SU1163271A1 - Correlation-type velocity meter - Google Patents

Correlation-type velocity meter Download PDF

Info

Publication number
SU1163271A1
SU1163271A1 SU843706320A SU3706320A SU1163271A1 SU 1163271 A1 SU1163271 A1 SU 1163271A1 SU 843706320 A SU843706320 A SU 843706320A SU 3706320 A SU3706320 A SU 3706320A SU 1163271 A1 SU1163271 A1 SU 1163271A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
outputs
output
integrator
shift register
Prior art date
Application number
SU843706320A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Германович Матюнин
Алексей Андреевич Калмыков
Алевтина Вячеславовна Матюнина
Николай Александрович Дядьков
Original Assignee
Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова filed Critical Уральский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority to SU843706320A priority Critical patent/SU1163271A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1163271A1 publication Critical patent/SU1163271A1/en

Links

Abstract

КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ, содержащий два датчика, два формировател , вькод первого из которых соединен с информационным входом регистра сдвига, два трехвходных блока логического умножени , входы первого из которых соединены с пр мыми, выходами второго формировател , регистра сдвига и одной из предоконечных  чеек регистра, а выходы второго - с инверсными выходами второго формировател , регистра сдвига и одной из предоконечных  чеек регистра, пр мой выход которого соединен с первым блоком логического умножени , выходы этих блоков соединены с выходами двух логических схем ИЛИ, выходы которых подключены к входам интегратора , соединенного с управл ющим входом генератора тактовых иьшульсов , выход которого подключен к синхронизирующим входам  чеек регистра сдвига, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точноети и надежности, каждый формирователь содержит компаратор, интеграСЛ тор и источник опорного напр жени , причем выход компаратора соединен с первым входом интегратора, второй вход которого подключен к источнику опорного напр жени , выход интегратора соединен с первым входом компаратора , второй вход которого  вл етс  входом формировател .A CORRELATION SPEED METER containing two sensors, two formers, the code of the first of which is connected to the information input of the shift register, two three-input logical multiplication blocks, the inputs of the first of which are connected to the direct, outputs of the second forwarder, shift register and one of the pre-end register cells, and the outputs of the second one with inverse outputs of the second driver, shift register and one of the pre-final cells of the register, the direct output of which is connected to the first logical multiplication unit, the outputs These blocks are connected to the outputs of two OR logic circuits, the outputs of which are connected to the inputs of the integrator connected to the control input of the clock pulse generator whose output is connected to the synchronization inputs of the shift register cells, characterized in that, in order to increase accuracy and reliability, each driver contains a comparator, an integrator and a source of reference voltage, with the output of the comparator connected to the first input of the integrator, the second input of which is connected to the source of the reference voltage, the output and integrator connected to a first input of the comparator, the second input of which is input shaper.

Description

1 Изобретение относитс  к измерительной технике и предназначено дл  измерени  линейной скорости объектов и проходимого ими пути. Известно устройство дл  измерени  скорости, использующее коррел  ционный метод измерени  скорости Однако в этом устройстве применены два аналого-цифровых преобразовател  и два сдвиговых регистра, что приводит к усложнению аппаратуры . Наиболее близким к изобретению I  вл етс  коррел ционный измеритель скорости, содержащий два усилител ограничител  входных сигналов,выход первого из которьк соединен с информационным входом регистра сдвига два трехвходньгх блока логического умножени , входы первого из которы соединены с пр мыми выходами второго усилител -ограничител , регистра сдвига и одной из предоконечной  чеек регистра, а входы второго с инверсными выходами второго усилител -ограничител , регистра сдвига и одной из предоконечной  чеек регистра, пр мой выход которой соед нен с первым блоком логического умножени  . Выходы блоков логического умножени  соединены с входами двух логических элементов ИЛИ, выходы которых подключены к входам интегратора , соединенного с управл ющим входом генератора тактовых импульсов , выход которого подключен к синхронизирующим входам  чеек регистра сдвига. Счетчик импульсов соединен с выходом генератора такто вых импульсов С2.Однако в известном устройстве с посто нным порогом формировани  сигнум-сигналов форма дискриминационной характеристики (крутизна и ширина апертуры дискриминатора),а соответственно, точность измерени  скорости объекта и веро тность срыв слежени , характеризующа  надежност измерени  скорости, завис т от статистических характеристик информационных сигналов, поступающих на входы усилителей-ограничителей и П11ивод щих к изменению среднего зна чени  сигнум-сигналов на их выходах Целью изобретени   вл етс  повышение точности и надежности измерени  скорости путем формировани  сигнум-сигналов с заданной средней 12 скважностью, привод щих к увеличению крутизны и ширины апертуры дискриминационной характеристики. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в коррел ционном измерителе скорости, содержащем два датчика , два формировател  сигнум-сигналов , выход первого из которых соединен с информационным входом регистра сдвига, два трехвходных блока логического умножени , входы первого из которых соединены с пр мыми выходами второго формировател  сигнум-сигналов , регистра сдвига и одной из предоконечной  чеек регистра, а входы второго - с инверсными выходами второго формировател  сигнум-сигнало .в, регистра сдвига и одной из предоконечных  чеек регистра,пр мой выход которого соединен с первым блоком логического умножени , выходы блоков соединены с выходами двух логических схем ИЛИ, выходы которых подключены к входам интегратора,соединенного с управл ющим входом генератора тактовых импульсов,выход которого подключен к синхронизирующим входам  чеек регистру сдвига, счетчик импульсов соединен с выходом генератора тактовых импульсов, каждый формирователь содержит компаратор , интегратор и источник опорного напр жени , причем выход компаратора , соединен с первым входом интегратора, второй вход которого подключен к источнику опорного напр жени , выход интегратора соединен с первым входом компаратора, второй вход которого  вл етс  входом формировател . На чертеже приведена функциональна  схема предложенного коррел ционного измерител  скорости. Устройство содержит компараторы 1 и 2, делители напр жений R и R интеграторы 3 и 4, регистр 5 сдвига, блоки 6 и 7 логического умножени , логические элементы ШИ 8 и 9, интегратор 10, управл емый (по частоте) генератор 11 тактовых импульсов, счетчик 12 импульсов. Каждьй блок логического умножени  состоит из двух логических элементов И 13 и 14, 15 и 16. Устройство работает следуюищм образом. На входы измерител  поступают информационные сигналы x(t) и1 The invention relates to a measurement technique and is intended to measure the linear velocity of objects and the path they pass. A device for measuring speed using a correlation method for measuring speed is known. However, this device uses two analog-digital converters and two shift registers, which leads to a complication of equipment. Closest to the invention I is a correlation velocity meter containing two input limiter amplifiers, the output of the first of which is connected to the information input of the shift register, two three-input logical multiplication units, the inputs of the first of which are connected to the direct outputs of the second amplifier-limiter register one of the pre-terminal cells of the register, and the inputs of the second with inverse outputs of the second amplifier limiter, the shift register and one of the pre-terminal cells of the register, direct output to The connection is connected to the first logical multiplication block. The outputs of the logic multiplication units are connected to the inputs of two OR logic elements, the outputs of which are connected to the inputs of the integrator connected to the control input of the clock generator, the output of which is connected to the clock inputs of the shift register cells. The pulse counter is connected to the output of the clock pulse generator C2. However, in a known device with a constant threshold for generating signal signals, the form of the discriminatory characteristic (slope and width of the discriminator aperture) and, accordingly, the accuracy of measuring the object velocity and the probability of tracking failure, which characterizes the reliability of measurement speeds depend on the statistical characteristics of the information signals arriving at the inputs of the limiting amplifiers and A11 leading to a change in the mean value of the signal-signal in their outputs The aim of the invention is to improve the accuracy and reliability of the velocity measurement by generating signal signals with a predetermined average 12 duty cycle, leading to an increase in the steepness and width of the aperture of the discriminatory characteristic. The goal is achieved by the fact that in a correlation velocity meter containing two sensors, two signaling signal generators, the output of the first of which is connected to the information input of the shift register, two three-input logic multiplication blocks, the inputs of the first of which are connected to the direct outputs of the second imaging unit the signal-signals, the shift register and one of the pre-terminal cells of the register, and the inputs of the second - with the inverse outputs of the second signaling signal generator., the shift register and one of the pre-final cells of the reg The source, the direct output of which is connected to the first logic multiplication unit, the outputs of the blocks are connected to the outputs of two OR logic circuits, the outputs of which are connected to the inputs of the integrator connected to the control input of the clock generator, the output of which is connected to the shift register from the clock inputs of the cells, counter the pulses are connected to the output of the clock pulse generator, each driver contains a comparator, an integrator and a source of reference voltage, the output of the comparator being connected to the first input of the integra Ator, the second input of which is connected to a source of reference voltage, the integrator output is connected to the first input of the comparator, the second input of which is input shaper. The drawing shows a functional diagram of the proposed correlation velocity meter. The device contains comparators 1 and 2, voltage dividers R and R integrators 3 and 4, shift register 5, blocks 6 and 7 of logical multiplication, logical elements SHI 8 and 9, integrator 10, controlled (in frequency) generator 11 clock pulses, counter 12 pulses. Each logical multiplication block consists of two logical elements AND 13 and 14, 15 and 16. The device operates as follows. Information signals x (t) and

. 3. 3

xCt+T) с датчиков (не показаны) с относительным временным сдвигом L равным транспортному запаздыванию. Сигнал x(t) поступает на вход компаратора 1. Опорное напр жение, подаваемое на компаратор, задает уровень сигнум-сигнала на его выходе , С выхода компаратора 1 сигнум-сигнал поступает на вход интегратора 3, собранного по дифференциальной схеме, на второй вход которого подают часть опорного напр жени  с делител  R,, задающего требуемую скважность сигнум-сигналов .xCt + T) with sensors (not shown) with a relative time shift L equal to the transport delay. The signal x (t) is fed to the input of the comparator 1. The reference voltage applied to the comparator sets the level of the signal-signal at its output. From the output of the comparator 1, the signal-signal is fed to the input of the integrator 3, assembled in a differential circuit, to the second input of which a portion of the reference voltage is supplied from the divider R ,, which specifies the required duty cycle of the signal signals.

В интеграторе 3 происходит сравнение входных сигналов (среднее значение сигнум-сигнала с опорным). При изменении среднего значени  сигнум-сигнала (или скважности) по вл етс  сигнал рассогласовани , который с выхода интегратора 3 подаетс  на второй вход компаратора 1 и измен ет порог формировани  сигнум-сигналов до тех пор, пока сигнал рассогласовани  не станет равны нулю, т.е. пока не установитс  требуема  скважность сигнум-сигналов йа выходе компаратора 1.In integrator 3, the input signals are compared (the average value of the signal with the reference signal). When the mean value of the signal-signal (or duty ratio) changes, a mismatch signal appears, which from the output of integrator 3 is fed to the second input of comparator 1 and changes the threshold of forming the signal-signals until the error signal equals zero, t. e. until the required duty cycle of the signal signals of the output of comparator 1 is established.

Аналогично поддерживаетс  заданна  скважность во втором канале, собранном на компараторе 2, интеграторе Л и делителе Rj.Similarly, a given duty cycle is maintained in the second channel, assembled on comparator 2, integrator L and divider Rj.

Сигнум-сигнал с выхода компаратора 1 задерживаетс  регистром 5 сдвига на врем , определ емое числом его  чеек и частотой следовани  тактовых имггульсов.The signal from the output of the comparator 1 is delayed by the shift register 5 for the time determined by the number of its cells and the frequency of the following clock pulses.

На входы злемента И 13 подаютс  импульсы с пр мых выходов сдвигающего регистра 5 и компаратора 2, а на входы элемента И 15 - импульсы с инверсных выходов тех же элементов схемы. При совпадении соответствующих импульсов во времени на выходе элемента И 13 и 15 по вл ютс  импулсные напр жени . Эти напр жени  поступают на входы элемента ИЛИ 8 с его выхода - на первый вход интегратора 10.Pulses from the direct outputs of the shift register 5 and the comparator 2 are fed to the inputs of the terminal 13, and pulses from the inverse outputs of the same circuit elements to the inputs of the element 15. When the corresponding pulses coincide in time at the output of the element And 13 and 15, impulse voltages appear. These voltages are fed to the inputs of the element OR 8 from its output — to the first input of the integrator 10.

На входы элемента И 14 подаютс  импульсы с пр мьк выходов одной из предоконечных  чеек регистра 5 сдвига и компаратора 2, а на входы элемента И 16 - импульсы с инверсных выходов тех же элементов схемы..При совпадении соответствующих импульсо во времени на выходе элементов И 14The inputs of the element 14 are pulsed from the direct outputs of one of the pre-final cells of the 5 shift register and the comparator 2, and the inputs of the element 16 are pulses from the inverse outputs of the same circuit elements. When the corresponding pulses coincide in time at the output of the elements 14

632714632714

и 16 по вл ютс  импульсные напр жени . Эти напр жени  поступают на входы элемента ИЛИ 9 и с его выхода - на второй вход интегратора 10. 5 Интегратор 10 выполнен по дифференциальной схеме, т.е. он производит не только усреднение сигналов, поступающих с выходов элементов 8 и 9, но и их вычитание. С помощью элементов И 13 и 15, ИЛИ ( и интегратора 10, а также элементов И 14 и 16, ИЛИ 9 и интегратора 10 формируютс  значени  знаковых коррел ционных функций, макси15 мумы которых сдвинуты на врем  прохождени  сигнала между одной из предоконечных и последней  чейками регистра 5.and 16 pulsed voltages occur. These voltages are fed to the inputs of the element OR 9 and from its output to the second input of the integrator 10. 5 The integrator 10 is made according to a differential circuit, i.e. it produces not only averaging of signals from the outputs of elements 8 and 9, but also their subtraction. Using the elements AND 13 and 15, OR (and the integrator 10, as well as the elements AND 14 and 16, OR 9 and the integrator 10, the values of the sign correlation functions are formed, the maxima of which are shifted by the signal passing time between one of the predetermined and last cells of the register five.

В установившемс  режиме разность In steady state, the difference

20 напр жений на входах интегратора 10 равна нулю. Если измер ема  величина скорости измен етс , то изме Н етс  и величина временного сдвига между входными сигналами, при этом The 20 voltages at the inputs of the integrator 10 are zero. If the measured velocity value changes, then the time shift between the input signals changes, and

25 равновесие след щей системы нарушаетс .25, the equilibrium of the follow system is disturbed.

На выходе интегратора 10, соединенного с управл ющим входом генератора 11 тактовых импульсов, измен етс  напр жение, которое, воздейству  на генератор 11, выход которого подключен к синхронизирующим входам  чеек регистра 5, вызывает изменение частоты тактовых импульсов, а 5 следовательно, и врем  задержки сигнала в регистре 5 до тех пор, пока разность сигналов на входах интегратора 8 не будет равна нулю. При этом частота тактовых импульсов про0 порциональна величине измер емой скорости, а суммарное количество импульсов, накопленных счетчиком 12 импульсов, пропорционально пути, пройденному объектом, скорость 5 которого измер етс .The output of the integrator 10 connected to the control input of the clock pulse generator 11 changes the voltage, which, acting on the generator 11, the output of which is connected to the clock inputs of the register 5 cells, causes a change in the frequency of the clock pulses, and therefore the delay time signal in register 5 until the difference of signals at the inputs of the integrator 8 is equal to zero. At the same time, the frequency of clock pulses is proportional to the magnitude of the measured speed, and the total number of pulses accumulated by the pulse counter 12 is proportional to the path traveled by the object, whose speed 5 is measured.

По сравнению с известным предлагаемое устройство повьш1ает точность измерени  скорости за счет увеличени  крутизны дискриминационной 0 характеристики, повьшает надежность измерени  скорости за счет уменьшени  веро тности срыва слежени .Compared to the known, the proposed device improves the accuracy of speed measurement by increasing the slope of the discriminative characteristic, increases the reliability of the speed measurement by reducing the probability of tracking failure.

Из-за нелинейных искажений в при5 емком тракте и изменени  законаDue to non-linear distortions in the near capacitive path and changes in the law

распределени  информационного сигнала при посто нном пороге формиро . вани  сигнум-сигнала веро тности по влени  информационного сигналаdistribution of the information signal at a constant threshold formatiro. Signum-signal probability of occurrence of the information signal

вьше или ниже установленного порога мен ютс . Это приводит к тому, что среднее значение сигнум-сигнала не равно нулю, что ухудшает точность и надежность измерени  скорости , а также приводит к зависимости указанных характеристик от параметров информационного сигнала , т.е. к уменьшению стабильности работы измерител .above or below the set threshold vary. This leads to the fact that the average value of the signal signal is not zero, which degrades the accuracy and reliability of the velocity measurement, and also leads to the dependence of these characteristics on the parameters of the information signal, i.e. to reduce the stability of the meter.

Вследствие датчиков сигналы x(t) и x(t+LO могут отличатьс  как масштабными множител ми,так и по форме. Тогда при посто нных порогах формировани  сигнум-сигналов длительности положительныхDue to the sensors, the signals x (t) and x (t + LO can differ both in scale multipliers and in shape. Then, with constant thresholds for the formation of signal signals of duration

и отрицательных значений сигнумсигналов в каналах пр мого и задержанного сигналов будут различны , что приведет к декоррел ции этих сигналов и увеличит ошибку измерени  скорости.and the negative values of the signal signals in the direct and delayed channels will be different, which will lead to decorrelation of these signals and increase the speed measurement error.

Таким образом, подстраива  пороги ограничени  в каждом из каналов так, чтобы средн   скважность сигнум-сигналов равн лась двум, повьш1ают стабильность работы измерени  за счет уменьшени  вли ни  нелинейных искажений в приемномThus, adjusting the limiting thresholds in each of the channels so that the average duty cycle of the signal signals is two, increases the stability of the measurement by reducing the effect of non-linear distortions in the receiver.

тракте, изменени  закона распределени  информафюнного сигнала и неидентичности каналов.path, changes in the law of distribution of the information signal and non-identical channels.

кЦП}mCP}

Claims (1)

КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ, содержащий два датчика, два формирователя, выход первого из которых соединен с информационным входом регистра сдвига, два трехвходньи блока логического умножения, входы первого из которых соединены с прямыми - выходами второго формирователя, регистра сдвига и одной из предоконечных ячеек регистра, а выходы второго - с инверсными выходами второго формирователя, регистра сдвига и одной из предоконечных ячеек регистра, прямой выход которого соединен с первым блоком логического умножения, выходы этих блоков соединены с выходами двух логических схем ИЛИ, выходы которых подключены к входам интегратора, соединенного с управляющим входом генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к синхронизирующим входам ячеек регистра сдвига, отличающийся тем, что, с целью повышения точноети и надежности, каждый формирователь содержит компаратор, интегратор и источник опорного напряжения, причем выход компаратора соединен с первым входом интегратора, второй вход которого подключен к источнику опорного напряжения, выход интегратора соединен с первым входом компаратора, второй вход которого является входом формирователя.A CORRELATION SPEED MEASURER comprising two sensors, two formers, the output of the first of which is connected to the information input of the shift register, two three-input logical multiplication units, the inputs of the first of which are connected to the straight lines - the outputs of the second former, shift register and one of the terminal cells of the register, and the outputs of the second - with the inverse outputs of the second shaper, the shift register and one of the pre-terminal cells of the register, the direct output of which is connected to the first block of logical multiplication, the outputs of these blocks connected to the outputs of two logical circuits OR, the outputs of which are connected to the inputs of an integrator connected to the control input of a clock generator, the output of which is connected to the synchronizing inputs of the cells of the shift register, characterized in that, in order to increase accuracy and reliability, each shaper contains a comparator , an integrator and a reference voltage source, wherein the output of the comparator is connected to the first input of the integrator, the second input of which is connected to a reference voltage source, the output of the integrator n to a first input of the comparator, the second input of which is the input of the former. .. SU „„ 1163271.. SU „„ 1163271
SU843706320A 1984-02-28 1984-02-28 Correlation-type velocity meter SU1163271A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843706320A SU1163271A1 (en) 1984-02-28 1984-02-28 Correlation-type velocity meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843706320A SU1163271A1 (en) 1984-02-28 1984-02-28 Correlation-type velocity meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1163271A1 true SU1163271A1 (en) 1985-06-23

Family

ID=21105662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843706320A SU1163271A1 (en) 1984-02-28 1984-02-28 Correlation-type velocity meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1163271A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент US № 4167330, кл. G 01 Р 3/66, опублик. 1979. 2. Авторское свидетельство СССР № 890251, кл. G 01. Р 3/64, 1981 (прототип). *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4433919A (en) Differential time interpolator
CA1171299A (en) Coincidence-error correcting apparatus and method
US3804517A (en) Measurement of velocity of a body
US5598116A (en) Apparatus for measuring a pulse duration
SU1163271A1 (en) Correlation-type velocity meter
US3539930A (en) Method and an electrical signal comparator system to detect a difference between encoded signal information on a pair of different electrical signals
SU1327009A1 (en) Correlative meter of speed
US3728624A (en) Phase meter for comparing rectangular waves
SU779903A1 (en) Digital phase meter
SU890251A1 (en) Correlation speed meter
SU737855A1 (en) Electric power measuring device
SU1709234A1 (en) Digital phasemeter
SU1597732A1 (en) Marking meter for flux velocity
SU1114973A1 (en) Phase meter
SU1083119A1 (en) Correlation meter of slipping rate
SU922654A2 (en) Device for measuring non-stationary random train pulse average frequency
SU1376249A1 (en) Apparatus for measuring degree of protection of signal from noise
SU1013905A1 (en) Device for determination process for repetitive pulse center of gravity
SU924737A2 (en) Digital phase discriminator
KR930007788Y1 (en) Time measuring apparatus between two signal
JPS5912570Y2 (en) Flow rate measuring device
SU1709233A1 (en) Digital phase meter of medium shift of phases between signals with known frequency shift
SU1018100A1 (en) Pulse duration meter
SU799119A1 (en) Discriminator of signal time position
SU1129550A1 (en) Device for measuring phase