Способ измерения параметров движения объекта и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН О 9 БО и 1 Р 3/4 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ низводится вычислелоке 7 - ускорение ях координатыние скорости вв блоке 8. 2 с.п. ф-лы, 1 и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики при Горьковском государственномуниверситете им. Н.И, Лобачевского(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к областиизмерительной техники и может, бытьиспользовано для выдачи в цифровомвиде и с высокой точностью значенийкоординаты перемещений, скорости иускорения и позволяет повысить точность измерения путем применения способа усреднения измеряемых.величин.Для этого входной сигнал преобразуется в сигнал с широтно-импульснои модуляцией (ШИИ) в виде прямоугольных импульсов чередующейся полярности и разной длительности. Полученный сигнал ШИМ содержит информацию о координате перемещения объекта измерений, заполняется импульсами опорного генератора. Производят измерение длительности периодов повторения сигналов путем счета импульсов заполнения с выбранной кратностью измерения л . Устройство для осуществления способа содержит блок преобразования 1 входного сигнала в сигнал ШИМ. В блоке 2 управления операциями счета установлена кратность измере- Е ния и, Накопленные значения в блокел 3 измерения длительности периодов и в блоке 5 измерения средних значенийпоступают в блок 6 измерения координаты перемещения, в каждый при помощи задатчика занесено значение масштабного коэффициента, По полученным значениям в трех смежных значени1206706 3Е между величинами сх;, сх; ис х. Они составляют соответ 1 Ф 2ственно: 0,5 л ст;+ 0,5 с с.м и0,5,псТ,+ 0,5 и с т , Тогда значения средних скоростей, отнесенныеЭк серединам указанных интервалов, вычисляются следующим образом: 10 15 20 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь- зовано для выдачи в цифровом виде и с высокой точностью значений координаты перемещений, скорости и ускорения.Цель изобретения - повышение точности измерения путем применения ме-, тода усреднения измеряемых величин.На фиг. 1 представлена диаграмма, поясняющая способ измерения средних значений сТ и с о; в течении одной серии измерений, на фиг. 2 - цикл из Й измерений на фиг, 3 - блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.Предлагаемый способ заключается в следующем.Входнойцикл преобразуется в сигнал с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) в виде прямоугольных импульсов чередующейся полярности и разной длительности (фиг. 2). Полученный сигнал БИМ содержит информацию о координате перемещения объекта измерений заполняется импульсами опорногоУгенератора. Производят измерение длительности периодов повторения сигналов путем счета импульсов заполнения с выбранной кратностьюизмерения ииИнтервал времени Й=с: Т; ис,1 игде с =-Е; - среднее значениеи, Чпериода повторения сигнала в -й се-рии измерений, определяет длитель" ность этой серии измерений. Синхронно с измерениями значений Т производится счет импульсов заполнения ь - длительности однополярных (положительных) импульсов сигнала с ШИМ (фиг, 1). При этом в -й серии измерений производится и раз пуск и останов счета импульсов заполнения с целью получения усредненной величины с 2 , Т , характеризующейии . Чкоординату перемещения, Среднее значение координаты, отнесенное к середине интервала ь 1 иТ; , находят по формулесх с - 0 Л, где Смасштабныйкоэффициент.. Зная значения сх; в трех смежных сериях измерений, можно определить значения первой и второй производных, т,е. скорости и ускорения, поскольку известны интервалы времени дх сХ- сХ;с ) ф 31 ф 05 п(сТ,+Т,+ ) с х 1,-с х 1+с -,й (фр 2 0,5 ис,и+сТ+ ) Среднее значение, отнесенное к середине интервала времени, между найденными значениями скорости равно с 1 х дхс --с -Д 1 М 2цС"+1 0,25(сТ;+2 Т,+сТ, )Устройство для осуществления пред лагаемого способа (фиг. 3) содержитблок 1 преобразования входного сигнала в сигнал ШИМ, блок 2 управленияоперациями счета, блок 3 измерениядлительности периодов повторения импульсов, блок 4 опорного генератора, З 0 блок 5 измерения средних значенийс 2;длительности положительных импульсов с ШИМ, блок 6 вычислениясреднего значения. координаты, блок 7вычисления скорости, блок 8 вычис ления ускорения.Устройство работает следующим образом.Входной сигнал преобразуется вблоке 1 в сигнал ШИМ, В блоке 2 уста навливается кратность измерения иПо сигналу начала измерения происходит синхронный запуск и счет импульсов опорного генератора 4 блоком3 измерения длительности периодов 45 и блоком 5 измерения средних значений с ;, Накопленные значения в блоках 3 и 5 поступают в блок 6 измерения координаты перемещения, в каждыйпри помощи задатчика занесено значение 50 масштабного коэффициента С. Далее пополученным значениям в трех смежныхзначениях координаты производится вычисление скорости в блоке 7, ускорение " в блоке 8.Формула изобретения 1. Способ измерения параметров движения объекта, основанный на раз1206706 20 25 30 аэ 8704/46 Тираж 778 Подписно ИИПИ тент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 Филиал ППП биении времени на интервалы заданной длины Й , измерении значений координат перемещений, определении значений скорости и ускорении по методу производной о т л и ч а ю щ и й с я 5 тем, что, с целью повышения точности измерений, входной сигнал преобразуют в сигнал с широтно-импульсной модуляцией и параметры движения определяют в течение цикла измерений, со стоящего ив .Й серий измерений, причем М3, каждая серия измерений име" ет длительность й = йТ; , где с 1;= 1- - усредненное значение1)15 периода повторения Т," импульсов, а ,значение координаты перемещения опре- деляют путем нахождения усредненного значения ; длительности сигналов с широтно"импульсной модуляцией одной полярности, например положительной,1 впо формуле;с.г- " и вы-ь 1 3т числяют координату по формулес 2;сх 1С -05где С - масштабный коэффициент, а среднее значение первых производных находят по формуле3 х сХ;-сх;- .Й +1 0,5(ст,+Т) средние значения вторых производных(ускорения) находят по результатам .трех смежных измерений по формулеИх дк--с - .,с 3 Х Ю +11+21,н 1111 Ф 1 ф 21+12, Устройство для измерения параметров движения объекта, содержащеегенератор опорной частоты, блокипреобразования информации, управления операциями счета и последова- .тельно соединенные блок вычислениясреднего значения координаты, блоквычисления скорости и блок вычисления ускорения, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, в него дополнительновведены блок измерения средних значений однополярных импульсов широтно-импульсной модуляции, напримерположительных, блок измерения, длительности периода, первые входы которых подключены к выходу блока управления операциями счета, а вторые входы - к опорному генератору,выход блока измерения средних значений подключен к входу блока вычисления средних значений координаты,а выход блока измерения длительностипериода - к вторым входам блока вы"числения средних значений, блока вычисления скорости, блока вычисления ускорений.