RU1780015C - Устройство дл измерени скорости движени объекта - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит N датчиков 1. блок 2 объединени  датчиков, формирователь 3 импульсов измеритель 4 временных интервалов, вычислитель 5, триггер 6. компараторы 7 и 8, инвертор 9, элементы И 10 и 11, генератор 12 тактовых импульсов, устройство 13 выборки-хранени , элемент 14 задержки. 1-2- 13-8-11-4-5, 2-7-15-11-6-10-8. 7-12-9-10, 7-14-6, 2-8, 12-13, 9-11, 6-11. 1 ил.

Description

СП

с

VJ

00

о

О

.

сл

Иаобретение относитс  к измерительной i ехнике и может быть использовано в автоматизированных системах управлени  движени .

Известно устройство дл  измерени  г.корости движени  объекта, содержащее N датчикоЕ перемещени , первый элемент задер ; ки , измеритель временных интервалов , вычислитель, а также мультиплексор, блок ключей, дешифратор, делитель частоты , селектор уровн  сигналов, интегратор, формирователь импульсов, второй элемент задержки, компаратор, выходы N датчиков перемещени  соединены соответственно с нходамк мультиплексора и блоком ключей, гизследовательнс соединенные делитель ча1П (;т1:,|.дешифратор, блок ключей, селектор уровн  сигналов, интегратор, компаратор, формирователь импульсов, первый элемент задержки, второй элемент задержки, измеритель временных интервалов, вычисли1ель . причем делител  частоты соодипены с входами управлени  мультиплексора , выход которого соединен сдополмителы- Ь )г/ входом компаратора, выход |;оторО1О соединен со счетным входом делител  частоты и дополнительным входом из .мерител  временных интервалов, выход MeiiBOi j эле.чента задержки соединен с входом С: робировани  вычислител , входы козс )рмцивнта делени  делител  частоты и . за,цани  базового рассто ни  вь1числител  1-1ежду датчиками перемещени   вл ютс  управл ющими входами устройства вычислител   вл етс  выходом устройс1 за.

i едостэтком данного устройства  вл сгсл низка  точность измерени  скорости. с.д зйнна  с тем. что при регистрации ,егос  объекта в качестве признака регистрации объекта необходимо выбирать мйкс -мум информационного сигнала от объекта. Это требование вытекает из того ракта, что гфи регистрации объекта в точке |:з фронте нарастани  информационного сигнала возникает погрешность, котора  определ етс  задержкой, возникающей вс е,цствие индуктивности индукционного датчика. Причем, как известно, эта задержка определ етс  скоростью нарастани  сигliana , котора  определ етс , во-первых. скоростью движени  объекта, а во-вторых, сама уставка порогового элемента определ етс  уровнем шумов в системе. Следовательно , гфи больших скорост х движени  объекта возможна координатна  погрешliOCTb положени  объекта, что приводит к погрегиности расчета скорости,

г1г иболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  скорости

движени  объекта, содержащее датчики импульсов , измеритель временного интервала , вычислитель, триггер, элемент задержки, делитель частоты, формирователь импульсов, а также элемент ИЛИ, элемент И, второй, третий, четвертый и п тый элемент задержки сигнала, причем выходы датчиков через элемент ИЛИ подключены к входу измерител  временных интервалов и

0 к S-входу триггера, а также к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом триггера, первый R-вход которого соединен с выходом делител  частоты и через первый элемент задержки сигнала с

5 первым установочным входом вычислител  адресные входы которого подключены к информационным выходам делител  частоты, выход элемента И соединен через формирователь импульсов со счетным входом делител  частоты, который через второй элемент задержки сигнала соединен с первым стробирующим входом вычислител  и входом третьего элемента задержки сигнала, выход которого соединен с вторым стробирующим

5 входом вычислител  и с входом четвертого элемента задержки сигнала, выходом соединенного с третьим стробирующим входом вычислител , второй установочный вход вычислител , измерител  временных интервалов и второй R-вход триггера объединены и подключены к входу установки устройства в исходное состо ние, а первый установочный вход измерител  временных интервалов подключен через п тый элемент

5 задержки сигнала к входу стробировани  вычислител , входы которого подключены к выходам измерител  временных интервалов .

Недостатком данного устройства  вл етс  низка  точность измерени  скорости, св занна  с тем, что при регистрации движущегос  объекта на выходе датчика формируетс  несимметричный относительно центра датчика сигнал. Форма сигнала определ етс  функцией скорости объекта в рабочей области датчика. Таким образом при выделении точки регистрации объекта, не совпадающей с точкой максимума сигнала, устройство не обеспечивает высокую точность измерени  скорости. Эта погрешность становитс  существенной при больших скорост х движени  объекта.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени  скорости движени5

5 объекта путем регистрации объекта в точке, обеспечивающей минимум координатной погрешности.

Поставленна  цель достигаетс  тем. что в устройство дл  измерени  скорости движени  объекта, содержащее датчики импульсов , соединенные с блоком объединени  датчиков, формирователь импульсов, вход установки устройства в исходное состо ние , последовательно соединенные измеритель временных интервалов и вычислитель, первый элемент И, триггер, элемент задержки, причем вход измерител  временных интервалов соединен с S-входом триггера, дополнительно введены первый и второй компараторы, блок выборки и хранени , второй элемент И, инвертор, генератор тактовых импульсов, причем блок объединени  датчиков, первый компаратор, генератор тактовых импульсов, инвертор, первый элемент И, второй компаратор, второй элемент И и S-вход триггера соединены последовательно, триггер соединен с объединенными вторыми входами первого и второго элемента И, а R-вход триггера соединен с выходом формиро-вател  импульсов , вход которого соединен с выходом первого компаратора, третьим входом первого элемента И и через первый элемент задержки с третьим входом второго элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с первым входом блока выборки и хранени , выход которого соединен с первым входом второго компаратора, а вход - с вторым входом второго и входом первого компараторов , при этом установочные входы триггера и измерител  временных интервалов соединены с входом установки устройства в исходное состо ние.

Сущность изобретени  сводитс  к тому, что в данном устройстве в качестве признака регистрации объекта выбран максимум сигнала от объекта. Как известно, при малых скорост х нарастани  сигнала (точка вблизи максимума сигнала) задержки сигнала на индуктивности малы и, следовательно, временной сигнал в точке максимума имеет минимальную координатную погрешность положени  объекта, т.е. объект при перемещении от датчика к датчику будет фиксироватьс  в одной и той же точке и, следовательно, погрешность, котора  возникает , как если бы объект фиксировалс  на фронте сигнала, в данном случае отсутствует .

Структурна  схема устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит датчики 1, блок 2 объединени  датчиков, формирователь 3 импульсов, измеритель 4 временных интервалов , вычислитель 5, триггер 6. компараторы 7 и 8, инвертор 9. элементы И 10 и 11. генератор 12 тактовых импульсов, устройство 13 выборки и хранени  и элемент 14 задержки. В устройстве датчики 1 импульсов соединены с блоком 2 объединени  датчиков, а измеритель 4 временных интервалов соединен с вычислителем 5. Вход измерител  4 временных интервалов 5 соединен с S-входом триггера 6. Блок 2 объединени  датчиков, первый компаратор 7, генератор 12 тактовых импульсов, инвертор 9, первый элемент И 10, второй компаратор 8, второй элемент И 11 и S-вход триггера 6

0 соединены последовательно. Триггер б соединен с объединенными вторыми входами первого и второго элементов И 10 и 11, а R-вход триггера 6 соединен с выходом формировател  3 импульсов. Вход формировател  импульсов соединен с выходом первого компаратора 7. третьим входом первого элемента И 10 и через элемент задержки 14 с третьим входом второго элемента И 11, четвертый вход которого

0 соединен с выходом инвертора 9. Вход инвертора 9 соединен с первым входом блока 13 выборки и хранени , выход которого соединен с первым входом второго компаратора 8, а вход - с вторым входом второго и

5 входом первого компараторов 7 и 8. При этом установочные входы триггера 6 и измерител  4 временных интервалов соединены с входом установки устройства в исходное состо ние.

0Блок 2 объединени  датчиков может

быть реализован в виде элемента ИЛИ.

Устройство работает следующим образом .

5В исходном состо нии триггер 6 и измеритель 4 временных интервалов обнулены. При по влении объекта перед одним из датчиков 1 на его выходе формируетс  сигнал . Этот сигнал, пройд  через элемент объединени  датчиков 2 поступает на входы компараторов 7 и 8. При этом компаратор 7 сработает, если сигнал достигнет определенного уровн , превышающего уровень помех в системе. При срабатывании первого

5 компаратора 7 включаетс  первый элемент И 10 и включаетс  одновременно генератор 12 тактовых импульсов, который начинает стробироватьустройство 13 выборки и хранени . Через врем , заданное задержкой

0 элемента 14, подготавливаетс  к включению второй элемент И 11. Одновременно стробируетс  и компаратор 8 с выхода первого элемента И 10. При этом сигнал стробировани  компаратора 8 выбран

5 инверсным к сигналу стробировани  устройства 13 выборки и хранени . Это позвол ет надежно выделить тенденцию изменени  информационного сигнала и, как только он оказываетс  меньше чем запомненное значение на выходе устройства выборки и хранени , компаратор 8 сработает и откроет второй элемент И 11, на выход которого пройдет сигнал с выхода инвертора 9 (в данном случае он совпадает с сигналом стробировани  второго компаратора 8). При этом включитс  по заднему фронту импульса по S-входу триггер 6 и на третьем входе первого элемента И 10 и второго элемента И 11 по витс  низкий уровень, что приведет к закрытию первого элемента И 10 и второго элемента И 11, Второй компаратор 8 прекращает стробироватьс , а на входе измерител  временных интервалов при этом сформировалс  сигнал, соответствующий максимуму информационного сигнала.

Этот сигнал поступает на вход измерител  4 временных интервалов и  вл етс  старт-стоповым сигналом дл  измерени  временного интервала Дп движени  объекта между датчиками 1, Далее измеренный временной интервал поступает на вход вычислител  5 и по стробирующему сигналу производитс  расчет скорости в вычислителе 5, Стробирующий сигнал дл  вычислител  5 может быть организован так же, как и в устройстве-аналоге.

Таким образом в предлагаемом устройстве производитс  формирование старт-стопных сигналов с минимальной погрешностью координатной переменной, При этом скорость на I участке движени  так же, как и в устройстве-прототипе, определ етс  по формуле

Д5

VP

Ati

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  скорости движени  объекта, содержащее датчики импульсов , соединенные с блоком объединени  датчиков, формирователь импульсов, вход установки устройства в исходное состо ние , последовательно соединенные измеритель временных интервалов и вычислитель, первый элемент И, триггер, элемент задержки, причем вход измерител  временных интервалов соединен с S-входом триггера, отличающеес  тем, что. с целью повышени  точности, дополнительно введены первый и второй компараторы, блок выборки и хранени , второй элемент И. инвертор, генератор тактовых импульсов, причем блок объединени  датчиков, первый компаратор, генератор тактовых импульсов, инвертор, первый элемент И, второй компаратор , второй элемент И и S-вход триггера соединены последовательно, выход триггера соединен с объединенными вторыми входами первого и второго элементов И, а R-вход триггера соединен с выходом формировател  импульсов, вход которого соединен с выходом первого компаратора, третьим входом первого элемента И и через первый элемент задержки - с третьим входом второго элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с первым входом блока выборки-хранени , выход которого соединен с первым входом -второго компаратора, а вход - с вторым входом второго и входом первого компараторов, при этом установочные входы триггера и измерител  временных интервалов соединены с входом установки устройства в исходное состо ние.