RU1813667C - Устройство дл определени местоположени подвижного состава - Google Patents

Abstract

Использование: в железнодорожных устройствах автоматики дл  цифрового авто- матического измерени  скорости проход щего поезда и определени  направлени  его движени . Сущность-изобретени : устройство снабжено объединенными по входам первым, вторым, третьим формирователем временных интервалов, последовательно соединенными элементами ИЛИ 16,/ 17, двоичным счетчиком 19 и регистратором 20. 3 ил.

Description

фиг.1

Изобретение относитс  к железнодорожным устройствам автоматики и может быть использовано дл  измерени  скорости проход щего поезда и определени  его местоположени .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей путем обеспечени  определени  скорости и направлени  движени .

На фи г.1 представлена функциональна  схема за вл емого устройства; на фиг.2 - эквивалентна  схема дифференциального моста переменного тока и его временные диаграммы; на фиг.З - грэдуировочный график получени  результата измерени  скоро- Сти проход щего поезда.

Устройство состоит из емкостного дифференциального чувствительного элемента 1, соединенного с блоком формирователей временных интервалов 2, который в свою очередь соединен с блоком измерени  скорости 3 и с блоком определени  направлени  движени  4 поезда.

Чувствительный элемент устройства содержит дифференциальный трансформатор 5, вторичные обмотки которого образуют два смежных плеча четырехплечного моста переменного тока. К первичной обмотке трансформатора 5 подключены генератор 6 питани . Два других плеча моста обраэова- ны электрическими емкост ми двух электрических проводов 7 и 8 фиксированной длины, подвешиваемых на опорах. Провода 7 и 8, емкости которых относительно земли используютс  как друга  смежна  пара плеч моста, соединены с первой парой плеч (т.е. с индуктивност мй вторичных обмоток трансформатора 5) скрученными в пару вспомогательными проводами 9. По железнодорожному пути, в зоне которого распо- ложены провода 7 и 8. может следовать поезд 10 с произвольной неизвестной скоростью . Выходна  (измерительна ) диагональ дифференциального моста соединена с входом формировател  11 сигнала, кото- рый реализован на основе фазочувствитель- ного нуль-органа, синхронизированного фазой генератора 6 литани . Выход формировател  11 соединен с объединенными входами первого 12, второго 13 и третьего 14 формирователей 12,13 и 14 временного интервала, которыми определ ютс  моменты и врем  нахождени  моста в одном из трех состо ний; в нулевом, плюсовом и минусовом значени х фазы выходного напр - жени  относительно опорной фазы генератора питани . Формирователь 13 временного интервала выходом соединен с первым элементом ИЛИ 15, который функционально относитс  к этому формирователю . Выход первого элемента ИЛИ 15 соединен с вторыми входами первого и третьего формирователей 12, 14 временного интервала , обеспечива  их выключени  при нулевом балансе моста. Выходы формирователей 12 и 14 соединены с первым и вторым входами второго элемента ИЛИ 16 соответственно, выход которой соединен с первым входом элемента И 17, на второй вход которого подключен генератор 18. Элемент И 17 своим выходом соединен с входом двоичного счетчика 19, код которого дешифруетс  и фиксируетс  первым регистратором 20, а выход регистратора 20 соединен с вторым (инверсивным) входом элемента ИЛИ 15. Выходы первого и третьего формирователей 12,14 соединены с первым входом первого ключевого элемента И и первым входом второго ключевого элемента соответственно, а их выходы соединены соответственно с первым и вторым знаковыми входами триггера 23. Первый и второй выходы триггера 23 соединены входами ключевых элементов 21 и 22 соответственно , а третий (установочный) вход триггера 23 соединен с выходом элемента ИЛИ 15. Сброс показаний первого 20 и второго 2 регистраторов осуществл етс  внешними сигналами Сброс.

На фиг.2а приведена упрощенна  схема дифференциального моста, в котором два плеча представлены индуктивност мй вторичных обмоток трансформатора 5Li и Lz, a два других - емкост ми Ci и С2. Емкости Ci2 (частична  емкость между вспомогательными проводами 9), Сю (частична  емкость первого вспомогательного провода относительно земли), Сао(частична  емкость второго вспомогательного провода относительно земли)  вл ютс  емкост ми пары, отображающие ее эквивалент. Важно отметить, что если два провода равномерно окрутить в пару, то величины их емкостей Сю и Сао будут равны между собой, что исключит их вли ние на баланс моста. Что же касаетс  величины емкости Ciz, то она не окажет никакого вли ни  на баланс моста, так как окажетс  включенной в его диагональ питани . Переменными емкост ми СП1 и СП2 отображено вли ние движущегос  поезда на величины Ci и Са.

В основе работы устройства при измерении скорости Vx.используетс  известное положение: скорость есть отношение пути ко времени его прохождени . Дл  нашего случа  путь определен фиксированной длиной 10, а врем  его прохождени  гх определ етс  из измерений. Поскольку результат измерени  однозначно определ етс  числом импульсов NX, укладывающимис  в интервале времени от ti до t2 (длительностью тх) между двум  последовательными дискретно измен ющимис  состо ни ми дифференциального моста переменного тока, обуславливаемых движением поезда в зоне расположени  емкостных элементов, то необходимо также однозначно поставить в соответствие Vx и NX. Это соответствие устанавливаетс  величиной частоты f0 (или периода То) генератора счетных импульсов. При этом расчетна  формула определени  скорости Vx будет выгл деть следующим образом:

V- а ИХ-Ж.

где NX - число зафиксированных импульсов генератора счетных импульсов;

а IO/TO. где 1о - фиксированна  длина двух проводов, образующих емкостные пле- чи дифференциального моста; Т0 - период следовани  импульсов генератора.

Величину а можно выбирать, исход  из значений 1о и То. Например, можно lo выбрать равной длине локомотива (но можно вз ть и другую величину). Величину Т0 выбирают также из практических соображений , например, чтобы емкость счетчика N0 была бы не слишком большой, Т0 лучше выбирать побольше (пон тно, чтотовэтом;, случае будет поменьше). Но уж коли эти две величины выбраны, то они должны в дальнейшем остатьс  фиксированными, т.е. неизменными .

Далее следует определитьс  с диапазо- ном измерени  (см.фиг.З). Градуировочные значение только одного импульса Nx 1 (начало шкалы) будет определ тьс  числом в, в то же врем  конец шкалы будет определен минимальной величиной измер емой скорости.

Устройство работает следующим образом .

В исходном состо нии при отсутствии поезда 10 в зоне элементов Ci и С2 диффе- ренциальный пост находитс  в состо нии баланса и выход его нуль-органа характеризуетс  нулевой фазой ( ро), при этом формирователь 13 временных интервалов своим единичным выходным сигналом че- рез элемент ИЛИ 15 удерживает первый и третий формирователи 12,14 и три ггер 23 в выключенном состо нии. Очевидно, никака  информаци  ввиду нулевых состо ний формирователей 12 и 14 на выходы первого 20 и второго 24 регистраторов поступить не может.

При движении поезда он попадает в зону действи  первого Ci, а потом второго

С2 емкостных элементов. В момент (фиг,26), когда емкость Ci+Cni превысит пороговое равенство , формирователь 11 зафиксирует дискретный переход моста из нулевого ( ро ) состо ни  в плюсовое (), под воздействием потенциала которого срабатывает только первый формирователь 12 временных интервалов, и его выход будет характеризоватьс  единичных потенциалом (т.п. логической единицей). Эта единица одновременно поступит на первый вход первого элемента 21, выходным сигналом которого триггер 23 установитс  в состо ние с единичным сигналом на первом выходе (который соответствует разбалансу моста с фазой р+), ), что зафиксируетс  вторым регистратором 24 как знак направлени  движени , и на первый вход элемента ИЛИ 16. В то же врем  единичным сигналом триггера осуществитс  блокировка включени  второго элемента 22. В то же врем  единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 16, поступив на первый вход элемента И 17, разрешит прохождение через его второй вход импульсов от генератора 18, которые будут фиксироватьс  двоичным счетчиком 19 до тех пор, пока не исчезнет единичный потенциал на первом входе элемента И 17. А это произойдет только тогда, когда поезд, пройд  рассто ние 0, окажетс  в зоне одновременного расположени  элементов Ci и Сам мост вновь вернетс  в состо ние баланса ( (ро ). При этом двоичный счетчик 19, зафиксировав код число NK, перепишет его в первый регистратор 20, выходной единичный сигнал которого через второй вход элемента ИЛИ 15 в дальнейшем будет блокировать работу всего устройства. Разблокирование можно осуществить (вручную или автоматически) по сигналу Сброс, подаваемый на второй вход первого 20 и третий вход второго 24 регистраторов.

При движении поезда в другом направлении работа устройства будет отличатьс  только тем, что ее управление будет осуществл тьс  через формирователь 14 временных интервалов и ключевой элемент 22. Ф о р м у л а и з о б р ет е н и   Устройство дл  определени  местоположени  подвижного состава, содержащее емкостный чувствительный элемент, пластины которого расположены у рельса и соединены с одними выводами одной и другой соединенных последовательно встречно обмоток дифференциального измерительного трансформатора, точка соединени  которых подключена к одному из входов формировател  сигнала, выход которого соединен с одним из входов блока определени  фазы

сигнала, а другой вход соединен с источником переменного напр жени , элемент И и блоки пам ти, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей путем обеспечени  определени  скорости и направлени  движени , оно снабжено элементом ИЛИ, ключевыми элементами , триггером, генератором и счетчиком импульсов, выход последнего из которых соединен с входом одного из элементов пам ти, а вход - с выходом элемента И, соединенного одним из входов с выходом генератора импульсов, а другим входом - с выходом элемента ИЛИ, причем другой блок пам ти одним входом соединен с одним выходом триггера, соединенным с одним из входов одного из ключевых элементов, а другим - с другим выходом триггера, соединенным с одним из входов другого ключевого элемента, выход которого и выход первого ключевого элемента соединены соответственно с одним и другим

входами триггера, при этом блок определени  фазы содержит формирователи временного интервала и другой элемент ИЛИ, выход которого соединен с одними из входом одного и другого формирователей временного интервала и им образован: первый выход блока, соединенный с третьим входом триггера, а один из входов второго элемента ИЛИ соединен с выходом третьего

формировател  временного интервала, входом которого и входами первого и второго формирователей образован первый вход блока, выходами последних образованы второй и третий выходы блока, первый из

которых соединен с вторым входом первого ключевого элемента и одним из входов первого элемента ИЛИ, второй - со вторым входом второго ключевого элемента и с другим входом первого элемента ИЛИ, причем

источник переменного напр жени  подключен к третьей обмотке дифференциального трансформатора.

Фи. 2

М

.... шшишши

4

Л

V vtnatf

6)

.. шшишши

4

Л

Ма