Устройство для измерения пространственно-временных характеристик транспортных средств Советский патент 1982 года по МПК G08G1/15 

1 Изобретение относится к техник измерения параметров транспортных потоков и может быть использовано в автоматизированных системах управления дорожным движением. Известио устройство, содержащее датчик, состоящий из главной петли и двух дополнительных петель, расположенных на некотором расстоянии дру от друга в плоскостях, перпендикуляр ных плоскости главной петли, выводы главной петли соединены с генератором, а выводы дополнительных петель подключены к соответствующим усилителям, выходы которых соединены с формирователями сигналов, выходами подключенными ко входам соответствую щих дифференцирующих элементов и инверторов и к одному из входов соответствующего элемента И, выходы элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого связан с вычи лительным блоком, а другой вход подключен к выходу элемента И,--входы ко торого соединены с одними выходами соответствующих триггеров, другие выходы которых подключены ко входам соответствующих элементов И, другими входами связанных с соответств щими дифференцирующими элементами, выходы которых соединены со входами триггеров, другие входы которых подключены к выходам элементов И, связанных с . первыми дифференцирующими элементами, а входы элементов И, связанных с элементом ИЛИ, подключены к первым входам триггеров р. Указанное устройство имеет существенные погрешности измерения скорости и времени присутствия транспортного средства, обусловленные неидентичностью первой и второй цепей npei образования. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения скорости транспортных средств, содержащее первый и второй чувствительные элементы, расположенные на базовом расстоянии друг от друга, одни выходы которых через KOHTakr реле связаны с одним из входов преобразователя, а друг гие выводы через соот,ветствующие датчики тока подключены к другому входу преобразователя, выход которого соединен с одним из входов усилителя, выходом подключенного к соответствующему входу ключа и другого усилителя, другой вход которого соединен с общей шиной источника питания, а выход через другой ключ подключен к интегратору, выходом соединенному с дру гим входом первого усилителя. Выход первого ключа подключен к одному из входов компаратора, другим входом подключенного к источнику порогового напряжения, а выходом - ко входам первого и второго формирователей импульсов, выход первого из которых соединен со входом первого триггера и первого элемента И, а выход второго соединен со входом второго элемента И, другие входы элементов И подключены к другим выходам соответствующих датчиков тока, а выходы через первый элемент ИЛИ соединены с третьим и четвертым формирователями импульсов. Выход третьего фopмиpoвateля импульсов соединен с одним из входов второго элемента ИЛИ, другой входкоторог го соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход второго элемента ИЛИ подключен к управ ляющему входу ключа. Выход четвертого формирователя импульсов соединен со входами третьего и четвертого элементов И, другими входами связанных с другими выходами датчиков тока, а выходы элементов И подключены к соответствую щим входам второго триггера, выход которого связан с обмоткой реле 2. Недостатком известного устройства является его сложность. Цель изобретения - упрощение устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два чувствительных элемента, генератор синусоидального напряжения, усили- . . тель переменного тока, соединенный с усилителем выпрямителя, выход которого подключен ко входу дифференциального усилителя, первый компаратор,

один из входов которого подк;точен к выходу первого источника порогового напряжения, а выход соединен со входами двух формирователей, выход одного из которых подключен к одному из входов первого триггера, и второй триггер, введены определитель экстремума, аналого-цифровой преобразователь, второй и третий источники порогового напряжения, второй и третий . компараторы, выводы первого чувствительного элемента подключены к генератору синусоидального напряжения, выподы второго чувствительного элемента соединены со входами усилителя переменного тока, выход выпрямителя подключен к другому входу первого компаратора и ко входу определителя экстремума, выход которого соединен с другим входом первого триггера, выход дифференцирующего усилителя соединен с одним входом аналого-цифсоединен с выходом источника 9 поро гового напряжения U/r. Выход определителя экстремума 6 соединен с перрового преобразователя и с одними входами второго и третьего компараторов, другие входы которых подключены к выходам второго и третьего источников пороговых напряжений соответственно, выход второго компаратора соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу второго формирователя, а выход соединен с другим входом аналого-цифрового преобразователя, чувствительные элементы выполнены в виде треугольных петель, которые уложены на полосе движения так, что гипотенузы их образуют острый угол, а меньшие катеты расположены на одной линии перпендикулярно направлению движения. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устрюйства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, два треугольных индуктивных чувствительных элемента 2 и 3 уложенных на полосе движения таким образом, что гипотенузы треугольников образуют острый угол. Чувствительный элемент 2 подключен к генератору 1 синусоидального напряжения, а чувствительный элемент 3 через усилитель k переменного тока и выпрямитель 5 соединен со входами определителя 6 экстремума, дифференцирующего усилителя 7 и компаратора 8. Второй вход компаратора 8 вым входом триггера 10, а выход дифференцирущего усилителя 7 подключен к первым входам компараторов 11 и 12 а также ко входу аналого-цифрового преобразователя 13- Вторые входы ком параторов 11 и 12 подключены к выходам источников k и S, которые выра батывают соответственно положительное и отрицательное пороговые напряжения . и -ЬУ а выход компарато ра 11 подключен ко входу триггера 16 Выход компаратора 8 соединен через формирователь 17 импульсов с целью сброса триггера 16, а через формирователь 18 импульсов - со вторым входом триггера 10. Устройство работает следующим образом. Транспортное средство, двигаясь в направлении, указанном на фиг. 1, въезжает в зону индуктивных чувствительных элементов 2 и 3- При этом металлическая масса автомобиля увеличивает магнитную проницаемость про странства между чувствительными элементами 2 и 3 что приводит к увеличению ЭДС, наводимой в элементе 3При этом увеличивается выходное напряжение усилителя k и выпрямителя 5 и формируется сигнал 19- Передний фронт сигнала 19 имеет длительность Т, которая определяется выражением 1, (1) - длина транспортного средскорость транспортного средства и равна времени въезда автомобиля в зону чувствительных элементов. Дальнейшее движение автомобиля сопровождается уменьшением сигнала 19, так как при этом увеличивается расстояние между сторонами чувствительных элементов 2 и 3 и, следовательно, умень шается их взаимная индуктивность. Дифференцирующий усилитель 7 дифференцирует сигнал 19 и на выходе его формируются разнополярные импульсы 20. Определитель 6 экстремума формирует короткий импульсный сигнал 21, соответствующий моменту достижения сигналом 19 максимального значения. Сигнал 19 также поступает на вход компаратора 8, который сравнивает его с пороговым напряжением Uy, и формирует импульсный сигнал 22. Последний своим предним фронтом запускает формирователь 18 и взводит триггер 10, который сбрасывается сигналом 21. На выходе триггера 10 формируется импульсный сигнал 23 длительностью Тф При движении автомобиля в направле-п НИИ, указанном на фиг. 1, положительный выходной сигнал дифференцирующего усилителя 7 превышает пороговое напряжения ,i и компаратор 1 1 срабатывает. Задним фронтом своего выходного сигнала он взводит триггер 1б, который сбрасывается выходным сигналом 22 формирователя 17 импульсов. Выходной сигнал 26 триггера 16 поступает на аналого-цифровой преобразователе t3, разрешая измерение напряжения 27 величина которого пропорциональна скорости движения транспортного средства: U27 KT- V, где K-J - коэффициент преобразования дифференцирующего усилителя 7. Таким образом, на выходе устройства формируются сигналы, соответствующие следующим характеристикам транспортного средства: скорости движе- ; ния, V;:направлению движения; времени въезда Zr . Используя 1 значения измеренных .характеристик, можно определить длину транспортного средства Eft по выражению (1). При движении транспортного средства в противоположном направлении отрицательный выходной сигнал 20 дифференцирующего усилителя 7 превышает пороговое напряжение - U и компаратор 12 срабатывает. На .выходе его формируется сигнал 25, свидетельствующий о противоположности направления движения транспортного средства. Измерение скорости и длины транспортного средства в этом случае не производится. Экономическая эффективность от использования предлагаемого устройства определяется указанными выше его техническими преимуществами. Формула изобретения Устройство для измерения пространственно-временных характеристик транспортных средств, содержащее два чувствительных элемента, генератор .; синусоидального напряжения, усилиель переменного тока, соединенный

с выпрямителем, выход которого подключен к входу дифференцирующего усилителя, первый компаратор, один из входов которого подключен к выходу первого источника порогового напряжения, а выход соединен с входами двух формирователей, выход одного из которЬгх подключены к одному из входов первого триггера, и второй триггер, отличающееся тем, что, с целью упрощения, в него введены определитель экстремума, аналогоцифровой преобразователь, второй и третий источники порогового напряжения, второй и третий компараторы, вы воды первого чувствительного элемента подключены к генератору синусои-дального напряжения, выводы второго чувствительного элемента соединены с входом усилителя переменного тока, выход выпрямителя подключен к другому входу первого компаратора и к входу определителя экстремума, выход которого соединен с другим входом первого триггера, выход дифференцирующего усилителя соединен с одним входом аналого-цифрового преобразователя и с одними входами второго и тре-тьего компараторов, другие входы ко- торых подключены к выходам второго и третьего источников пороговых напряжений соответственно, выход второго компаратора соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу второго формирователя, а выход соединен с другим входом аналого-цифрового преобразователя, чувствительные элементы выпол-i нены в виде треугольных петель, которые уложены на полосе движения так, что гипотенузы и образуют острый iугол, а меньшие катеты расположены на одной линии перпендикулярно направлению движения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 36itl569, кл. опублик. 1972.

2.Авторское свидетельство СССР №732966, кл. G 08 G 1/02, 1977 (прототип) .

С-

16

eS

ut.1

19

о

20

л,

21

У

2f

2S

/

Q-i