SU1377794A1 - Device for measuring speed of excavating-transport and agricultural machines - Google Patents
Device for measuring speed of excavating-transport and agricultural machines Download PDFInfo
- Publication number
- SU1377794A1 SU1377794A1 SU853885109A SU3885109A SU1377794A1 SU 1377794 A1 SU1377794 A1 SU 1377794A1 SU 853885109 A SU853885109 A SU 853885109A SU 3885109 A SU3885109 A SU 3885109A SU 1377794 A1 SU1377794 A1 SU 1377794A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- frequency
- machine
- voltage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и может использо ватьс дл бесконтактного измерени скорости медленно движущихс машин, работающих в услови х сильных вибраций . Цель изобретени - повышение точности. Устр-во содержит передатчик 1, приемник 2, г-р 3, синхронный детектор 4, фильтр нижних частот 9 и регистратор 11. Г-р 3 содержит кварцевый генератор 12 и делители частоты 13 и 14. С целью повышени точности в устр-во введены последовательно соединенные полосовой усилитель 5, компаратор 6 и преобразователь частоты в напр жение, а также синхронизатор 8 и преобразователь уровн сигнала 10. Дл нормальной работы устр-ва разность частот Af f,-f j(f - частота зондирующего сигнала, поступающего с передатчика 1, расположенного на машине; f - частота сигнала, поступающего с г-ра 3 на вход синхронного детектора 4) выбираетс т. обр., чтобы при любых скорост х движени и вибраци х машины обеспечивалось выполнение услови uf 2V/C-f cose/, где V - скорость движени машины; С - скорость распространени зондирующего излучени . Это дает возможность исключить из приемного тракта квадратурный канал при сохранении возможности определени направлени движени машины. 2 ил. i СЛThe invention relates to a measurement technique and can be used for contactless measurement of the speed of slow moving machines operating under conditions of strong vibrations. The purpose of the invention is to improve accuracy. The device contains a transmitter 1, a receiver 2, r-3, a synchronous detector 4, a low-pass filter 9 and a recorder 11. G-r 3 contains a crystal oscillator 12 and frequency dividers 13 and 14. In order to improve the accuracy of the device serially connected bandpass amplifier 5, comparator 6 and frequency converter to voltage, as well as synchronizer 8 and signal level converter 10 are entered. For normal operation of the device, the frequency difference Af f, -fj (f is the frequency of the sounding signal coming from the transmitter 1 located on the machine; f - frequency signal, n 3) is selected so that the arbitrary speeds and vibrations of the machine ensure that the condition uf 2V / Cfcse / is satisfied, where V is the speed of the machine; C is the propagation velocity of the probe radiation. This makes it possible to exclude a quadrature channel from the receiving path while maintaining the possibility of determining the direction of movement of the machine. 2 Il. i SL
Description
фиг.1figure 1
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл бесконтактного измерени скорости медленно движущихс машин, работающих в услови х сильных вибраций.The invention relates to a measurement technique and can be used for contactless measurement of the speed of slow moving machines operating under conditions of strong vibrations.
Цель изобретени - повышение точности .The purpose of the invention is to improve accuracy.
На фиг. 1 изображена структурна электрическа схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - примеры выполнени преобразовател частоты в напр жение и синхронизатора.FIG. 1 shows the structural electrical circuit of the proposed device; in fig. 2 illustrates embodiments of a frequency to voltage converter and a synchronizer.
Устройство содержит передатчик I, приемник 2, генератор 3, синхронный детектор 4, полосовой усилитель 5, компаратор 6, преобразователь 7 частоты в напр жение, синхронизатор 8, фильтр 9 нижних частот (ФНЧ), преобразователь 0 уровн сигнала и регистратор П, при этом генератор содержит кварцевый генератор 12 и делители J3 и 14 частоты.The device contains a transmitter I, receiver 2, generator 3, synchronous detector 4, bandpass amplifier 5, comparator 6, frequency-to-voltage converter 7, synchronizer 8, low-pass filter 9 (LPF), signal level converter 0 and recorder P, the generator contains a crystal oscillator 12 and dividers J3 and 14 frequencies.
Преобразователь частоть в напр жение (фиг. 2) содержит формирователь 5 импульсов, включающий триггеры 16 и 17,. логический блок 18 и коммутатор 19, включающий ключи 20 и 25. Синхронизатор (фиг. 2) содержит пороговый блок 22 и генератор 23 пилообразного напр жени .The frequency to voltage converter (Fig. 2) contains a pulse shaper 5 including triggers 16 and 17 ,. a logic unit 18 and a switch 19 including keys 20 and 25. The synchronizer (Fig. 2) contains a threshold unit 22 and a sawtooth generator 23.
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Передатчик 1 , расположеннь1й на машине, излучает зондирунвдий сигнал с частотой f , направленный под углом d К поверхности грунта. Этот сигнал после отражени от поверхности грунта принимаетс приемником 2, который также расположен на машине. В соответствии с законом Доплера частота принимаемого сигнала равнаTransmitter 1, located on the machine, emits a probe signal with a frequency f, directed at an angle d To the ground surface. This signal after reflection from the ground surface is received by receiver 2, which is also located on the machine. In accordance with the Doppler law, the frequency of the received signal is equal to
IV „ ,(1- со8.),IV „, (1- со8.),
где V - скорость движени машины; С - скорость распространени зондирующего, излучени (например, ультразвука). Этот сигнал поступает на вход синхронного детектора 4.where V is the speed of the machine; C is the speed of propagation of the probe, radiation (e.g., ultrasound). This signal is fed to the input of the synchronous detector 4.
После преобразовани частоты, фильтрации и усилени в полосовом усилителе 5 и дискретизации его по нулевому уровню в компараторе 6 фор мируетс последовательность пр моугольных импульсов, частота следовани которых равнаAfter frequency conversion, filtering and amplification in a band-pass amplifier 5 and its zero-sampling in a comparator 6, a sequence of square pulses is formed, the frequency of which is equal to
10ten
1515
2020
2525
2V F f,(H- Icos)-f, +2V F f, (H- Icos) -f, +
2V2V2V2V
+ --f,coso л + --f coso/,+ - f, coso l + - f coso /,
L.VjL.Vj
где f - частота сигнала, поступающего с генератора 3 на вход синхронного детекто- ра 4.where f is the frequency of the signal coming from the generator 3 to the input of the synchronous detector 4.
При неподвижной машине частота следовани зтих импульсов посто нна и равна FO uf . При движении машины вперед или назад частота следовани импульсов F соответственно увеличиваетс или уменьшаетс за счет слагаемого 2V/Cf,cosd. Дл нормальной работы устройства разность частот ,-fj выбираетс таким образом, чтобы при любых скорост х движени и вибраци х машины обеспечивалось выполнение услови df 7 2V/Cf cosol. Это дает возможность исключить из приемного тракта квадратурный канал при сохранении возможности определени направлени движени машины.With a stationary machine, the frequency of following these pulses is constant and equal to FO uf. When the car moves forward or backward, the pulse frequency F is respectively increased or decreased due to the term 2V / Cf, cosd. For normal operation of the device, the frequency difference, -fj, is chosen so that, at any speed of movement and vibrations of the machine, the condition df 7 2V / Cf cosol is met. This makes it possible to exclude a quadrature channel from the receiving path while maintaining the possibility of determining the direction of movement of the machine.
Импульсы с частотой F, т.е. с периодом следовани Т, поступают на счетный вход триггера 17 формировател 15 импульсов. По переднему фронту этих сигналов триггер 17 срабатывает и устанавливает на D-входе триггера 16 высокий уровень потенциала . После прихода ближайшего переднего фронта импульса частоты fо на счетный вход триггера 16 последний переходит в единичное состо ние и по входу R возвращает триггер 17 в исходное состо ние, вновь устанавлива на D-входе триггера I6 нулевой уровень потенциала. Следующим передним фронтом импульса частоты f триггер 16 возвращаетс в нулевое состо ние , и формирователь 15 импульсов 45 переходит в исходное состо ние до прихода следующего переднего фронта импульсной последовательности с частотой F.Pulses with frequency F, i.e. with the period following T, arrive at the counting input of the trigger 17 of the driver 15 pulses. On the leading edge of these signals, the trigger 17 is triggered and sets a high potential level at the D input of the trigger 16. After the arrival of the nearest leading edge of the frequency pulse fо at the counting input of the trigger 16, the latter goes into the single state and returns the trigger 17 to the initial state by the input R and sets the zero potential level to the D input of the I6 trigger. By the next leading edge of the frequency pulse f, the trigger 16 returns to the zero state, and the driver 15 of the pulses 45 transitions to the initial state before the next leading edge of the pulse sequence arrives at frequency F.
Таким образом, с приходом перед- 50 него фронта импульсной последователь- ности с частотой F формируетс импульс фиксированной длительности, равной периоду следовани импульсов частоты fg. Импульсы фиксированной 55 длительности непосредственно и через логический блок 18 (работающий в рассматриваемом случае в режиме инвертора) поступают на входы ком30Thus, with the arrival of the front of the pulse sequence with a frequency F, a pulse of a fixed duration equal to the period of the pulse frequency fg is formed. The pulses of a fixed 55 duration directly and through the logic block 18 (operating in the considered case in the inverter mode) are fed to the computer inputs
3535
4040
мутатора 19. При наличии импульса открыт ключ 20 коммутатора 19 и на вход фильтра 9 нижних частот подключен источник опорного напр жени 4-Ц. При отсутствии импульса вход фильтра 9 нижних частот через ключ 21 коммутатора 19 соединен с общим приводом.mutator 19. In the presence of a pulse, switch 20 key 19 is opened and a 4-C reference voltage source is connected to the input of low-pass filter 9. In the absence of a pulse, the input of the low-pass filter 9 through the switch 21 of the switch 19 is connected to a common drive.
Таким образом, напр жение на вхо де фильтра 9 нижних частот равноThus, the voltage at the input of the lowpass filter 9 is
тт тт - Uor.if tt tt - Uor.if
бых, оп 7- - 7 + Г оГоby, op 7- - 7 + year
+ V+ V
2Uon f 1 COScC2Uon f 1 COScC
,После вычитани в преобразователе 10 уровн из выходного напр жени фильтра 9 нижних частот посто нной составл ющей U j, 4f/fo получа- етс напр жениеAfter subtraction in the converter 10 of the level from the output voltage of the filter 9 of the lower frequencies of the constant component U j, 4f / fo, the voltage is obtained
„„Uon f2Uon fi- COSol,,„„ Uon f2Uon fi COSol ,,
Uftbr U6b,x.- - f-p-VUftbr U6b, x.- - f-p-V
бЬГХ 6blX BBH 6blX
KV, KV
которое с точностью до посто нного масштабного коэффициента К соответствует действительной скорости движени машины. В случае необходимости это напр жение в преобразователе 10 уровн может быть дополнительно усилено и отфильтровано.which, up to a constant scale factor K, corresponds to the actual speed of the vehicle. If necessary, this voltage in the level converter 10 can be further amplified and filtered.
Сигнал, примен емый приемником 2 после отражени от статистически шероховатой грунтовой поверхности, имеет сильную паразитную амплитудную модул цию. В отдельные моменты времени уровень сигнала на входе компаратора 6 недостаточен дл его срабатывани . В этом случае проис- ходит пропадание отдельных импульсов импульсной последовательности с частотой F. Дл повьш1ени точности измерений синхронизатор 8 вы вл ет эти моменты времени и переключает преобразователь 7 частоты в напр жение в третье состо ние, обеспечивающее сохранение предащущего значени его выходного напр жени . Это осуществл етс следующим образом. Выходное напр жение фильтра 9 нижних частот, пропорциональное частоте F, поступает на вход генератора 23 пилообразного напр жени . Скорость нарастани выходного напр же- ни генератора 23 пилообразного напр жени пропорциональна отношению выходного напр жени фильтра 9 ниж The signal applied by receiver 2 after reflection from a statistically rough ground surface has a strong parasitic amplitude modulation. At certain points in time, the signal level at the input of the comparator 6 is insufficient to trigger it. In this case, the individual pulses of the pulse sequence disappear at a frequency F. To increase the measurement accuracy, the synchronizer 8 detects these points in time and switches the frequency converter 7 to the voltage in the third state, which ensures the preservation of its output voltage. This is done as follows. The output voltage of the low-pass filter 9, proportional to the frequency F, is fed to the input of the sawtooth generator 23. The slew rate of the output voltage of the sawtooth generator 23 is proportional to the ratio of the output voltage of the filter 9 to the bottom
Q Q
5five
5five
0 0
5 0 5 0 5 5 0 5 0 5
них частот к сопротивлению резистора (фиг. 2). Уровень срабатывани порогового блока 22 выбран таким образом, чтобы при наличии регул рной последовательности импульсов с периодом следовани Т срабатывание порогового блока 22 не происходило, а синхронизатор 8 не оказывал вли ни на выходной сигнал датчика.These are the frequencies to the resistance of the resistor (Fig. 2). The trigger level of the threshold unit 22 is selected so that, in the presence of a regular pulse sequence with a period of T, the trigger of the threshold unit 22 does not occur, and the synchronizer 8 does not affect the output signal of the sensor.
При пропадании отдельных импульсов и соответствующем увеличении периода т Т происходит срабатывание порогового блока 22 и на логический блок 18 поступает высокий уровень потенциала. Это приводит -к одновременному закрыванию обоих ключей коммутатора 19, и на конденсаторе фильтра 9 нижних частот сохран етс предыдущий уровень напр жени . После прихода очередного импульса с частотой F открываетс ключ 20 коммутатора 19, происходит разр д интегрирующего конденсатора в генераторе 23 пилообразного напр жени и далее процессы в устройстве повтор ютс .With the disappearance of individual pulses and a corresponding increase in the period t T, the threshold unit 22 is triggered and the logic level 18 receives a high potential level. This leads to the simultaneous closing of both switches of the switch 19, and the previous voltage level is maintained on the capacitor of the low-pass filter 9. After the arrival of the next pulse with the frequency F, the key 20 of the switch 19 is opened, the discharge of the integrating capacitor in the sawtooth generator 23 occurs and then the processes in the device are repeated.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853885109A SU1377794A1 (en) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | Device for measuring speed of excavating-transport and agricultural machines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853885109A SU1377794A1 (en) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | Device for measuring speed of excavating-transport and agricultural machines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1377794A1 true SU1377794A1 (en) | 1988-02-28 |
Family
ID=21173451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853885109A SU1377794A1 (en) | 1985-04-09 | 1985-04-09 | Device for measuring speed of excavating-transport and agricultural machines |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1377794A1 (en) |
-
1985
- 1985-04-09 SU SU853885109A patent/SU1377794A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 813347, кл. G 01 S 13/58, 1979. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4521778A (en) | High-resolution, coherent pulse radar | |
EP0420313B1 (en) | Ground velocity sensor with drop-out detection | |
US4132991A (en) | Method and apparatus utilizing time-expanded pulse sequences for distance measurement in a radar | |
US4052722A (en) | Traffic radar and apparatus therefor | |
US3437834A (en) | Circuit for detecting time of occurrence of signals having an amplitude which exceeds a predetermined level | |
GB1434633A (en) | Flowmeter circuits | |
EP0095300B1 (en) | Vehicle mounted doppler radar system | |
US4020490A (en) | Traffic radar and apparatus therefor | |
CA1078214A (en) | Viscosimeter and/or densitometer | |
US3233212A (en) | Vehicle detection and speed measuring apparatus | |
SU1377794A1 (en) | Device for measuring speed of excavating-transport and agricultural machines | |
US2878467A (en) | Apparatus for detecting and measuring the speed of moving objects by means of radio waves | |
US4321602A (en) | Frequency-tracking filter, as for use in FM-CW radar | |
US3086196A (en) | Pulsed ultrasonic detector | |
SU879306A2 (en) | Ultrasonic frequency pulse flowmeter | |
EP0030369B1 (en) | Distance meter | |
US3594793A (en) | Method and apparatus for determining the rate of change of a time interval | |
GB1147228A (en) | Apparatus for measuring traffic density | |
JPS5910511B2 (en) | Signal arrival time detection device | |
JP3075371B2 (en) | Target object detection method using FM-CW radar device | |
GB2031683A (en) | Vehicle speed detectors | |
JPS59111074A (en) | Apparatus for sensing moving matter | |
SU1726996A1 (en) | Sound velocity meter | |
JP2760079B2 (en) | Ultrasonic sensor | |
JP2575312B2 (en) | Reflection image display |