Устройство для измерения работы гребца Советский патент 1981 года по МПК G01L5/02 

литель импульсов одним выходом связан со входом первого счетчика, а вторьом выходом соединен с тактовым входом регистра, информационный вхо которого подключен к выходу первого счетчика, причем выходы регистра и второго счетчика соединены с блоком :.индикации, выход которого связан со входом второго счетчика и двух накапливающих сумматоров. На чертеже представлена структур ная схема устройства. Устройство для измерения работы гребца содержит датчик 1 угла повор та, связанный с косинусным преобразователем 2 и блоком 3 дифференцирования. Преобразователь 2.соединен : С цифровыми входами двух цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) 4 и причем выход первого ЦАП связан с аналоговым входом второго ЦАП, а вы ход последнего - с аналоговым входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 6, подключенного к инфор мационным входам накапливающего сум матора 7. Выход датчика 8 усилий со единен с аналоговым входом ЦАП 4 и с аналоговым входом АЦП 9, выходы которого соединены с информационными входами накапливающего сумматора 10. Декрементный выход блока 3 дифференцирования связан со входом обнуления триггера 11, причем инкрементный выход блока дифференциро вания соединен с установочным входом триггера 11 и тактовыми входами накапливающих сумматоров 7 и 10. Вы ход триггера 11 подключен к счетным входам счетчиков 12 и 13, а выход счетчика 12 - к информационным входам регистра 14, стробирующий вход которого связан с первым выходом распределителя 15 импульсов, второй выход которого соединен со входом обнуления счетчика 12. Выходы накапливающих сумматоров 7 и 10, вы ходы счетчика 13 и регистра 14 соединены с соответствующими входами блока 16 индикации, выход которого связан со входами обнуления накапливающих сумматоров 7 и 10 и со вх дом обнуления счетчика 13. Полная работа гребца А,ее по лезная составляющая актив ной проводке весла вычисляются на основании формул N о1кон .А--2 J, ned, ,.,. А„ --.2 .FCcos oiddL где F - усилие на рукоятке весла; t - расстояние от оси вертлюга до точки приложения силы F об- угол между веслом и перпен -j Jj ДИКУЛЯРОМ к оси ЛОДКИ; на4 бн соответственно, начальное конечное полжение весла пр гребке; N - общее количество гребков. Кроме того, устройство позволяет измерить темп гребли и общее количество гребков. Воспроизведение зависимостей (1) и (2) требует выполнения операции интегрирования. Операция интегрирования проводится в цифровой форме с помощью накапливающего сумматора, на информационные входы которого подается код интегрируемой функции, а на тактовый вход - импульсы элементарных приращений Дсб переменной нтегрированияс.. Таким образом, устройство вычисляет полную работу гребца А и ее полезную составляющую РОД в соответствии с следующими соотношениями: N Ki .A-sseF-uj, : 1 1 Jrt %.. где Воспроизведение подынтегральной функции IFyj в соотношении (3) заключается в аналого-цифровом преобразовании с помощью АЦП 9 непрерывного сиг-нала усилия F на выходе датчика 8.Постоянный множитель t учитывается соотёетствующим масштабированием-сигнала датчика 8. Импульсы элементарных приращений До1 получаются в результате дифференцирования блоком 3 кода угла поворота of. нз выходе датчика 1. Вычисление функции CF, производится следующим образом. Сигнал усилия F поступает на аналоговый вход преобразователя ЦАП 4, цифровой вход которого подключен к выходу косинусного преобразователя 2. Следовательно, сигнал на выходе ЦАП 4 пропорционален произведению (t Fy ) xcosof j . Так как цифровой вход преобразователя ЦАП также подключен к косинусному преобразователю 2, сигнал на выходе ЦАП 5 пропорционален величине (t-F созо) cosoij tFj cos 0(1. Преобразователь АЦП 6 осуществляет преобразование величины Fcos cLj в цифровую форму, а сумматор 7 реализует накопление суммы (4). Импульсы положительных прира- щений U Ы-с выходаблока 3 поступают установочный вход триггера 11, а импульсы отрицательных приршцений Л cL- на выход обнуления триггера 11. Таким образом, состояние соответствует фазе проводки весла: единичное- активной фазе нулевое - пассивной. Общее количество гребков фиксируется счетчиком 13., который осуществляет подсчет числа изменений состояния триггера 11 Счетчик 12 импульсами с распределителями 15 обнуляется с периодом Т, причем перед обнулением содержимое счетчика передается в регистр 14. Следовательно, регистр 14 регистрирует темп гребли количество гребков за время Т. Содержимое регистра 14, счетчика 13, накапливающих сумматоров 7. и 10 индицируется блоком 16, который перед началом измерения вырабатывает импульс обнуления счетчи.ка 13, сумматоров 7 и 10. Устройство измеряет важнейшие ха рактеристики гребли: полную работу гребца, полезную составляющую работы, темп гребли и общее число гребков. Цифровая форма представления изм ренных параметров обеспечивает наглядность и простоту обращения с устройством. Формула изобретения Устройство для измерения работы гребца, .содержащее датчик усилия на рукоятке весла и блок индикации, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных воз можностей, в устройство введены дат чик угла поворота весла, косинусный преобразователь, блок дифференцирования, два цифроаналоговых преобразователя, триггер, два аналого-цифровых преобразователя, два накапливающих сумматора, два счетчика, регистр и распределитель импульсов, при этом датчик угла поворота соединен с блоком дифференцирования и косинусным преобразователем, выход которого связан с цифровыми входами двух цифроаналоговых преобразователей, выход датчика усилия соединен со входом первого аналого-цифрового преобразователя и аналоговым входом первого цифроаналогового преобразователя, выход которого связан с аналоговым входом второго цифроангшогового преобразователя, а выход его со входом второго аналого-цифрового преобразователя, причем выходы аналого-цифровых преобразователей через соответствующие накапливающие сумматоры подключены к блоку индикации, первый выход блока дифференцирования связан со входом обнуления триггера, а второй выход этого блока подключен-к тактовым входам двух накапливающих сумматоров и к установочному входу триггера, выход которого соединен с входами двух счетчиков, распределитель импульсов одним выходом связан со входом первого счетчика, а вторым выходом соединен с тактовым входом регистра, информационный вход которого подключен к выходу первого счетчика, причем выходы регистра и второго счетчика соединены с блоком индикации, выход которого связан со входами второго счетчика и двух накапливающих сумматоров. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 4141242, кл. 73117.3 от 1979. 2. Авторское свидетельство СССР № , кл. G 01 L 5/02 от 03.05.76 (прототип).