Измеритель текущего значения радиуса рулона Советский патент 1981 года по МПК G01B7/12 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ТЕКУЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ РАДИУСА РУЛОНА

Изобретение относится к измерител ной технике и может быть использовано для измерения радиуса рулона при намотке рулонов бумаги, картона,пленок и других полосовых материалов. Известно устройство для измерения текущего значения радиуса рулона, со держащее датчик оборотов ведущего ва ла, блок совпадения, пересчетный блок, блок управления, датчик оборотов рулона, блок определения соотношения оборотов и блок памяти 1. Определение текущего значения радиуса рулона в этом устройстве заключается в подсчете числа импульсов датчика оборотов ведущего вала за период следования импульсов датчика оборотов рулона. Однако это устройство имеет недос таточно широкий диапазон допустимых скоростей намотки рулона. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является измеритель текущего значения радиуса рулона, содержащий импульсные датчик оборотов ведущего вала и рулона, два входных формирователя, каждый из которых состоит из D-триггера, С -вход которого соединен с выходом соответствуквцего датчика-, RS-триггера, инвареный выход которого соединен с D-входом Стриггера, и элемента И, первый вход которого соединен с единичным выходом D-триггера, а выход с S-входом RS- триггера, стробирующий элемент И, два входа которого подключены к инверсным выходам Д-триггеров входных формирователей, делитель частоты, вход которого подключен к выходу с1робирующего элемента И, два счетчика, входы которых подключены к выходам элементов И входных формирователей, два преобразователя код-частота, информационные входы которых подключены к информационным выходам счетчиков, а выход второго из них - к третьему входу стробирующего э.гГемента И, генератор эталонной частоты, В.ЫХОД которого подключен к управляющим входам преобразователей код-частота, формирователь импульса сброса, выход которого подключен к входам сброса счетчиков и R-входам триггеров входных формирователей, а вход подключен к выходу делителя частоты, триггер управления, первый -вход которого подключен к выходу формирователя импульса сброса, датчик обрыва, выход которого подключен ко второму К-входу триггера управления, Элемент задержки, элемент И управления, первый вход которого подкл чен к выходу первого преобразователя код-частота, а второй вход - к выход триггера управления, и блок отсчета, информационный вход которого подключен к выходу элемента управления, а управляющий вход - к выходу элемента задержки 2. Однако известный измеритель имеет также недостаточно широкий диапазон допустимых скоростей намотки рулона. Цель изобретения - расширение диа пазона допустимых скоростей намотки рулона. Поставленная цель достигается тем что измеритель снабжен элементом И, первый вход которого подключен к выходу формирователя импульса сброса, а выход - ко входу элемента задержки первым элементом 2-2И-2ИЛИ, первые входы элементов И которого подключены к единичным выходам D-триггеров входных формирователей, а вторые входы - к выходам переполнения соответственно первого и второго счетчиков, вторым элементом 2-2И-2ИЛИ, пер вый вход первого элемента И которого подключен к выходу генератора эталон ной частоты, а выход подключен ко вторым входам элементов И входного формирователя, триггером, С-вход которого .подключен к выходу первого элемента 2-2И-2ИЛИ, R-вход подключен к выходу стробируюадего элемента И, единичный выход подключен к первому входу второго элемента И второго эле мента 2-2И-2ИЛИ и к управляющему вхо ду формирователя импульса сброса, а инверсный выход - ко второму входу первого элемента И второго элемента 2-2И-2ИЛИ и ко второму входу элемента И, и делителем эталонной частоты, вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а выход ко второму входу второго элемента И второго элемента 2-2И-2ИЛИ, На чертеже приведена блок-схема измерителя текущего з.начения радиуса рулона, . Измеритель содержит датчик 1 оборотов ведущего вала, импульсный датчик .2 оборотов рулона, входные формирователи 3 и 4, каждый из которых содержит RS-триггер 5, Вртриггер 6 и логический элемент И 7, генератор 8 эталонной частоты, счетчик 9 и 10, преобразователи 11 и 12 код-частота, ст юбирующий элемент И 13, два входа которого соединены с инверсными выходами триггеров 6, а третий вход - с выходом преобразователя 12, делитель 14 частоты, формирователь 15 импульса сброса, триггер 16 управления, датчик 17 обрыва материала, эле мент 18 задержки, элемент К 19 управ ления, блок 20 отсчета, первый и вто рой логические элементы 2-2И-.2ИЛИ 22 и 23, триггер 24 и делитель 25 эталонной частоты. Работа устойства основана на равенстве окружных скоростей ведущего вала и рулона Vj Vp , откуда вытекает соотношение . f 6 Rg - радиусы рулона и вала; Тр, Tg - время оборота рулона и вала, а значит и период следования импульсов, соответствующих датчиков 1 и 2 с разрешающей способностью 1 ими/об. В исходном состоянии после прохождения импульса сброса триггеры 5 и 6 находятся в состоянии О, элементы И 7 и 13 закрыты. Формирователи 3 и 4 обеспечивают формирование управляющих стробов на вхоДах элемента И 7 длительностью, равной Тд и Тр при поступлении на вход каждого из них двух очередных импульсов от датчиков оборотов. Эта длительность определяет число импульсов эталонной частоты в пакетах, формируемых на выходах элементов И 7 как NP f.Tp и NS foTft, (2) где fo этсшонная частота. Первый же импульс частоты fд с выхода элементов И 7 в каждом формирователе 3 и 4 записывает в триггер 5, тем самым блокируя по Dвходу триггер 6 от повторной записи .при поступлении третьего импульса от датчика. Элемент И 13, благодаря управлению с единичных выходов триггеров 5, заблокирован до окончания формирования управляющих стробов на выходе формирователей 3 и 4, На первом этапе цикла измерения в счетчиках 9 и 10 оказываются записанными числа NpИ Ng , что определяет появление на выходах преобразователей 11 и 12 код-частота частот соответственноi и 4 KN, где К - коэффициент преобразования. После окончания первого этапа элемент И 13 открывается, и импульсы частоты fg начинают заполнять делитель 14 частоты, одновременно устанавливая (первым импульсом) триггер 16 по установочному S-входу в состояние ..,. Последний открывает элемент И 19 для пропуска импульсов частоты р на вход блока 20 отсчет.а. После заполнения делителя 14 импульс с его выхода через формирователь 15 импульса сброса устанавливает по R-входу триггер 16 в состояние О, Тем самым блокируется элемент И 19 и запись числа в блоке 20 отсчет.а. За время заполнения делителя fa(Kqj- коэффициент деления де.лителя) в блоке 20 отсчета оказывается записанным чигло . N Tfp IfK,. (4) Из сравнении выражений (1) и (4) вытекает, что при выборе значения 1К(, численно равным значению Rg, чи ло N в тех же единицах представляет значение радиуса рулона на момент намотки, соответствующий времени цикла измерения. В случае обрыва материала при на мотке датчик- 17 обрыва материала бло кирует измерение, устанавливая в О триггер 16. Обнуление всей схемы производится выходным импульсом формирователя 15 импульса сброса, фиксирующего окончание второго этапа измерения. При этом обнуление блока 20 отсчета прои водится с задержкой, определяемой элементом 18 задержки. Элемент И 21 открыт сигналом i с инверсного выхода триггера 24. В том случае, если на первом этапе цикла измерения (в режиме малых скоростей вращения) значение любого из числ Ng или NP окажется превышаю щим емкость счетчика 9 или 10, импульс переполнения счетчика через логический элемент 2-2И-2ИЛИ 22 вызы вает, срабатывание триггера 24 в состояние . Выходы триггера управ ляют прохождением через логический элемент 2-2И-2ИЛИ 23 на входы элемен тов И 7 эталонной частоты. Состояние О триггера 24 соответствует прохождению в качестве эталонной непосредственно выходной частоты генерато ра 8, состояние i триггера 24 соответствует поступлению на входы эле лентов И 7 частоты с выхода делителя 25. Таким образом, при срабатывании триггера 24 на входы элементов И 7 поступает эталонная частота, уменьшенная в раз, где Кд, коэффициент деления делителя 2.5. Срабатывание триггера 24, кроме того, вызывает генерирование импульса сброса на выходе связанного с его единичным выходом формирователя 15 импульса сброса, что позволяет возвратить всю схему, кроме блока 20, в исходное состояние. Цепь подачи импульса сброса на блок 20 отсчета в этот момент заблокирована по входу элемента И 21 сигналом О с инвер ного выхода триггера 24. После обнуления схемы автоматиче ки вновь начинается первый этап рабо ты с выработкой значений Nj и Ng, уменьшенных в К раз.Если при этом счетчики не переполняются, первый этап заканчивается нормально, разблокируется стробирующий элемент И и первый его выходной импульс устанавливает триггер 24 в состояние О, элемент И 21 разблокируется. и цтсл измерения доводится до конца с записьн в блок 20 отсчета результата измерения. Как видно из выражений (3) и (4), одновременное уменьшение в Кдд раз значений Ng и Np не отражается на измеряемом значении текущего радиуса Блокировка элементов И логического элемента 2-2И-2ИЛИ 22 по выходам триггеров 6 необходима во избежание ложного срабатывания при обнулении устройства. Таким образом, диапазон рабочих скоростей может быть расширен в раз. Формула изобретения Измеритель текущего значения ргщиуса рулона, содержащий импульсные датчики оборотов ведущего вала и рулона, два входных формирователя, каждый из которых состоит из Й-триггера, С-вход которого соединен с выходом соответствующего датчика, RS-триггера, инверсный выход которого соединен с D-входом D-триггера, и элемента И, первый вход которого, соединен с единичным выходом D-триггера, а выход - с S-входом RS-триггера, стробирующий элемент И, два входа которого подключены к инверсным выходам D-триггеров входных формирователей, делитель частоты, вход которого подключен к выходу стро6иоуюа1его элемента И, два счетчика, входы которых подключе-ны к выходам элементов И входных формирователей, два преобразователя код-частота, информационные входы которых подключены к информационным выходам счетчиков, а выход второго из них - к третьему входу стробирующего элемента И, генератор этгшонной частоты, выход которого подключен к управляющим входам преобразователей код-частота, формирователь импульса сброса, выход которого подключен к входам сброса счетчиков и R-входам триггеров входных формирователей,а вход подключал к выходу делителя частоты, триггер управления, першлй R-вход которого подключен к выходу формирователя импульса сброса, датчик обрыва, выход которого подключен ко вторс «у R-входу триггера управления, элемент задержки, элемент И управления, первый вход которого подключен к выходу первого преобразователя код-частота, а второй вход к выходу триггера управления, и блок отсчета, информационный вход которого подключен- к выходу элемента И управления, а управлякиций вход - к выходу элемента задержки, о т л и чающийся тем, что, с целью расширения диапазона допустимых скоростей намотки рулона, он снабжен элементом И , первый вход которого подключен к выходу формирователя импульса сброса, а выход - ко входу элемента задержки, первым элементом 2-2И-2ИЛИ, первые входы элементов И которого подключены к единичным выходам D гтриггеров входных формирователей, а вторые входы- к выходам переполнения соот:ветственно первого и второго счетчиков, вторим элементом 2-2И-2ИЛИ, первый вход первого .элемента И которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а выход подключен ко вторым входам эле -ментов И входного формирователя, три гером, С-вход котЪрого подключен к выходу первого элемента 2-2И-2ИЛИ, R-вход подключен к выходу стробирующего элемента И, единичный выход под ключен к первому входу второго элемента И второго элемента 2-2И-2ИЛИ и к управляющему входу формирователя импульса сброса, а инверсный выход - ко второму входу первого элемента И второго элемента 2-2И-2ИЛИ и ко второму входу элемента И, и делителем эталонной частоты, вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а выход - ко второму входу второго элемента И второго элемента 2-2И-2ИЛИ. I . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 619781, кл. G 01 В 7/04, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР ,по заявке № 2680916, кл. G 01 В 7/12, 1978 (прототип).