SU1377794A1 - Device for measuring speed of excavating-transport and agricultural machines - Google Patents

Device for measuring speed of excavating-transport and agricultural machines Download PDF

Info

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
Application number
SU853885109A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Андреевич Коровин
Original Assignee
Челябинский Филиал Государственного Союзного Научно-Исследовательского Тракторного Института
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 Челябинский Филиал Государственного Союзного Научно-Исследовательского Тракторного Института filed Critical Челябинский Филиал Государственного Союзного Научно-Исследовательского Тракторного Института
Priority to SU853885109A priority Critical patent/SU1377794A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1377794A1 publication Critical patent/SU1377794A1/en

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)

При достаточно медленном изменении периода Т происходит синхронное изменение скорости нарастани  выходного напр жени  Генератора 23 пилообразного напр жени  и соответствующа  перестройка синхронизатора 8 на вы вление резких отклонений периода следовани  выходных импульсов компаратора 6 от изменившегос  среднего значени  периода. Формула изобретени With a sufficiently slow change in period T, a synchronous change occurs in the rate of rise of the output voltage of the Sawtooth generator 23 and the corresponding adjustment of the synchronizer 8 reveals sharp deviations of the period following the output pulses of the comparator 6 from the change in the average period value. Invention Formula Устройство измерени  скорости движени  землеройно-транспортных и сельскохоз йственных машин, содержащее последовательно соединенные приемник и синхронный детектор, второй выход которого соединен с первым выходом генератора, второй выход которого соединен с входом передатчика , фильтр нижних частот и регистратор, отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности , введены последовательно соединенные полосовой усилитель, компаратор и преобразователь частоты в напр жение , первый выход которого соединен с входом фильтра нижних частот, синхронизатор и преобразователь уровн  сигнала, выход которого соединен с входом регистратора, при этом третий выход генератора соединен с вторым входом преобразовател  частоты в напр жение, третий вход и второй выход которого соединены соответственно с первым выходом и первымA device for measuring the speed of the earth-moving and agricultural machines, containing a series-connected receiver and a synchronous detector, the second output of which is connected to the first output of the generator, the second output of which is connected to the input of the transmitter, a low-pass filter and a recorder, precision increases, serially connected bandpass amplifier, comparator and frequency converter to voltage, the first output of which is connected to the input of the lower clock filter from the synchronizer and signal level converter whose output is connected to the input of recorder, the third output of the generator is connected to the second input of the frequency converter in the voltage, a third input and a second output of which are respectively connected to the first output and the first входом синхронизатора, второй вход которого соединен с выходом фильтра нижних частот и входом преобразовател  уровн  сигнала.the synchronizer input, the second input of which is connected to the output of the low-pass filter and the input of the signal level converter. /5/five I II I 33 1818 uz.Zuz.Z iUon 19iUon 19 хx 2020 4a U8b/j(.3 -оU8b / j (.3 -o
SU853885109A 1985-04-09 1985-04-09 Device for measuring speed of excavating-transport and agricultural machines SU1377794A1 (en)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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