SU1141340A1 - Измеритель приращени скорости - Google Patents

Abstract

ИЗМЕРИТЕЛЬ ПРИРАЩЕНИЯ СКО РОСТИ автоколебательного типа, содержащий ключ, источник стабильного тока, генератор, триггер, ревесивный счетчик, причем счетный вход реверсивного счетчика подключен к выходу генератора, а выкод ключа подключен к цепи с братной св зи чувствительного элемента, выход источника стабильного тока подключен к первому входу ключа, отличающийс  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, в него введены схема формировани  знака функции, выполненна  на первом элементе И, схеме сравнени , счетчике, инверторе, первом триггере и первом счетчике ИЛИ, регистр, мультиплексор, второй счетчик, устройство синхронизации, выполненное на делителе частоты с переменньгм коэффициентом делени , втором, и третьем триггерах и втором элементе И, формирователь импульсов переписи , второй элемент ИЛИ, пороговый элемент, вход которого подключен к выходу чувствительного элемента, а второй и первый выходы подключены соответственно к третьему и второму входам ключа, соединенного с первым входом первого элемента И, с управл ющим входом реверсивного счетчика и, с входом формировател  км-цульсов переписи, выход которого подключен к R-входу счетчика, к R-входу реверсивного счетчика и через первый вход второго элемента И к входу записи регистра,а также к R-входу первого триггера,выход генератора подключен к второму входу первого элемента И, выход которого через счетчик подключен к первым входам схемы сравнени , выход которой соединен с третьим входом первого элемента И, а также через инвертор подключен к Б-входу первого триггера и к первому входу первого элемента ИЛИ,, второй вход которого подключен к выходу триггера, выход реверсивного счетчика через регистр подключен к информативным входам о чт мультиплексора, входы управлени  которого подключены к выходам второго счетчика, R-вход которого соединен с R-входом третьего триггера и со счетным вход ом,подключенным к выходу делител  частоты с переменным коэффициентом делени , второго триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и далее через второй вход второго элемента И подключен к входу записи регистра, соединенному со счетным входом третьего триггера, выход которого подключен к R-входу второго триггера, ЕХ) счетный вход делител  частоты с переменным коэффициентом делени  сое4:: динен со счетным входом второго счетчика , первый вход второго элемента ИЛИ, счетный вход второго счетчика и входы управлени  делител  частоты с переменным коэффициентом делени   вл ютс  соответс-рвенно первым,вторым и третьим входами устройства, а выходы элемента ИЛИ, мультиплексора и делител  частоты с переменным коэффициентом делени   вл ютс  соответственно первым, ВТОЕЖЛМ и третьим выходами устройства,.вторые входы схемы сравнени   вл ютс  чет- . вертым входом устройства.

Description

Изобретение относитс  к±ехнике измерени  неэлектрических величин и может быть использовано дл  измерени  ускорений и приращений скоростей .

Известен акселерометр, содержащий измерительно-преобразовательную головку, триггер,п ть элементов И, элемент ИЛИ, схему задержки , два двоичных счетчика, схему переноса пр мого и обратного кода

С1.

Недостатком устройства  вл етс  невозможность работы на одноканальное егистриру-ющее устройство по принципу опрос-считывание одного раз р да информации, так как устройство выдает на выходе только параллельный двоичный код, а вследствие этого невозможность считывани  инф .ормации в режиме временного уплотнени . Кроме того, устройство,не может работать с аналоговым датчиком и имеет ограниченные функциональные возможности. 1

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и функциональному назначению  вл етс  цифровой интегрирующий акселерометр, содержащий чувствительный элемент, первый,второй,третий ключи,стабилизированный источник тока,первый и Ъторой генераторы, усилитель, триггер Шмитта, триггер и реверсивный счетчик, входы Ч которого соединены с выходами триггера и входом третьего ключа, йыход которого включен в обратную св зь чувствительного элемента, а второй вход подключен к выходу стабилизированного источника тока, выход чувствительного элемента подключен к усилителю , второй вход которого через вход первого генератора соединен с емкостным преобразователем неравновеси  чувствительного элемента , выход усилител  через триггер Шмитта подключен к первым входам первого и второго ключей, вторые входы KOTOjxJX вместе с выходом второго генератора подключен к счетному входу реверсивного счетчика,выходы первого и второго ключей подсоединены к триггеру И.

Недостатком извес5 ного устройства  вл етс  невозможность работы га одноканальные регистрирующие устройства с малым временем открыти  канала по принципу опрос-считывание одного разр да информации, так как устройство выдает на выходе только параллельный двоичный код, а вследствие этого невозможность считывани  информации в режиме уплотнени .Крое того, устройство не несет инфорации о знаке ускорени  или скороти , а, именно замедление или ускорение , а также не имеет синхронного управлени  дл  передачи информации в параллельный канал, что снжает точность воспроизведени  измер емой функции. Устройство не имее тактового обнулени  за период автоколебаний реверсивного счетчика, что приводит к большим габаритам самого счетчика, так как он только накапливает сумму разностей тактовых импульсов периода автоколебаний . Устройство имеет также низкие функциональные возможности.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в измеритель приращени  скорости, содержащий чувствительный элемент, ключ, Источник стабилного тока, генератор, триггер,реверсивный счетчикj причем счетный вход реверсивного счетчика подключен к выходу генератора,д выход ключа подключен к цепи обратной свзи чувствительного элемента, выход источника стабильного тока подключен к первому входу ключа, введены схема формировани  знака функции, выполненна  на первом элементе И, схеме сравнени , счетчике, инверторе , первом триггере и первом элементе ИЛИ, регистр, мультиплексор, второй счетчик, устройство синхронзации , выполненное на делителе частоты с переменнЕлм коэффициентом делени , второй и третьем триггера и втором элементе И, формирователь импульсов переписи, второй элемент ИЛИ, пороговый элемент, 1вход которго подключен к выходу чувствительного элемента, а второй и первый выходы подключены соответственно к третьему и второму входам ключа, соединенного с первым входом первого элемента И, управл ющим входом реверсивного счетчика и с входом формировател  импульсов переписи, выход которого подключен к R-входу реверсивного счетчика и через первый вход второго элемента И к вход записи регистра, а также к R-входу первого триггера, выход генератора подключен к второму входу первого элемента И, выход которого через счетчик подключен к первым входам схемы сравнени , выход которой соединен с третьим входом первого элемента И, а также через инвертор подключен к S входу первого триггера и к первому входу первого элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу триггера, выход реверсивного счетчика через регист прдключен к информативным входам мультиплексора, входы управлени  которого подключены к выходам второго счетчика, R-вход которого

I соединен с R-входом третьего триггера и- со счетным входом, подключенным к выходу делител  частоты с переменным коэфиициентом делени , второго триггера, выход кото

рого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и далее через второй вход второго элемента И подключен к входу записи регистра соединенному со счетным входом тртьего триггера, выход которого подключен к R-входу второго триггера , счетный вход делител  частоты с переменным коэффициентом делени  соединен со счетным входом второго счетчика;, первый вход второго элемента ИЛИ, счетный вход второго счетчика и входы управлени  делител  частоты с переменным коэффициентом делени   вл ютс  соответственно первым, вторым и третьим входами устройства,а выходы элемента ИЛИ, мультиплексора и делител  частоты с переменным коэффициентом делени   вл ютс  соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства, вторые . схемы сравнени   вл ютс  четвертым входом устройства .

Устройство может работать на цифровое регистрирующее устройство с выдачей информации параллельным кодом и на одноканальные регистрирующие устройства с очень малым временем открыти  с выдачей информации в канал последовательным кодом, выдача каждого разр да которого производитс  поразр дно с каждый приходом опросного импульса , а также с выдачей информации в канал автоматически последовательным кодом от одного опросного импульса во временном уплотнении и, кроме того, с выдачей информации о знаке движени .

На чертеже представлена функциональна  схема предлагаемого устройства .

Измеритель приращени  скорости содержит чувствительный элемент 1 пороговый элемент 2, источник 3 стабильного тока, ключ 4, генера тор 5, формирователь б импульсов переписи, элемент И 7, реверсивный счетчик 8, вторую схему И 9, счетчик 10, регистр 11, второй счетчик 12, схему 13 сравнени , мультиплексор 14, делитель 15 частоты с переменным коэффициентом делени , второй 16 и третий 17 триггеры, инвертор 18, первый триггер 19, первый 20 и второй 21 элементы ИЛИ, первый 22, второй 23, третий 24 и Четвертый 25 входы гервый 26, второй 27 и третий 28 выходы устройства.

Счетный вход реверсивного счетчика 8 подключен к цепи обратной . св зи чувствительного элемента 1, выход источника 3стабильного тока подключен к первому ключу 4, вход

порогового элемента 2 подключен к выходу чувствительного элемента 1, а второй и первый выходы подключены соответственно к третьему входу ключа 4 и к второму входу ключа 4, соединенному с первым входом первого элемента И 7, с управл ющим входом реверсивного счетчика 8 и входом формировател  6 импульсов переписи, выход которого

5 подключен к R-входу счетчика Ю, к R-входу реверсивного счетчика 8 и через первый вход второго элемента И 9 - к входу записи С регистра 11, а также к R-входу первого триггера 19, выход генератора 5 подключей к второму входу первого элемента И 7, выход которого через счетчик 10 подключен к первым входам схемы -IJ сравнени , выход которой соединен с третьим входом первого элемента И 7, а также через инвертор 18 подключен к S-входу первого триггера 19 и к первому входу первого элемента ИЛИ-20, второй вход которого подключен к выходу первого тригера 19. Выход ре . версивного счетчика 8 через регистр 11 подключен к информативным входам мультиплексора 14, входы управлени 

5 которого подключены к выходам второго счетчика 12, R-вход которого соединен с Н-входом третьего триггера 17 и со счетн-ым входом, подключенным к выходу делител  15 частоты с переQ менным коэффициентом делени , второго триггера 16, выход которого через второй вход второго элемента И 9 подключен к входу записи регистра 11, соединенному со счетным входом третьего триггера 17,выход которого подключен к R-входу второго триггера 16. Счетный вход делител  15 частоты с переменным коэффициентом делени  соединен со счетным входом второго счетчика 12.Первый вход второго элемента ИЛИ 21, счетный вход второго счетчика 12 и вход управлени  делител  15 частоты с переменньм коэффициентом делени   вл ютс  соответственно первым 22,

5 вторым 23 и третьим 24 входами устройства , а выходы элемента ИЛИ 20, мультиплексора 14 и делител  15 частоты с переменным коэффициентом делени   вл ютс  соответственно первым 26, вторым 27 и третьим 28 выходами устройства, вторые входы 25 схемы 13 сравнени   вл ютс  четвертым входом устройства.

Работа устройства заключаетс 

5 в следующем.

В исходном состо нии после обнулени  всей схемы входное воздействие отсутствует, чувствительный элемент 1 находитс  в режиме автоколебаний со скважностью Q 2, что определ етс  неустойчивым состо нием системы, состо щей из чувствительного элемента 1, порогового элемента 2, ключа 4 и источника 3 стабильного тока. На выходе реверсивного счетчика 8 информаци  отсутствует.

Пороговый элемент 2 может быть выполнен на двух компараторах. Ключ 4 представл ет собой электронный ключ выполненный на четырех или двух транзисторах , и предназначен дл  изменени  направлени  тока в цепи обратной св зи чувствительного элемента 1 в зависимости от включенного компаратора , вход щего в состав порогового элемента 2.

Информаци  на первом, втором, третьем и четвертом входах отсутствует , выходна  информаци  также отсутствует.

При наличии входного воздействи  с первого выхода порогового элемента 2 снимаютс  широтно-импульсные модулированные сигналы с посто нным периодом следовани , что определ етс  порогом срабатывани  порогового элемента 2 и током стабильного источника 3 через ключ 4 в цепи обратной св зи чувствительного элемента 1, а также разным временем прохождени  одного и того же пути ма тником чувствительного элемента 1 при совпадении направлени  хода с направлением воздействи  и при несовпадении направлени  хода ма тника с направлением входного воздействи .

Широтно-импульсные моделированные сигналы поступают на вход управлени  реверсивного счетчика 8, а на его счетный вход поступает импульсна  последовательность с генератора 5. Реверсивный счетчик накапливает разность импульсов генератора 5,прошедших на его счетный вход ± | за период автоколебаний. Накопленна  разница пропорциональна значению ускорени  за период автоколебаний. Разница импульсов генератора 5 в реверсивном счетчике 8 накапливаетс  за счёт суммировани  импульров генератора 5 во врем  действи  длительности импульса по управл ющему входу реверсивного счетчика 8 и вычитани  из полученной суммы импульсов генератора 5 при воздействии паузы на управл ющий вход реверсивного счетчика 8 за период автоколебаний .

После каждого периода автоколебаний реверсивный счетчик обнул етс  с формировател  б импульсов переписи , а информаци  с него переписываетс  в регистр 11 по каждому сигналу с формировател  б импульсов переписи при наличии логической единицы на первом входе 22 устройства . Этим обеспечиваетс  невозможность опроса реверсивного счетчика 8 в момент его счета, так как опрашиваетс  только регистр 11, а это значительно повышает достоверность снимаемой информации, так как

в момент счета реверсивного счетчика 8 она не соответствует измер емой величине .

В данном случае описан режим

параллельного съема информации на многоканальное регистрирующее устройство .

В режиме мультиплексировани  выходной информации и временного уплот нени  на первом входе 22 устройства .должен присутствовать логический ноль. На третьем входе 24 устройства устанавливаетс  код, на единицу больший разр дности регистра 11. При поступлении сигналов Опрос на второй вход 23 устройства на выходе делител  частоты с переменным коэффициентом делени  выдел етс  им-пульс , номер которого соответствует

установленному коэффициенту делени . Этот импульс будет  вл тьс  меткой начала слова на третьем выходе 28 устройства. Тот же импульс возводит в единичное состо ние второй триггер 16 и разрешает перепись по сигналу с формировател  6 импульсов переписи через второй элемент И 9 информации с формировател  6 импульса переписи, это разрешение через третий триггер 17 снимаетс  и информаци  на регистре стоит неизменно до прихода следукщего импульса с делител  15 частоты с переменным коэффициентом делени  15,

Импульсами, поступающими на второй вход 23 устройства, информаци  с регистра 11 через мультиплексор 14 считываетс  на второй выход 27 устройства последовательным кодом. После окончани  считывани  информации в канал поразр дно с час.тотой импульсов опроса, поступающих на второй вход 23 устройства, процесс повтор етс . Перепись информации в регистр 11 в данном режиме производитс  не с каждым тактом автоколебаний , а с каждым импульсом, выделенным делителем 15 частоты с переменным коэффициентом делени , а перепись их на второй выход 27

0 устройства в паузе между импульсами , вышедшими с делител  15 частоты с переменным коэффициентом делени  - опросными импульсами. Кз этого услови  выбираетс  коэффициент делени  делител  15 частоты

с переменным коэффициентом делени9г которых на едиицу больше разр дности регистра 11..

В режиме мультиплексировани  с временным уплотнением подаетс  кратковременно единичный уровень на второй вход 22 устройства, чем , производитс  перепись информации из реверсивного счетчика 8 в регистр 11, а на второй вход 23 устсойства подаетс  высока  частота которой информаци  из регистра через мультиплексор списываетс  на второй выход 27 .устройства (схема устройства синхронизации в данном случае на работу устройства не вли ет) Информаци  о знаке движени  формируетс  схемой формировани  знака функции. Дл  этого на вторых входах схемы сравнени  (четвертом входе 25 устройства) устанавливаетс  код, равный количеству импульсов генератора 5 на единицу больше, чем количество импульсов заполнени  длительности импульса при .скважности автоколебаний, равной двум. При отрицательном широтно-импульсном модулированном сигнале (скважности больше двух) срабатывание схемы 13 сравнени  не происходит и триггер 19 не возводитс  в единичное состо ние , информаци  на первом выходе 26 устройства отсутствует, что соответствует, например,замедлению . При скважности автоколебаний меньше двух срабатываетсхема 13 сравнени  и взводитс  триггер 19, следовательно, на первом выходе 26 устройства по вл етс  информаци , например ускорение. При отсутствии движени  - скважности автоколебаний, равной двум, информаци  ,на первом выходе 26 устройства также отсутствует, но в данном случае отсутствует и информаци  на втором .выходе 27 устройства , что в совокупности соответствует информации об отсутствии движени  объекта.

Введение в известное устройство новых элементов и совокупгтости их св зей позволило расширить функциональные возможности предлагаемого устройства путем обеспечени  возможности выполнени  .дополнительно двух новых функций при неизменном количестве оборудовани  и увеличить точность измерени  входной величины исключением возможности опроса устройства в момент счета реверсивного ,счетчика.

Claims (1)

1. ИЗМЕРИТЕЛЬ ПРИРАЩЕНИЯ СКОРОСТИ автоколебательного типа, содержащий ключ, источник стабильного тока, генератор, триггер, ревесивный счетчик, причем счетный вход реверсивного счетчика подключен к выходу генератора, а выход ключа подключен к цепи обратной связи чувствительного элемента, выход источника стабильного тока подключен к первому входу ключа,' отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены схема формирования знака функции, выполненная на первом элементе И, схеме сравнения, счетчике, инверторе, первом триггере и первом счетчике ИЛИ, регистр, мультиплексор, второй счетчик, устройство синхронизации, выполненное на делителе частоты с переменным коэффициентом деления, втором, и третьем триггерах и втором элементе И, формирователь импульсов переписи, второй элемент ИЛИ, пороговый элемент, вход которого подключен к выходу чувствительного элемента, а второй и первый выходы подключены соответственно к третьему и второму входам ключа, соединенного с первым входом первого элемента И, с управляющим входом рёверсивного счетчика и, с входом формирователя им-цульсов переписи, выход которого подключен к R-входу счетчика, к R-входу реверсивного счетчика и через первый вход второго элемента И к входу записи регистра,а также к R-входу первого триггера,выход генератора подключен к второму входу первого элемента И, выход которого через счетчик подключен к первым входам схемы сравнения, выход которой соединен с третьим входом первого элемента И, а также через инвертор подключен к S-входу первого триг гера и к первому входу первого элемента ИЛИ,, второй вход которого под ключен к выходу триггера, выход ре версивного счетчика через регистр подключен к информативным входам мультиплексора, входы управления которого подключены к выходам второго счетчика, R-вход которого соединен с R-входом третьего триггера и со счетным входом(Подключенным к выходу делителя частоты с переменным коэффициентом деления, второго триггера, выход которого соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ и далее че рез второй вход второго элемента И подключен к входу записи регистра, соединенному со счетным входом третьего триггера, выход которого подключен к R-входу второго триггера, счетный вход делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединен со счетным входом второго счетчика , первый вход второго элемента ИЛИ, счетный вход второго счетчика и входа управления делителя частоты с переменным коэффициентом деления являются соответственно первым,вторым и третьим входами устройства, а выхода элемента ИЛИ, мультиплексора и делителя частоты с переменным коэффициентом деления являются соответственно первым, вторым и третьим выходами устройства, вторые входа схемы сравнения являются четвертым входом устройства.