Устройство для измерения скорости линейного перемещения объекта

(19) 51)5 С 01 Р 3 ОБ А фае ого аею ГОСУДАРСТВЕННЫИКОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬТИПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(56) Автооское свидетельство СССРМ 1137"Э 2, кл. 6 01 Р 3/64, 1985,Авторское свидетельство СССРМ 1569714, кл, 8 01 Р 3/36, 21.10.87,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения скорости объектов, движущихся вдольлинейной заданной траектории. Цель изобретения - повышение точности измеренияза счет локализации отсчетов на базовомотрезке и расширение функциональных воэможностей за счет определения направления движения объекта, Излучение источников 1, 2 неоднократно пересекает под прямым углом траекторию объекта с помощью системы отражателей 5, образующих многопроходовый зеркальный резонатор, По другую сторону оси резонатора расположены приемники 3, 4 излучения. При пересечении объектом пары лучей на измерительном интервале Х 1-Х 2 попеременное изменение засветки приемников приводит к включению, счету временного интервала и выключению измерителя временных интервалов. По измеренному временному интервалу и базовому расстоянию а = Х 1-Х 2 вычислитель 12 определяет скорость объекта. По очередности пересечения первой пары лучей логические элементы 6, 7, 8 и триггеры 16, 17 формируют выходной сигнал, несущий информацию о направлении движения объекта. 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано дляизмерения скорости объектов, движущихсяпо линейной заданной траектории.Целью изобретения является повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей за счетопределения направления движения объекта,Структурная схема устройства приведена на чертеже.Устройство содержит первый и второйистоЧники 1 и 2, первый и второй приемники3 и 4 излучения, две системы отражателей 5,образующие многопроходовый резонатор,элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, два элемента И 7, 8, генератор 9 импульсов, счетчик10, одновибратор 11, вычислитель 12, делитель 13 частоты, первый и второй элементы14 и 15 задержки, первый и второй триггеры16 и 17. Отражатели 5 в каждой из двухсистем расположены так, что лучи от источников 1, 2 к приемникам 3, 4, отражаясь подсоответствующим углом, многократно пересекают траекторию движения обьекта в точках измерения скорости движения,оставаясь параллельными друг другу и создавая базовое расстояние а, равное расстоянию между лучами, для измерениявремени его прохождения обьектов,Приемники 3, 4 расположены на другомконце траектории движения объекта и подругую сторону от нее. Выходы приемников3, 4 подключены к входам элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ б и к первым входамэлементов И 7, 8, вторые входы которыхобъединены и подключены к выходуэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, к входу управления генератора 9 импульсов, а черезодновибратор 11 к входу первого элемента14 задержки и счетному входу делителя 13частоты. Выходы элементов И 7, 8 подключены к Я-входу соответствующего триггера16, 17, инверсные выходы которых соединены с третьим входом противоположногоэлемента И 8, 7. Первый В-вход триггеров16, 17 подключен к выходу делителя 13 частотыВыход генератора 9 импульсов соединен с С-входом счетчика 10, первыйуправляющий В-вход которого соединен че-рез второй элемент 15 задержки с входомстробирования вычислителя 12 и выходомпервого элемента 14 задержки. Информационные выходы счетчика 10 соединены синформационным входом вычислителя 12, вкоторый вводится также информация о базовом расстоянии устройства. Вторые установочные Й-входы триггеров 16; 17 исчетчика 10 подключены к входу установкиустройства в исходное состояние. Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии в память вычислителя 12 занесена информация о базовом 5 расстоянии а между лучами, счетчик 10 обнулен, а триггеры 16, 17 установлены в нулевое состояние, обеспечивающее прохождение сигнала с выхода приемников 3, 4 на соответствующий: триггер 16, 17 при 10 срабатывании одновременно элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, В делитель 13 частоты занесен коэффициент деления, равный количеству точек измерения (количеству пересечений траектории одним лучом). При 15 появлении обьекта на траектории движения(вдоль оси резонатора), например, в точке х он перекрывает луч от источника 1 к приемнику 3, и на выходе последнего формируется сигнал. При этом на выходе элемента 20 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ б формируется сигнал, а на Я-вход второго триггера 17 поступает импульс, взводя его, В результате на третьем входе первого элемента И 7 исчезает разрешающий сигнал, и при появлении 25 импульса на выходе второго приемника 4триггер 16 не взводится. Второй триггер 17 регистрирует направление движения объекта благодаря возбуждению соответствующего выхода устройства (выход 2), 30 Регистрация направления движения, такимобразом, обеспечивается идентификацией очередности пересечения лучей от источника излучения первого и второго датчиков, Изменение этой очередности при пересече нии первой пары лучей свидетельствует обизменении направления движения объекта на противоположное.При отсутствии сигнала на выходе второго приемника 4 запускается генератор 9 40 импульсов, поскольку срабатывает элементИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6. При срабатывании второго приемника 4 на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ б исчезает сигнал высокого уровня и генератор 9 прекращает 45 генерировать импульсы. Таким образом, всчетчике 10 накапливаются импульсы эталонной частоты в течение времени прохождения объектом базового расстояния а, После завершения измерения базового рас стояния а задний фронт сигнала с выходаэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6, выделенный одновибратором 11 и задержанный первым элементом 14 задержки, стробирует запись в вычислитель 12 состояния счетчика 55 10, после чего начинается вычисление скорости по формуле ч =- , гдеЛ 1 -а2 Жинтервал времени прохождения базового расстояния а. После занесения состояния1661644 Составитель А.ТимофеевТехред М.Моргентал Корректор О.Кравцова Редактор Т,Юрчикова Заказ 2119 Тираж 315 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат ".Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 счетчика 10 в вычислитель 12 он сбрасывается в исходное состояние импульсом с выхода второго элемента 15 задержки, Сброс в исходное состояние устройства осуществляется после того, как происходит измерение,скорости во всех точках пересечения лучом траектории и делитель 13 частоты срабатывает, устанавливая триггеры 16, 17 в исходное состояние.При движении объекта в другом направлении первым пересекается другой луч и при срабатывании элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6 сигнал проходит на вход первого триггера 16 через первый элемент И 7. В . результате возбуждается соответствующий выход устройства (выход 1), При этом измерение скорости осуществляется так же, как и в первом случае.Повышение точности измерения в каждой точке происходит за счет уменьшения базового расстояния, что эквивалентно повышению локализации отсчетов скорости.Формула изобретения Устройство для измерения скорости линейного перемещения объекта, содержащее первый источник и первый приемник излучения, оптический резонатор, состоящий из отражателей, установленных по обеим сторонам продольной оси резонатора, так, что сумма углов падения (2 и)-го и 2 и-го отражателей равна 90 о, где и = 1, 2, , й, содержащее вычислитель, измеритель временных интервалов, содержащий генератор импульсов, одновибратор, два элемента задержки, первый ЙЯ-триггер, счетчик, делитель частоты, причем выход одновибратора подключен к входу первого элемента задержки, выход которого подключен к стробирующему входу вычислителя и через второй элемент задержки к первому управлярщему входу счетчика, выход 5 генератора импульсов подключен к счетному входу счетчика, выход которого подключен к информационному входу вычислителя, второй установочный вход счетчика соединен с вторым установочным В-входом пер вого триггера, первый установочный й-входкоторого подключен к выходу делителя частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей за счет 15 определения направления движения объекта, в измеритель временных интервалов введены логический элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, два элемента И, второй ВЯ-триггер, второй источник и второй приемник 20 излучения, при этом каждый источник и каждый приемник излучения попарно расположены по разным сторонам оси резонатора, выходы первого и второго приемников подключены к входам элемента ИСКЛЮЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ и к первым входамсоответственно первого и второго элемен- .тов И, выходы которых подключены к Я-входам соответственно первого и второго ЙЗ-триггеров, инверсные выходы которых 30 подключены к третьим входам соответственно второго и первого элементов И, причем выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к вторым входам элементов И, входу одновибратора и управляющему вхо ду генератора импульсов, а выход одновибратора соединен с входом делителя частоты.