RU32742U1

RU32742U1 - Измеритель плавности хода

Info

Publication number: RU32742U1
Application number: RU2003111626/20U
Authority: RU
Inventors: Б.Д. Никифоров; В.Ю. Борисов; Д.Н. Чепелев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Отраслевой центр внедрения новой техники и технологий"
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2003-09-27

Description

2003111626

.jppiiiiiiipi

ИЗМЕРИТЕЛЬ ПЛАВНОСТИ ХОДА

Полезная модель относится к железнодорожному транспорту и может быть использована для определения зависимости показателя плавности хода подвижного состава от уровня возмущающего воздействия неровностей пути.

Известно устройство для контроля неровностей на поверхности катания рельса, содержащее последовательно связанные датчик вертикальных ускорений буксы, усилитель, двукратный интегратор с фильтрами высоких частот, имеющими разные амплитудно-частотные характеристики, и блок регистрации, устройство снабжено датчиком скорости, программируемым дещифратором, релейным переключателем и сумматором, при этом выходы интеграторов соединены с контактами релейного переключателя, вход которого через программируемый дещифратор соединен с датчиком, выход подключен к входу сумматора, выходом соединенного с блоком регистрации (см. SU 1542989 А1, 01 В 35/06, 15.02.90).

К недостаткам известного устройства для контроля неровностей на поверхности катания рельса следует отнести недостаточно высокую достоверность контроля из-за учета информации только о вертикальных ускорениях букс, вызванных неровностями пути.

Наиболее близким к заявленной полезной модели является устройство для определения неровностей железнодорожного пути, содержащее датчики ускорения, установленные, на транспортном средстве, выходы одного и другого из которых подключены соответственно через полосовой и корректирующий фильтры к входам соответственно одного и другого квадраторов, и регистратор, устройство снабжено генератором тактовых импульсов, аналого-цифровым преобразователем, дещифратором, реле времени, коммутатором, элементами памяти, ключевыми элементами, блоком определения показателей плавности хода, выходы которого подключены к входам регистратора, одни входы - к выходам ключевых элементов, подключенных входами к одному выходу реле времени и через элементы памяти к выходам дещифратора, другой вход - к другому выходу реле времени, которое

подключено входом к первому выходу генератора тактовых импульсов, второй, третий и четвертый выходы которого подключены к одним входам соответственно коммутатора, связанного другими входами с выходами одного и другого квадраторов аналого-цифрового преобразователя, соединенного другим входом с выходом коммутатора и дешифратора, соединенного другим входом с выходом аналого-цифрового преобразователя (см. SU 1507629 А1, В 61 К 9/08, 15.09.89). Известное устройство позволяет определить зависимость показателя плавности хода подвижного состава от уровня возмущающего воздействия. К недостаткам известного устройства для определения неровностей железнодорожного пути следует отнести недостаточно высокую точность определения показателей плавности хода и неровностей пути, обусловленную измерением и обработкой не всех составляющих ускорений, возникающих в процессе движения подвижного состава.

Технический результат заключается в повышении точности определения показателей плавности хода и неровностей пути и повышении надежности работы устройства.

Технический результат достигается тем, что в измерителе плавности хода содержащим два датчика ускорений, мультиплексор, ко входу управления которого подключен выход тактового генератора, введен третий датчик ускорений, при этом каждый из датчиков ускорений установлен на корпусе измерителя относительно другого во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем каждый из датчиков имеет два выхода, на которых формируются сигналы ускорений движений во взаимно перпендикулярных направлениях, выходы датчиков ускорений соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами мультиплексора, первый выход мультиплексора соединен со входами блока вычисления максимальных значений ускорений и блока вычисления средних значений ускорений, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока памяти, ко второму выходу мультиплексора подключен буфер-накопитель, соединенный с преобразователем, реализующим дискретное преобразование Фурье, вход запуска преобразователя соединен со вторым выходом тактового генератора, выход преобразователя через блок цифровой фильтрации подключен ко входу блока вычисления среднеквадратических

значений, выход которого соединен с третьим входом блока памяти, выход блока памяти подключен к формирователю пакета данных, вход управления которого соединен с блоком принятия запросов от внешних устройств, а выход формирователя пакета данных подключен ко входу блока передачи данных.

На чертеже представлена блок-схема измерителя плавности хода.

Измеритель плавности хода содержит датчики I, 2, 3 ускорений установленные на корпусе измерителя один относительно другого во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем каждый из датчиков имеет два выхода, на которых формируются сигналы ускорений движений во взаимно перпендикулярных направлениях. Выходы датчиков 1, 2 и 3 ускорений соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами мультиплексора 4, обеспечивающий последовательный опрос датчиков ускорений, к управляющему входу мультиплексора 4 подключен первый выход тактового генератора 5, первый выход мультиплексора соединен со входом блока 6 определения максимальных значений ускорений и со входом блока 7 вычисления средних значений ускорений, выходы блоков 6 и 7 подключены соответственно к первому и второму входам блока 8 памяти, ко второму выходу мультиплексора 4 подключен буфер-накопитель 9, соединенный с преобразователем 10, реализующим дискретное преобразование Фурье, вход запуска преобразователя 10 соединен со вторым выходом тактового генератора 5. Выход преобразователя 10 через блок 11 цифровой фильтрации подключен ко входу блока 12 вычисления среднеквадратических значений ускорений, выход которого соединен с третьим входом блока памяти 8, выход блока памяти 8 подключен к формирователю 13 пакета данных, вход управления которого соединен с блоком 14 принятия запросов от внешних устройств, а выход формирователя 13 пакета данных подключен ко входу блока 15 передачи данных.

Измеритель плавности хода работает следующим образом.

С первого выхода тактового генератора 5 на управляющий вход мультиплексора 4 поступают тактовые импульсы. При этом посредством мультиплексора 4 осуществляется 64 раза в секунду последовательный опрос датчиков 1, 2 и 3 ускорений. Датчики 1, 2, 3 ускорений установлены на корпусе измерителя один относительно другого во взаимно перпендикулярных плоскостях, что обеспечивает измерение датчиками вертикальной и горизонтальной

(продольной и поперечной) составляющнх ускорений, возникающих при движении транспортного средства. Поскольку датчики имеет два выхода, на которых формируются сигналы ускорений движений во взаимно перпендикулярных направлениях, то каждый из датчиков измерителя плавности хода осуществляет дублирование измерения одной из составляющих ускорения, осуществляемого другим датчиком ускорения, установленным в другой плоскости. Т.е осуществляется дублирование измерений значений ускорений по всем трем взаимно-перпендикулярным направлениям, что повышает надежность работы устройства, поскольку выход из строя одного из датчиков ускорений не повлияет на точность измерения плавности хода.

С выхода мультиплексора 4 сигналы поступают на блок 6 определения максимальных значений ускорений и на блок 7 вычисления средних значений ускорений, а также в буфер-накопитель 9. Блок 6 определения максимальных значений ускорений определяет максимальное значение ускорений за период в одну секунду, за этот же период блок 7 вычисления средних значений ускорений обеспечивает вычисление средних значений ускорений, а в буфер - накопитель 9 записываются 128 значепий, измеренных за период в две секунды. Сигналы, несущие информацию о максимальных значенр1ях и о средних значениях ускорения поступают из блоков 6 и 7 соответственно на первый и второй входы блока 8 памяти, в котором осуществляется запись этих сигналов. Импульсом со второго выхода тактового генератора, поступающим (один раз в секунду) на управляющий вход преобразователя 10, запускается преобразователь 10, осуществляющий быстрое преобразование Фурье по основанию 4, используя данные из буфера накопителя 9, состоящего из трех частей, предназначенных для записи информации о значениях соответственно вертикальной и горизонтальных (продольной и поперечной) составляющих ускорений. Дискретное преобразование Фурье позволяет получить спектральную плотность S(n) для выделения необходимых спектральных составляющих с помощью блока И цифровой фильтрации. Нормированная амплитудно-частотная характеристика корректирующего фильтра определяется следующей формулой:

где / - частота колебаний в гц.

Выходной сигнал с преобразователя 10 через блок 11 цифровой фильтрации, реализующий функцию корректирующего фильтра, поступает в блок 12, в котором вычисляются среднеквадратические значения вертикального и горизонтальных ускорений. Вычисленные значения записываются в блок 8 памяти. При поступлении сигнала занроса от внешнего устройства блок 14 приема запросов от внещних устройств осуществляет формирование сигнала управления, поступающего на вход управления формирователя 13 пакета данных, который получает информацию из блока 8 памяти и формирует пакет данных, который поступает в блок 15 передачи данных, осуществляющий передачу информации внешнему устройству.

Claims

Измеритель плавности хода, содержащий два датчика ускорений, мультиплексор, ко входу управления которого подключен выход тактового генератора, отличающийся тем, что в него введен третий датчик ускорений, при этом каждый из датчиков ускорений установлен на корпусе измерителя относительно другого во взаимно перпендикулярных плоскостях, причем каждый из датчиков имеет два выхода, на которых формируются сигналы ускорений движений во взаимно перпендикулярных направлениях, выходы датчиков ускорений соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами мультиплексора, первый выход мультиплексора соединен со входами блока определения максимальных значений ускорений и блока вычисления средних значений ускорений, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам блока памяти, ко второму выходу мультиплексора подключен буфер-накопитель, соединенный с преобразователем, реализующим дискретное преобразование Фурье, вход запуска преобразователя соединен со вторым выходом тактового генератора, выход преобразователя через блок цифровой фильтрации подключен ко входу блока вычисления среднеквадратических значений ускорений, выход которого соединен с третьим входом блока памяти, выход блока памяти подключен к формирователю пакета данных, вход управления которого соединен с блоком принятия запросов от внешних устройств, а выход формирователя пакета данных подключен ко входу блока передачи данных.