SU1737346A1 - Устройство дл измерени скорости перемещени объекта - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике. Целью изобретени   вл етс  расширение области применени . Устройство содержит N датчиков 1, мультиплексор 2, измеритель 3 временных интервалов, вычислитель 4, счетчик 5, цифровой компаратор 6, элементы 7-9 запрета, элементы 10-14 задержки сигнала, триггеры 15.16, элементы И 17,18, элемент ИЛИ 19 и формирователь 20 импульсов. При движении объекта от первого датчика сигнал с его выхода проходит через элемент 7 запрета и подтверждает состо ние триггера 16. Выход первого датчика подключен через мультиплексор 2 к входу измерител  3 временных интервалов, который подсчитывает интервалы времени, за которые объект проходит рассто ние между датчиками. Счетчик 5 последовательно подключает выходы датчиков 1 к входу измерител  3 временных интервалов с помощью мультиплексора 2, от первого до последнего датчика. При движении объекта со стороны N датчика три ггер 16 устанавливаетс  в состо ние, переключающее режим работы счетчика 5 на вычитание , а в счетчик заноситс  число, соответствующее количеству датчиков. 1 ил. /V-7 сл С со -xl 00 Јь О

Description

Изобретение относитс  к измерени м неэлектрических величин и может быть использовано дл  измерени  скорости линейного перемещени  движущихс  объектов по заданной траектории.

Целью изобретени   вл етс  расширение области применени  путем обеспечени  возможности измерени  скорости в нескольких точках траектории как при пр мом , так и при обратном движении объекта.

На чертеже приведена схема устройства .

Устройство содержит датчики 1, мультиплексор 2, измеритель 3 временных интервалов , вычислитель 4, счетчик 5, цифровой компаратор 6, элементы 7-9 запрета, элементы 10-14 задержки сигнала, триггеры 15,16, элементы И 17,18, элемент ИЛИ 19 и формирователь 20 импульсов.

Выходы датчиков 1 через мультиплексор 2 подключены к входу измерител  3 временных интервалов и к S-входу первого триггера 15, а также через формирователь 20 импульсов и первый элемент 10 задержки сигнала - к первому входу первого элемента И 17. Второй вход первого элемента И 17 подключен к выходу первого триггера 15 и через четвертый элемент 13 задержки сигнала - к запрещающим входам первого и второго элементов 7,8 запрета. Информационные входы первого и второго элементов 7,8 запрета подключены к выходам первого и последнего датчиков 1 соответственно . Выход первого элемента 7 запрета соединен с первым R-входом второго триггера 16, S-вход которого соединен с выходом второго элемента 8 запрета и с входом записи счетчика 5. Вход стробировани  вычислител  4 соединен с выходом первого элемента И 17 и через п тый элемент 14 задержки сигнала - с первым установочным входом измерител  3 временных интервалов , вход которого через второй элемент 11 задержки сигнала соединен со счетным входом счетчика 5 и через третий элемент 12 задержки сигнала соединен с входом стробировани  цифрового компаратора 6, Информационные входы цифрового компаратора 6 соединены с адресными входами мультиплексора 2 и с информационными выходами счетчика 5. Вход задани  режима работы счетчика 5 соединен с выходом второго триггера 16, с первым входом второго элемента И 18 и с запрещающим входом третьего элемента 9 запрета, информационный вход которого соединен с выходом цифрового компаратора 6. установочные входы цифрового компаратора 6 объединены с установочными входами счетчика 5 и подключены к входам задани 

количества интервалов измерени  скорости . Выход третьего элемента 9 запрета соединен с первым входом элемента ИЛИ 19, второй вход которого соединен с выходом второго элемента И 18, а выход - с первым R-входом первого триггера 15. Второй вход второго элемента И 18 подключен к входу переноса счетчика 5. Вторые установочные входы триггеров 15,16 счетчика 5 и измери0 тел  3 временных интервалов подключены к входу установки устройства в исходное состо ние .

Устройство работает следующим образом .

5В исходном состо нии триггеры 15,16

обнулены, что обеспечивает открытие элементов 7,8 запрета дл  прохождени  сигналов от первого и последнего датчиков 1. Обнулен счетчик 5, что обеспечивает под0 ключение на выход мультиплексора 2 первого датчика, установлен в нулевое состо ние измеритель 3 временных интервалов. Датчики размещены на одинаковом рассто нии друг от друга. Это рассто ние большее, чем

5 геометрические размеры движущегос  объекта , а в вычислитель 4 занесено значение кода, соответствующего базовому рассто нию Д5.

Движущийс  объект может подойти к

0 предполагаемой траектории движени  как со стороны первого датчика 1 (Д1), так и со стороны последнего датчика 1 (ДМ).

Рассмотрим случай, когда объект движетс  от первого датчика 1( Д1) к последне5 му 1(ДМ). В этом случае при по влении сигнала с первого датчика он проходит через открытый первый элемент 7 запрета и подтверждает состо ние второго триггера 16. Одновременно этот сигнал проходит че0 рез мультиплексор 2 и запускает измеритель 3 временных интервалов, где начинаютс  по заднему фронту импульса измерени  временного интервала прохождени  объектом рассто ни  между соседни5 ми датчиками 1. Задним фронтом первого импульса включаетс  первый триггер 15 и сигнал с второго входа элемента И 17 поступает на его выход. То есть на выходе первого элемента И 17 формируетс  сигнал при сра0 батывании последующих датчиков 1, кроме первого, поскольку первый элемент И 17 разблокируетс  лишь задним фронтом первого сигнала и, следовательно, сигнал, сформированный из переднего фронта сиг5 нала на выходе мультиплексора 2 формирователем 20 и задержанный элементом 10 задержки, будет стробировать вычислитель лишь в конце каждого интервала замера скорости. То есть, первый элемент 10 задержки сигнала должен обеспечивать задержку

сигнала, чтобы переходной процесс после прекращени  накоплени  кода Ат в измерителе 3 временных интервалов завершилс , после чего и производитс  занесение накопленного кода в вычислитель 4. Через врем , задаваемое п тым элементом задержки , сбрасываетс  в исходное состо ние измеритель 3 временных интервалов. Врем , задаваемое п тым элементом 14 задержки сигнала, должно обеспечивать надежную перезапись кода из измерител  3 временных интервалов в вычислитель 4, то есть оно определ етс  временем срабатывани  вычислител  4. По мере движени  объекта от датчика к датчику производитс  измерение временных интервалов измерителем 3 временных интервалов, а через задержку, определ емую элементом задержки сигнала, производитс  импульсом на выходе мультиплексора 2 переключение счетчика 5 на следующее состо ние и подключение следующего датчика на выход мультиплексора 2. В вычислителе 4 при его срабатывании производитс  вычисление скорости

При срабатывании последнего датчика 1( Д N) на выходе мультиплексора по вл етс  последний импульс, по переднему фронту которого формируетс  стробирующий сигнал дл  вычислител  4 и по этому же сигналу через врем , задаваемое элементом 11 задержки сигнала, срабатывает счетчик 5 и на его выходах по вл етс  код, соответствующий заданному на цифровом компараторе 6 коду, что приводит к срабатыванию компаратора 6, сигнал с выхода которого проходит на выход открытого элемента 9 запрета и устанавливает счетчик 5 в исходное состо ние, а через элемент ИЛИ сбрасывает триггер в ноль. Поскольку первый триггер 15 до этого был взведен и заблокированы элементы 7,8 запрета, на первый триггер 16 и на вход записи счетчика 5 не поступает сигнал с последнего датчика 1. Стробирование цифрового компаратора 6 производитс  по счетным сигналам счетчика 5 через задержку, определ емую третьим элементом 12 задержки сигнала. Элемент 12 задержки выбираетс  из услови , чтобы переходные процессы на выходах счетчика 5 завершились после накоплени  в нем информации .

В случае, если движение объекта проходит с последнего датчика 1( Д N), алгоритм функционировани  устройства измен етс .

Устройство работает следующим образом .

При по влении импульса с последнего датчика 1( ДМ) через открытый второй элемент 8 запрета включаетс  по S-входу триггер 16 по переднему фронту импульса. При

этом блокируетс  выход третьего элемента запрета и одновременно открываетс  второй элемент И 18. По заднему фронту сигна- ла счетчик 5 устанавливаетс  в код, соответствующий заданному значению ин0 тервалов измерени  скорости, и на выходе мультиплексора 2 по вл етс  сигнал от последнего датчика 1( ДМ). Этот сигнал запускает измеритель 3 временных интервалов по заднему фронту и включает по заднему

5 фронту по S-входу первый триггер 15. С выхода этого триггера открываетс  первый элемент И 17 дл  прохождени  стробирую- щих сигналов дл  вычислител  4, сформированный из переднего фронта сигнала на

0 выходе мультиплексора 2 и задержанный первым элементом 10 задержки сигнала. Через врем , задаваемое четвертым элементом 13 задержки сигнала, блокируетс  первый и второй элементы 7,8 запрета, че5 рез врем , задаваемое вторым элементом задержки сигнала, срабатывает по заднему фронту сигнала счетчик 5. Причем, если при пр мом пересчете датчиков на вход задани  режима работы счетчика подавалс  ноль, то

0 теперь с выхода второго триггера 15 на его вход задани  режима работы поступает единица и счетчик 5 начинает уменьшать свой код от записанного в нем кода до нул  при поступлении на его С-вход счетного импуль5 са. На выходе мультиплексора 2 последова- тельно по вл ютс  импульсы от соответствующих датчиков, и в измерителе 3 временных интервалов происходит определение времени прохождени  объектом

0 рассто ни  между датчиками. При формировании стробирующего сигнала на вычислителе 4 в нем производитс  операци 

А О

определени  скорости по формуле V -ду

5 Так продолжаетс  до срабатывани  первого датчика 1(Д1), сигнал с которого не поступает через закрытый элемент 7 запрета на R-вход триггера 16, но, поступив через мультиплексор 2 и второй элемент 11 задержки

0 сигнала на счетный вход счетчика 5, приводит к его срабатыванию на выходе переноса . Этот импульс, пройд  через открытый второй элемент И 18 и через элемент ИЛИ 19, сбрасывает первый триггер 15 по задне5 му фронту в исходное состо ние, то есть после завершени  формировани  последнего стробирующего сигнала вычислител  4 устройство переходит в состо ние готовности измерени  скорости следующего объекта . При этом счетчик 5 находитс  в нулевом

состо нии, а триггер 16 может находитьс  как в нулевом, так и в единичном состо нии и при приходе сигнала с первого или последнего датчика (Д 1 или ДМ) устройство измерени  скорости произведет выбор соответствующего алгоритма функционировани  устройства измерени  скорости объекта, движущегос  как в направлении в пор дке возрастани  датчиков, так и в обратном направлении.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  скорости перемещени  объекта, содержащее N датчиков , подключенных к входам мультиплексора, управл ющие входы которого соединены с выходами счетчика, первый и второй элементы задержки сигнала, измеритель временных интервалов, подключенный к входам вычислител , строби- рующий вход которого через первый элемент задержки соединен со стробирую- щим входом измерител  временных интервалов , формирователь импульсов, подключенный к входу второго элемента задержки , компаратор, входы установки счетчика , отличающеес  тем, что, с целью расширени  области применени , в качестве компаратора применен цифровой компаратор , а счетчик выполнен реверсивным, дополнительно введены три элемента задержки сигнала, три элемента запрета, два триггера, два элемента И, элемент ИЛИ,

   0

   5

   0

   5

   0

   причем входы установки счетчика соединены с первыми входами цифрового компаратора , вторые входы которого соединены с выходами счетчика, выходы первого и последнего датчиков соединены соответственно с первыми входами первого и второго элементов запрета, выходы которых соединены соответственно с S и R-входами второго триггера, выход которого соединен с первыми входами второго элемента И, третьего элемента запрета и входа режима счетчика, вход записи которого соединен с выходом второго элемента запрета, а выход переноса соединен с вторым входом второго элемента И, выход которого через элементы ИЛИ соединен с R-входом первого триггера, выход которого через четвертый элемент задержки соединен с вторыми входами первого и второго элементов запрета, а через первый элемент И - со стробирую- щим входом вычислител , выход мультиплексора соединен с S-входом первого триггера, входами измерител  временных интервалов, формировател  импульсов и третьего элемента задержки, выход которого соединен со счетным входом счетчика, а через п тый элемент задержки - со строби- рующим входом цифрового компаратора, выход которого через третий элемент запрета соединен с входом установки счетчика и вторым входом элемента ИЛИ, выход второго элемента задержки соединен с вторым входом первого элемента И.