SU1672378A1

SU1672378A1 - Method and device for measuring object motion

Info

Publication number: SU1672378A1
Application number: SU884483695A
Authority: SU
Inventors: Евгений Владимирович Кириевский; Анатолий Александрович Михайлов; Александр Иванович Седых
Original assignee: Предприятие П/Я В-2015
Priority date: 1988-06-28
Filing date: 1988-06-28
Publication date: 1991-08-23

Abstract

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл бесконтактного измерени скорости линейного перемещени с помощью датчиков, например, индуктивных. Цель изобретени - повышение точности и информативности измерени скорости без увеличени количества датчиков. Способ измерени скорости заключаетс в предварительной калибровке устройства дл его реализации при движении эталонного объекта с посто нной скоростью регистрации напр жений возмущени проход щим объектом индуктивных датчиков, вычислении и запоминании отношени величин напр жени дл предварительно рассчитанных моментов времени в заданных точках координат, после чего провод т аналогичные операции при движении контролируемого объекта, а скорость определ ют из выражени V_J = ΔХ_J / Δ T_J где J = 1, 2, 3...(I + 1), I = 0, 1, 2...(N - 1), N - заданное количество точек регистрации. Устройство, реализующее способ, работает в режимах калибровки и измерени . В результате калибровки в блоке пам ти управл емого источника 13 опорного напр жени будут записаны величины значений отношений напр жений двух датчиков дл точек траектории движени объекта с заданными координатами. После пуска контролируемого объекта происходит сравнение на схеме 7 непрерывного сигнала, получаемого в блоке 3 делени , и фиксированного сигнала с управл емого источника 13 опорного напр жени . Вычисление и запоминание скорости на каждом интервале происходит в вычислителе 14. 2 с.и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The invention relates to a measurement technique and can be used for non-contact measurement of the speed of linear movement using sensors, for example, inductive. The purpose of the invention is to improve the accuracy and informativeness of the speed measurement without increasing the number of sensors. The method of measuring the speed consists in pre-calibrating the device for its implementation when the reference object moves at a constant speed of detecting disturbance voltages by the passing object of inductive sensors, calculating and storing the ratio of voltage values for previously calculated points of time at given coordinate points, after which similar operations during the movement of the controlled object, and the speed is determined from the expression V _J = ΔX _J / Δ T _J where J = 1, 2, 3 ... (I + 1), I = 0, 1, 2 ... ( N - 1), N - a given number of points p recording is the. The device implementing the method operates in calibration and measurement modes. As a result of calibration, the values of the values of the ratio of the voltages of the two sensors for points of the object's trajectory with given coordinates will be recorded in the memory block of the controlled source 13 of the reference voltage. After starting the monitored object, a comparison is made in the circuit 7 of the continuous signal received in block 3 of the division and the fixed signal from the controlled source 13 of the reference voltage. Calculation and memorization of speed on each interval occurs in the calculator 14. 2 C. and 1 C. P. f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл бесконтактного дистанционного измерени скорости линейного перемещени с помощью датчиков, например индуктивных.The invention relates to a measurement technique and can be used for non-contact remote measurement of the speed of linear movement using sensors, such as inductive.

Цель изобретени - повышение точности и информативности измерени скорости без увеличени количества датчиков.The purpose of the invention is to improve the accuracy and informativeness of the speed measurement without increasing the number of sensors.

На фиг. 1 показан график, характеризующий предлагаемый способ; на фиг 2 - устройство дл реализации способа: на фиг. 3 - блок-схема управл емого источника опорного напр жени .FIG. 1 shows a graph characterizing the proposed method; FIG. 2 shows a device for implementing the method; FIG. 3 is a block diagram of a controlled voltage source.

Сущность способа измерени скорости заключаетс в следующем.The essence of the method for measuring speed is as follows.

Предварительно дл начала измерени производ т калибровку устройства посредством задани координат Xi точек регистрации объекта на пути движени между двум датчиками, пропускают по этому пути эталонный объект с посто нной скоростью V3 измер ют напр жени Ubft) и U2o(t) возмущени объектом датчиков, вычисл ют и запо- с Vi3i(t) минают значени отношении ЖTo begin measuring, the device is calibrated by setting the Xi coordinates of the object's registration points in the path between two sensors, passing the reference object with a constant speed V3, measuring the voltage Ubft) and U2 o (t) of the object perturbation by the sensor, calculating and written in Vi3i (t), the values of the ratio F

дл предварительно рассчитанных моментов времени ti Xi/V3 в заданных точках координат Xifor pre-calculated times ti Xi / V3 at given points of the coordinates Xi

Далее в процессе измерени скорости реального объекта измер ю текущие значени напр жении 1)1к(т.) и (t) иозмуще- ни объектом датчиков, вычисл ютFurther, in the process of measuring the speed of a real object, the measured current values of voltage 1) 1k (t.) And (t), and the disturbance by the object of the sensors, calculate

с Vik(0 отношение Fk тт-лwith Vik (0 ratio Fk tt-l

(l)(l)

и сравнивают величину этого отношени с величиной Fii, полученной в результате калибровки. При равенстве величин F и F3i производ т фиксацию времени ti прохождени объектом координат Xi и далее рассчитывают значени скорости по формулеand comparing the magnitude of this ratio with the Fii value resulting from the calibration. If the values of F and F3i are equal, the time ti of the object passing the coordinates Xi is recorded and then the velocity values are calculated by the formula

V,V,

ЛХ) LH)

г, + 1 - ti At, где I 0, 1,2.3, . . (N-1).g, + 1 - ti At, where I 0, 1.2.3,. . (N-1).

J-1.2.3...0+1):J-1.2.3 ... 0 + 1):

N - заданное количество течек регистрации .N is the specified number of registration chutes.

Устройство содержит индуктивные датчики 1 и 2, блок 3 делени , блок 4 выделени максимума сигнала, управл емые ключи 5 и 6, схему 1 сравнени , два счетчика 8 и 9 импульсов, две схемы ИЛИ 10 и 11, генератор 12 импульсов, управл емый источник 13 опорного напр жени , вычислитель 14, шину 15 управлени и шину 16 приведени устройства в исходное состо ние.The device contains inductive sensors 1 and 2, block 3 division, block 4 of the maximum signal, controlled keys 5 and 6, comparison circuit 1, two counters 8 and 9 pulses, two circuits OR 10 and 11, generator 12 pulses, controlled source 13, a reference voltage, a transmitter 14, a control bus 15 and a reset bus 16 of the device.

Управл емый источник 13 опорного напр жени содержит схему 17 управлени , одним выходом подключенную к рналого- цифровому преобразователю 18, а другимThe controlled voltage source 13 contains a control circuit 17, one output connected to the digital-to-digital converter 18, and the other

выходом - к первому входу блока 19 пам ти, к второму входу которого подключен выход аналого-цифрового преобразовател 18, а выход блока 19 пам ти - к входу цифроаналотового 20 преобразовател .the output is connected to the first input of the memory block 19, to the second input of which the output of the analog-digital converter 18 is connected, and the output of the memory block 19 to the input of the digital-analogue 20 converter.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Предварительно до начала измерени производ т калибровку устройства. Дл это0 го в вычислитель 14 занос т координаты Х| точек регистрации объекта, на которые разбивают весь путь и величину посто нной скорости /э, на шину 16 подают сигнал установки устройства в исходное состо ние,Before starting the measurement, the device is calibrated. For this purpose, the coordinates X is entered in the calculator 14 | the registration points of the object, into which the entire path and the constant speed / e value are divided, on the bus 16 signal the device installation to the initial state,

5 на шину 15 управлени подают сигнал установки устройства в режим калибровки, при этом ключ 5 замыкаетс , а ключ 6 размыкаетс , и запускают эталонный объект по траектории движени В момент прохождени 5, the control bus 15 sends the device installation signal to the calibration mode, the key 5 is closed, and the key 6 is opened, and the reference object is started along the path of motion.

0 объектом датчика 1 в последнем возбуждаетс сигнэ 1 и при достижении максимального значени срабатывает блок 4 выделени максимума сигнала, с выхода которого сигнал через замкнутый ключ 5 по5 ггупает на вход вычислител 14, который начинает отсчитывать интервалы времени ti, за которые эталонный объект достигает точек траектории с координатами Xi. В момент равенства величины ti и величины tia, рас0 считанной вычислителем 14 из величин Х| и Vs. на выходе вычислител 14 по вл етс сигнал, который поступает в управл емый исючник 13 опорного напр жени , где происходит запись 6 пам ти величины сигнала,0, the object of sensor 1 in the latter is excited by the signal 1 and when the maximum value is reached, a block 4 for selecting the maximum of the signal is triggered, from which the signal through the closed key 5 through 5 gupaet to the input of the calculator 14, which starts counting time intervals ti with coordinates Xi. At the moment of equality of the value of ti and the value of tia, calculated by the calculator 14 of the values X | and Vs. At the output of the calculator 14, a signal appears, which is fed to the controlled source of the reference voltage 13, where 6 signal size memory is recorded,

5 поступающего с выхода блока 3 делени , и через первый элемент ИЛИ 10 на счетный вход первого счетчика 9, код выхода которого увеличиваетс на единицу и поступает в управл емый источник 13 опорного напр 0 жени дл подключени следующей чейки пам ти, а также в вычислитель 14 дл выбора следующего значени ti+13 дл следующей расчетной точки с координатой Хм и так далее, пока не произойдет запись вели5 чин сигналов, поступающих из блока 3 делени в управл емый источник 13 опорного напр жени , дл всех расчетных точек, расположенных на траектории движени объекта между двум датчиками.5 coming from the output of block 3, and through the first element OR 10 to the counting input of the first counter 9, the exit code of which is increased by one and fed to the controlled source 13 of the reference voltage for connecting the next memory cell, as well as to the calculator 14 to select the next ti + 13 value for the next calculated point with the coordinate Hm, and so on, until the signal values from the dividing unit 3 to the controlled source 13 of the reference voltage are recorded for all the calculated points located on the trajectory movement of the object between the two sensors.

0В результате калибровки устройства в0In result of the calibration of the device in

блоке пам ти управл емого источника 13 будут записаны величины значений отношений напр жений двух датчиков дл точек траектории движени объекта с заданнымиthe memory unit of the controlled source 13 will be recorded values of the values of the ratio of the voltages of the two sensors for the points of the object's trajectory with given

5 координатами Xi5 coordinates Xi

Дл осуществлени измерени скорости перемещени реального объекта снимают с шины 15 управлени , в результате чего кпюч 5 размыкаетс , а ключ П замыкаетс , и снова подают сигнал наIn order to measure the speed of movement of a real object, it is removed from the control bus 15, as a result of which the switch 5 is opened, and the key P is closed, and again the signal is sent to

шину 16, т.е. переключают устройство из режима калибровки в рабочий режим и привод т его в исходное состо ние. При этом 7на выходе управл емого источника 13 опорного напр жени устанавливаетс на- пр жение, соответствующее нахождению объекта в точке траектории с координатой XL После пуска контролируемого обьекта происходит сравнение на схеме 7 непрерывного сигнала FK1 получаемогоо в резуль- тате делени сигналов двух датчиков в блоке 3 и фиксированного значени сигнала Pis, поступающего с выхода управл емого источника 13 опорного напр жени . При поступлении равенства этих сигналов на выхо- де схемы 7 сравнени формируетс импульс калиброванной длительности, который поступает на вход первого счетчика 9 запускани его на первый вход первого элемента 10 ИЛИ и на п тый вход вычислител 14. На второй вход первого счетчика 9 поступают импульсы от генератора 12, заполн счетчик до момента прихода переднего фронта следующего импульса от схемы 7 сравнени , т.е. происходит подсчет количества им- пульсов от генератора 12 за прем между двум импульсами от схемы 7 сравнени , а код на выходе счетчика 8 пропорционален времени прохода обьекта между двум соседними точками регистрации Xi и Хг на траектории движени . Импульс с выхода схемы ИЛИ 10 поступает на вход первого счетчика 9, увеличива выходной код последнего на единицу, который noqTynaeT на адресный вход блока 19 пам ти управл в- мого источника 13 опорного напр жени , т.е. происходит выборка из пам ти блока 13 следующего значени Р2Э дл следующей точки с такой же координатой Х2 и т.д. до тех пор, пока объект не пройдет мимо всех то- чек регистрации Xi до датчика 2. Вычисление и запоминание скорости на каждом интервале происходит в вычислителе 14. По окончании процесса измерени с выхода вычислител можно получить информацию о скорости обьекта как в любой точке Xi регистрации, так и на всем участке пути между двум датчиками.bus 16, i.e. The device is switched from the calibration mode to the operating mode and returns to its initial state. In this case, a voltage is established at the output of the controlled source 13 of the reference voltage, which corresponds to the location of the object at the trajectory point with the coordinate XL. After the launch of the monitored object, the continuous signal FK1 in the circuit 7 is obtained by dividing the signals of the two sensors in block 3 and a fixed value of the signal Pis coming from the output of the controlled source 13 of the reference voltage. When equality of these signals arrives at the output of the comparison circuit 7, a pulse of calibrated duration is formed, which is fed to the input of the first counter 9, which starts it at the first input of the first element 10 OR and the fifth input of the calculator 14. At the second input of the first counter 9, pulses arrive generator 12, fill the counter until the arrival of the leading edge of the next pulse from the comparison circuit 7, i.e. the number of pulses from generator 12 per prem is counted between two pulses from comparing circuit 7, and the code at the output of counter 8 is proportional to the time of passage of the object between two adjacent recording points Xi and Xg on the motion path. The pulse from the output of the OR 10 circuit is fed to the input of the first counter 9, increasing the output code of the latter by one, which is noqTynaeT to the address input of the memory block 19 of the control source 13 of the reference voltage, i.e. there is a selection from the memory of block 13 of the following value of P2E for the next point with the same X2 coordinate, etc. until the object passes all registration points Xi to sensor 2. Calculation and memorization of speed at each interval occurs in calculator 14. At the end of the measurement process, information about the object speed can be obtained from the output of the calculator as at any registration point Xi , and throughout the route between the two sensors.

Claims

Claim 1. Method of measuring the speed of movement of an object, consisting in measuring the time interval for an object to travel a given distance between two sensors, characterized in that, in order to improve the accuracy and informativeness of speed measurement without increasing the number of sensors, the device is pre-calibrated by setting Xi coordinates between two sensors, passing along this path from

of

constant speed Vs reference object. one, measuring the voltage Ui3 (t) and U2s (t) of the object perturbation of the sensors, calculating and storing the value of the output ratio Vis (t) of the sensor signals gE | -y-4 dl

pre-calculated values

Xi times ti3 rr-, in which

V3

the reference object passes the given x2 coordinates. then, in the process of measuring the velocity of the object being monitored, the current values of the stresses UiKi (t) and

) calculate the ratio Fk at t.

compare the value of F "with the value of F9i obtained as a result of calibration, memorize the time moments ti of their equality, and then calculate the velocity values by the formula

Xi + 1 - Xi J ti + i -tf where 1,2,3 (N-1);

j 1,2,3 (i + 1):

N is the specified number of registration points.

2. A device for measuring the speed of movement of an object, containing two sensors installed along a movement trajectory, a comparison circuit, two counters and a pulse generator, characterized in that, in order to improve the accuracy and informativeness of the measurements, a dividing unit and a maximum separation unit are added to it a signal, a controlled voltage source, two OR elements, a calculator, two keys, a device reset bus, and a control bus, the division block being connected by inputs to the sensors, and the output to The first input of the controlled voltage source and through the second switch to the first input of the comparison circuit, the second input of which is connected to the output of the controlled voltage source, and the output of the comparison circuit to the first input of the second counter, the first input of the first OR element, the first the input of the second element OR and the first input of the calculator; the input of the maximum signal extraction unit is connected to the first sensor, and the output of the block via the first key is connected to the second input of the calculator, the third and fourth inputs of which are given the value codes Xi and V3, to the fifth input is the output code of the second counter, the second input of which is connected to the output of the pulse generator, and the third input to the output of the second element OR, to the sixth input of the reader, the output code of the first counter, which also goes to the third the input of the controlled voltage source, the first output of the transmitter is connected to the second input of the controlled voltage source and the second input of the first OR element, the output of which is connected to the first input of the first counter, the control bus connected to the second inputs ne first- and second-key installation bus device to its original state, the connection to the second inputs of the first counter and the second OR.

3. The device according to claim 2, which is based on the fact that the controlled reference voltage source contains an analog-digital

a converter, a control unit, a digital-to-analog converter and a memory unit, the input of the control unit being connected to the output of the calculator, the output

the analog-digital converter is connected to the first input of the memory unit, the second input of which is connected to the second output of the control unit, the third input to the output of the first counter, and the output to the input

a digital-to-analog converter, the output of which is connected to the second input of the comparison circuit, the second output of the control unit is connected to the second input of the analog-digital converter, the first

the input of which is connected to the output of the division unit.

fx t / u / t / t

Uud-y /; about-

„And

1 / - Xjti-Xt.

, ll, .., (N-t); , .., ();

r

FTK FjK ffx 0 fs3 Fig f} 3 f 23

3 F3 Uo / Uu

-X

I - -I - V.

-M-v

- | |

. .. i,. l .., i ". .

V ti | Ј «rXf-

X VJ0d-t

ML

fig.Z