессе измерения имеет место накопление ошибки, обусловленное отсутствием коррекции дробной части дискреты измерения.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что устройство для измерения длины движущегося материала снабжено генератором, тремя ключевыми элементами и двумя делителями частоты, первые входы д;вух ключевых элементов соединены с выходом генератора, вторые входы - с выходами набирателя поправки, а выходы соединены со входами соответствующих делителей частоты, выход первого делителя частоты соединен со. входом датчика длины, выход второго делителя частоты соединен со вторым входом счетчика длины, первый вход третьего ключевого элемента соединен с выходом генератора, второй вход - с первым выходом счетчика

оправки, а выход третьего ключевого лемента соединен со вторым входом четчика поправки, второй выход коорого соединен со входом набирателя оправки, первый выход счетчика длиы соединен со вторым входом клаанов переписи поправки, а второй ыход счетчика длины соединен с треьим входом счетчика поправки.

На чертеже представлена схема устройства для измерения длины движущегося материала.

Устройство содержит датчик 1 длины, набиратель 1 поправки, клапаны 3 переписи поправки, счетчик 4 поправки, счетчик 5 длины, генератор б, ключевые элементы 7-9, делители 10 и 11 частоты. Датчик 1 длины вклгочает в себя мерный ролик 12, датчик 13 угла поворота мерного ролика, фазорасщепитель 14 и формирователь 15. Набиратель 2 поправки содержит задатчик 16 поправки и логические элементы 17 и 18 И. Счетчик 4 поправки состоит из накапливающего счетчика 19, реверсивного счетчика 20 и дешифратора 21. Счетчик 5 длины содержит преобразователь 22 фазы в код и счетчик 23 числа оборотов мерного ролика.

Выход генератора 6 соединен с импульсным входом ключевых элементов 7-9, потенциальный вход ключевого элемента 7 соединен с выходом логического элемента 17 И, а выход со входом делителя 10 частоты, выход которого подключен ко входу фазорасщепйтеля 14, датчик 13 угла поворота мерного ролика 12 соединен с выходом фазорасщепителя 14 и с входом формирователя 15, потенциальный вход ключевого элемента 8 соединен с выходом логического элемента 18 И, а выход - с входом делителя 11 частоты, выход которого подключен ко второму входу преобразователя 22, первый вход клапана 3 подключён к задатчику 16 поправки, второй вход к выходу преобразователя 22, а выходко входу счетчика 19, потенциальный вход ключевого элемента 9 соединен с прямым выходом дешифратора 21, а выход - с вычитаияцим входом счетчика 20, суммирующий вход которого подключен к выходу счетчика 19, а выход - к первому входу дешифратора 21, второй, вход которого соединен с кодовым выкосом преобразователя 22, первый вход элемента 17 И Iподключен к выходу минус-, а первый вход элемента 18 И - к выходу плюс задатчика 16 поправки, вторые входы элементов 17 и 18 И соединены с инверсным выходом дешифратора 21.

Устройство работает следующим образом.

Прямоугольные импульсы генератора

6поступают через ключевые элементы

7и 8 на делители 10 и 11-частоты с . -

коэффициентом деления/ равным количеству дискрет измерения, приходяихся на один оборот мерного ролика 12 и датчика 13. Из сигналов делитея 10 частоты фазорасщепитель 14 вырабатывает двухфазную или трехфазную систему напряжений для питания датчика 13 (типа вращающегося трансформатора или сельсина) . Формирова- тель 15 осуществляет фильтрацию выходного сигнала датчика 14 и преобразование его в сигнал прямоугольнрй формы, фаза которого содержит информацию о длине объекта измерения. В преобразователе 22 происходит сравнение по фазе выходного сигнала формирователя 15 с сигналом, поступающим с делителя 11 частоты, и преобразование результата сравнения в код длины, ограниченный числом дискрет, соответствующих одному обороту мерного ролика 12. Код, получаемый на кодовом выходе преобразователя 22, образует младшие разряды результата измерения. Старшие разряды результата измерения образуют код, фиксируемый счетчиком 23 числа оборотов мерного ролика.

с Перед началом измерения в набирателе,2 поправки задатчиком 16 устанавливается величина поправки, равная разности между длиной окружности и эталонной величиной.

При изменении длины материала происходит вращение мерного ролика 12 и связанного с ним ротора датчика 13, что сопровождается изменением фазы выходного сигнала последнего. Код длины на выходе преобразователя

22постепенно изменяется от нуля до максимального значения, равного количеству дискрет измерения, соответствующих одному обороту мерного ролика 12. Ё момент завершения полного оборота мерного ролика 12 код длины на ввлходе преобразователя 22 скачком падает до нуля, при этом в счетчик

23числа оборотов мерного ролика 12

а в счетчик 19

записывается

через клапаны 3 переписывается величина поправки, установленная в набирателе 2 поправки задатчиком 16. Указанный процесс периодически повторяется при каждом очередном обороте мерного ролика 12.

Накапливающий счетчик 19 осуществляет суммирование своего содержимого с вносимой величиной поправки. Объем счетчика 19 рассчитан на суммирование даобной части дискреты измерений. При переполнении этого счетчика с йего поступает на вход реверсивного счетчика 20 импульс, соответствующий дискрете измерения и представляющий собой поправку, которую необходимо внести в выходной код длины.

При установке реверсивного счетчика 20 в состояние, отличное от О, и при коде на выходе преобразователя 22f также отличном от О/ на пря мом выходе дешифратора 21 формирует который сигнал логического прикладывается к потенциальному вхо ду ключевого элемента 9, разрешая считывание содержимого счетчика 20. Одновременно с этим сигнал логической 1 , поступающий с инверсного выхода дешифратора 21 на вторые вхо ды элементов .17 и 18 И, формирует сигнал логической i на выходе того из элементов, на вход которого поступает сигнал логической i со знакового выхода задатчика 16 поп равки. При знаке величины поправки + сигнал логической i образуется на выходе элемента 18 И, а при знаке величины поправки - он оказывается на выходе элемента 17 И С выхода элементов 17 или 18 И сигна логической прикладывается к потенциальному входу соответственно ключевого элемента 7 или 8 и запрещает прохождение импульсов с выхода генератора б на делитель 10 или 11 частоты. Пропуск одного импульса на входе.делителя 10 частоты вызывает отставание фазы выходного сигнала датчика 13 относительно опорного сигнала на угол, соответствующий измерения, что приводит к уменьшению выходного кода длины на одну дискрету. Пропуск одного импульса на входе делителя 11 частоты вызывает отставание на одну дискре ту фазы опорного сигнала, получаемог на выходе делителя 11 частоты, в результате чего выходной код длины увеличивается на одну дискрету. При считывании кода поправки реверсивный счетчик 20 устанавливается в О, на прямом выходе, дешифратора 21 сигнал становится равным логической и закрывает ключевой элемент по потенциальному входу а сигнал логического О с инверсного выхода дешифратора 21 разрешает через элементы 17 и 18 И работу обоих ключевых элементов 7 и 8. Введение поправки в результат измерения разрешается дешифратором 21 только при коде на выходе преобразователя 22, отличном от О. Это не обходимо для исключения возможности появления ложного импульса на входе счетчика 23 после внесения поправки в сторону уменьшения кода длины,что имеет место при знаке йеличины поправки - в эадатчике 16. Предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности измерения длины по сравнению с известными устройствами благодаря заданий поправки в виде дробной части дискреты измерения и суммированию долей дискреты измерения при периодическом вводе величины поправки на протяжении всего процесса измерения. Формула изобретения Устройство для измерения длины движущегося материала, содержащее датчик длины, счетчик длины, вход которого соединен с выходом датчика длины, набиратель поправки, клапаны переписи поправки и счетчик поправки/ вход которого через клапаны переписи поправки соединен с выходом набирателя поправки, отличаю-, щ.е е с я тем, что, с целью повы- шения точности измерения, оно снабжено генератором, тремя ключевыми элементами и двумя делителями частоты, первые входы двух ключевых элементов соединены с выходом генератора, вторые входы - с выходами набирателя поправки, а выходы соединены со входами соответствующих делителей частоты, выход первого делителя частоты соединен со входом датчики длины, выход второго делителя частоты соединен со вторым входом счетчика длины, первый вход третьего ключевого элемента соединен с выходом генератора, второй вход - с первым выходом счетчика поправки, а выход третьего ключевого элемента соединен со вторым.входом счетчика поправки , второй выход которого соединен со входом набирателя поправки,первый выход счетчика длины соединен со вторым входом клапанов переписи поправки, а второй выход счетчика длины соединен с третьим входом счетчика поправки4 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 336494, кл. G 01 В 5/04, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР №459661, кл. G 01 В 5/04, 1973 (прототип).