SU873128A1 - Устройство дл измерени скорости - Google Patents

Description

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения скорости подвижного состава на железной дороге.

Известно устройство, содержащее , генератор тактовых импульсов, два делителя частоты с регулируемым коэффициентом деления,, включенные последовательно между генератором тактовых импульсов и счетчиком, причем каждый делитель делит частоту тактовых импульсов на коэффициент, равный показанию счетчика, блок для отображения показаний счетчика в конце периода 15 измерения, выполняющий измерение ' скорости путем определения времени, необходимого для прохождения заданного расстояния, в котором, с целью получения пропорциональной зависимое- 20 ти выходного параметра от скорости, изменяют частоту тактового генератора по гиперболическому закону [1].

Недостатком такого устройства является большая сложность. *5

Известен также цифровой измеритель скорости, состоящий из двух путевых датчиков, двух формирователей импульсов, схемы выработки установочныхсигналов, триггера управления, гене- 30 ратора тактовых импульсов, схемы формирования стробирующих импульсов, счетчика импульсов, нелинейного дешифратора, устройства цифровой индикации, устройства формирования времени индикации и сброса счетчика [2].

Однако в этом устройстве для определения скорости движения отцепов с одинаковой абсолютной погрёшностью во всём диапазоне измеряемых скоростей декодируется состояние не всех триггеров двоичного счетчика, а лишь тех, которые отвечают значениям скорости ± av, где Уф_ЯКТ ·^χ фактическая скорость движения объекта, км/ч» av - принятая дискретность, км/ч.

Недостаток измерителя скорости с нелинейным дешифратором заключается в низкой точности и сложности, а повышение точности вызывает усложнение конструкции, увеличение размеров, веса, энергоемкости.

Целью изобретения является увеличение точности измерения, расширение пределов измерения, уменьшение размеров, веса и энергоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены генератор тока, ключи и резисторы, причем один вывод генератора тока подключен к ключам, управляющие выводы которых соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, а выходы - с соответствующими резисторами, другие выводы которых подключены к другому выводу генератора,тока, при этом в качестве индикатора применен вольтметр, который подключен параллельно генератору тока,.

В основу устройства положен метод электромеханических аналогий, в соответствии с которым мощно заменить неэлектрическую зависимость скорости ν объекта от времени t прохождения заданного участка S

V =——

I io+t аналогичной, протекавшей в электрической цепи, зависимостью падения напряжения и от проводимости G цепи где t₀ - время, за которое объект проходит заданный отрезок пути с максимальной измеряемой скоростью;

G_o - постоянная проводимость цепи.

Если проводимость цепи изменяется пропорционально времени t,

G = gt , где g - коэффициент пропорциональности (, то, при соответствующем выборе S, I, и g , скорость ν численно равна падению напряжения на проводимости Gq + G

V ^{3 км v К 4} где К - коэффициент пропорциональноекм ^ти 77в

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство для измерения скорости содержит два путевых датчика 1,1' ; два формирователя импульсов 2,2* ; блок 3 выработки запрета сигналов датчиков, триггер управления 4, генератор 5 тактовых импульсов, счетчик импульсов б, ключи 7 (например транзисторы), управляемые соответствующими выходами счетчика, весовые резисторы 8, подсоединенные одними выводами к соответствующим ключам, а другими - к генератору тока, генератор тока 9, индикатор 10 (вольтметр) , блок формирования интервала индикации и сброса счетчика 11.

Устройство для измерения скорости работает следующим образом.

Объект, скорость которого необходимо измерить, перемещается вдоль ' датчиков. Датчик 1, регистрирующий прохождение начала заданного пути, вырабатывает сигнал. Формирователь 2 выдает прямоугольный импульс, который поступает через блок запрета сигналов датчиков 3 в триггер управления 4 и устанавливает- его в состояние логической ¹ *1' ¹ . Потенциал управления разрешает прохождение импульсов тактового генератора 5 в счетчик 6. Датчик 1*, фиксирующий прохождение конца заданного пути, вырабатывает сигнал, а формирователь 2 - прямоугольный импульс, поступающий через блок запрета 3, в триггер управления, и устанавливает его в состояние логического ''О'¹. Потенциал, разрешающий прохождение импульсов тактового генератора в счетчик б, снимается, счет приос-: танавливается, а счетчик 6 хранит число сосчитанных импульсов. Количество импульсов пропорционально времени прохождения объектом заданного участка пути. Выходом каждого разряда счетчика 6 управляется ключ 7, соединенный последовательно с весовыми резисторами 8 так, что общая проводимость всех цепей, подключенных к генератору тока 9, получается пропорциональной количеству импульсов, и, следовательно, времени прохождения объектом заданного участка. Вольтметр 10 регистрирует значение напряжения на зажимах генератора тока 9, которое пропорционально скорости объекта. Блок формирования интервала индикации и сброса счетчика 11, формирует интервал индикации ₍ в течение которого на блок запрещения выработки запрета сигналов датчиков 3 поступает сигнал, запрещающий прохождение импульсов от формирователей 2 и

2¹ на триггер 4, а после окончания интервала индикации формирует сигнал обнуления счетчика импульсов и снимает запрет на прохождение сигналов от формирователей 2 и 2 . Погрешность устройства определяется в основном погрешностями генератора тока, весовых резисторов, датчиков, количеством разрядов счетчика, разницей потенциалов на включенных ключах, и может быть доведена до долей процента. Диапазон измерения скорости может быть расширен до любых, практически потребных, значений.

Claims (2)

1. t , .,: Изобретение относитс  к области измерительной техники и может быть , использовано дл  измерени  скорости подвижного состава на железной дороге . Известно устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, два делител  частоты с регулируемым коэф фициентом делени ,, включенные nocTieдовательно между генератором тактовы импульсов и счетчиком, причем ка удалй делитель делит частоту тактовых иМпульсов на коэффициент, равный показанию счетчика, блок дл  отображени  показаний счетчика в конце периоду измерени , выполн ющий измерение скорости путем определени  времени, необходимого дл  прохождени  зада ного рассто ни , в котором, с целью получени  пропорциональной зависимое . ти выходного параметра от скорост 1, измен ют частоту тактового генератЪра по гиперболическому закону 1. Недостатком такого устройства  вл етс  больша  сложность, Известен также цифровой измерител скорости, состо щий из двух путевых датчиков, двух формирователей импуль сов, схемы выработки уст,ановочн1ах: сигналов, триггера управлени , гейератора тактовых импульсов, схемы формировани  стробирующих импульсов, счетчика импульсов, нелинейного дешифратора , устройства цифровой индикации , устройства формировани  времени индикации и сброса счетчика 2. Однако в этом устройстве дл  определени  скорости движени  отцепов с одинаковой абсолютной погрешностью во всём диапазоне измер емых скоростей декодируетс  состо ние не всех триггеров двоичного счетчика, а лишь тех, которые отвечают значени м скорости ± av, где Уфд -фактическа  скорость движени  объекта, км/ч KV - прин та  дискретность, км/ч. Недостаток изйерител  скорости с нелинейным дешифратором заключаетс  в низкой точности и сложности, а повышение точности вызывает усложнение конструкции, увеличение размеров , веса, энергоемкости. Целью изобретени   вл етс  увеличение точности измерени , расширение пределов измерени , уменьшение размеров веса и энергоемкости. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство введены генер тор тока, ключи и резисторы, причем один вывод генератора тока подключе к ключам, управл ющие выводы которы соединены с соответствующими выхода счетчика импульсов, а выходы - с со . ответствующими резисторами, другие выводы которых подключены к другому выводу генератора,тока, при этом в качестве индикатора применен вольтметр , который подключен параллельно генератору тока,. В основу устройства положен мето электромеханических аналогий, в соответствии с которым можно заменить неэлектрическую зависимость скорост V объекта от времени t прохождени  заданного участка S 3 аналогичной, протекшощей в электрической цепи, зависимостью падени  напр жени  и от проводимости G цеп при посто нном токе I V--2-- I 0,0-4 где tj, - врем , за которое объект проходит заданный отрезок пути с максимальной изме . р емой скоростью; GQ - посто нна  проводимость це пи. Если проводимость цепи измен етс пропорционально времени t, G gt , где g - коэффициент пропорционально ти (), то, при соответствующем выборе S, I, и g , скорость v численно равна падению напр жени  на проводимости GO + G „ D км ч где К - коэффициент пропорционально км Гв На чертеже изображена схема пред лагаемого устройства. Устройство дл  измерени  скорост содержит два путевых датчика 1,1 ; два формировател  импульсов 2,2 ; блок 3 выработки запрета сигналов датчиков, триггер управлени  4, генератор 5 тактовых импульсов, счетчик импульсов б, ключи 7 (например транзисторы), управл емые соответст вующими выходами счетчика, весовые резисторы 8, подсоединенные одними выводами к соответствующим ключам, а двугими - к генератору тока, генератор тока 9, индикатор 10 (вольт метр) , блок формировани  интервала индикации и сброса счетчика 11, Устройство дл  измерени  скорост рабртает следующим образом. Объект, скорость которого необхо димо измерить, перемещаетс  вдоль датчиков. Датчик 1, регистрирующий прохождение начала задайного пути. вырабатывает сигнал. Формирователь 2 выдает пр моугольный импульс, который поступает через блок запрета сигналов датчиков 3 в триггер управени  4 и устанавливает- его в состо ние логической . Потенциал управлени  разрешает прохождение импульсов тактового генератора 5 в счетчик 6. Датчик l , фиксирующий прохождение конца заданного пути, вырабатывает сигнал, а формирователь 2 - пр моугольный импульс, поступающий через блок запрета 3, в триггер управлени , и устанавливает его в состо ние логического О. Потенциал, разрешающий прохождение импульсов тактового генератора 5 в счетчик б, снимаетс , счет приос-; танавливаетс , а счетчик 6 хранит число сосчитанных импульсов. Количество импульсов пропорционально времени прохождени  объектом заданного участка пути. Выходом каждого разр да счетчика б управл етс  ключ 7, соединенный последовательно с весовы .ми резисторами 8 так, что обща  проводимость всех цепей, подключенных к генератору тока 9, получаетс  пропорциональной количеству импульсов , и, следовательно, времени прохождени  объектом заданного участка. Вольтметр 10 регистрирует значение напр жени  на зажимах генератора тока 9, которое пропорционально скорости объекта. Блок формировани  интервала индикации и сброса счетчика 11, формирует интервал индикации , в течение которого на блок запрещени  выработки запрета сигналов датчиков 3 поступает сигнал , запрещающий прохождение импульсов от формирователей 2 и 2 на триггер 4, после окончани  интервала индикации формирует сигнал обнулени  счетчика импульсов б и снимает запрет на прохождение сигналов от формирователей 2 и 2 . Погрешность устройства определ етс  в основном погрешност ми генератора тока, весовых резисторов, датчиков, количеством разр дов счетчика, разницей потенциалов на включенных ключах , и может быть доведена до долей процента. Диапазон измерени  скорости может быть расширен до любых, практически потребных, значений. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  скорости, содержащее два путевых датчика, выходы которых через формирователи и блок выработки запрета сигналов датчиков подключены к раздельным входам триггера, выход которого соединен со счетчиком импульсов,- ко второму входу которого подключен генератор тактовых импульсов, а к выходу - первый вход блока формировани  интервёша индикации и сброса счетчика, второй вход которого соединен с третьим выходом блока выработки запрета сигналов датчиков, а выход - с установочным входом счетчика импульсов и третьим входом блока выработки запрета сигналов датчика , и индикатор, отличают е ес   тем, что, с целью повышени  точности и расширени  пределов измерени  уменьшени  размеров, веса и энергоемкости , в него введены генератор тока, ключи и резисторы, причем один вывод, генератора тока подключен к ключам, . управл ющие входы которых соединены с соответствующими выходами счетчика импульсов, а выходы - с первыми выводами соответствующих резисторов, вторые выводы которых, подключены к другому ВЫВОДУ генератора тока, при этом индикатор выполнен в виде вольтметра , подключенного параллельно генератору тока. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. патент Великобритании W 1449677, кл. Н 3 Н, опублик. 1976.
2. 2. Автоматика, телемеханика и 1978, № 2, с. 16 (прототип). св зь ,