Устройство для измерения скорости линейного перемещения объекта

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБЪЕКТА(57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и можетбыть использовано для измерения линейной скорости технологических и транспортных объектов, а также при проведении баллистических экспериментов. Цель изобретения - повьппение точности и информативности измерений нафиксированном участке траектории движения объекта. Излучение источника 1 распространяется внутри многопроходового оптического резонатора, состоящего из отражателей 3, попарно расположенных по обеим сторонам его продольной оси. Выходящее иэ резонатора излучение, многократно пересекающее под прямым углом продольную ось, попадает в приемник 2, выход которого подключен к программируемому измерите- лю временных интервалов. Движение объекта вдоль оси резонатора приводит к поочередному экранированию излучения и появлению электрических импульсов на входе измерителя временных интервалов, По измеренным значениям периода сигнала в вычислителе определяются как средняя скорость объекта, так и распределение скорости на заданном участке траектории его движения. 2 ил,Изобретение относится к контроль-.но-измерительной технике, предназначено для измерения скорости линейногоперемещения движущегося объекта в фик 5сированной области пространства и может быть использовано при проведениибаллистических экспериментов,Целью изобретения является ловышение точности измерения средней скорости на заданном отрезке траекторииобъекта и повышение информативностиизмерений за счет повышения пространственного разрешения путем увеличения.15На фиг.1 приведена блок-схема устройства; на фиг.2 - геометро-оптичесКие построения и вывод условия длясуммы углов падения (отражения) длякаждой иэ пар отражателей,20Устройство содержит датчик, состоящий иэ источника 1 и приемника 2 излучения света, две системы 3 отражателей, составляющих многопроходоныйоптический резонатор)одна иэ которыхрасположена по.одну, а другая - подругую стороны, траектории движенияобъекта, измеритель временных интервалов (ИВИ), состоящийнапример,.из счетчика 4, одновибратора 5, перво"го элемента 6 задержки, вычислителя7, КБ-триггера 8, делителя 9 частоты,генератора 10 импульсов и второгоэлемента 11 задержки.Выход приемника излучения датчи 35ка 2 соединен с управляющим входомсчетчика 4 и через одновибратор 5 ипервый элемент О задержки с входомстробирования вычислителя 7 и с Бвходом КБ-триггера 8, а через второй 40элемент 11 задержки с первым К-входом счетчика 4 и с С-входом делителя9 частоты. Выход триггера 8 соединен с управляющим входом генератора10 импульсОВ) ВыхОД которого соеДинен с С-входом счетчика 4. ПервыйК-вход КБ-триггера 8 соединен с основным выходом делителя 9 частоты,счетные выходы которого соединеныс вторыми информационными входами вычислителя 7, к первым информационным входам которого подключены информационные выходы счетчика 4, ВторыеК-входы КБ-триггера 8 и счетчика 4,К-вход делителя 9 частоты подключены к входу установки устройства в исходное состояние,Отражатели резонатора выполненыв виде дискретных зеркальных призменных элементов, расположенных так, что сумма углов падения (отражения) луча на первое и второе, третье и четвертое, пятое и шестое и так далее зеркала, входящие в каждую из двух отраожателей,равны 90 . На фиг.2 показаны два частных случая взаимного расположения зеркал (первого и второго, третьего и четвертого и так далее), входящих в одну из двух систем отражателей, обеспечивающих параллельность падающего и отраженного пучков.Устройство работает следующим образом.В делителе 9 частоты ИВИ в исходном состоянии установлен коэффициент деления, равный количеству тоцек (фиг.1, восемь точек: Х Х),, Х) измерения скорости, В память вычислителя 7 занесены значения длин отрезков О Х; траектории между точками измерения скорости, В исходном состоянии триггер 7 и счетчик 4 обнуленн, При появлении на контролируемой траектории объекта, длина которого вдоль траектории о ( бХ , последний пересекает луч в точке Х траектории движения и перекрывает его, затемняя вход приемника 2, В результате на выходе последнего формируется первый импульс, который вторично сбрасывает счетчик 4 в исходное состояние (через элементы 6 и 11 задержки и одновибратор 5), При исчезновении импульса на выходе приемника 2 (переход объекта в точку (Х ) Х )Х,) траектории) включается счетчик 4 для накопления импульсов по счетному входу счетчика 4, Передним фронтом первого импульса (объект в точке Х, ) включается по Б-входу триггер 8, который включает генератор 10 импульсов, а при включении счетчика 4 в нем начинают накапливаться импульсы эталонной частоты в течение времени прохождения объекта от одного пересечения с лучом (точка Х) до другого пересечения с лучом (точка Х). При вторичном пересечении объектом луча в точке Хт вследствие очередного прерывания светового сигнала на входе приемника 2 на его выходе формируется сигнал, который выключает по управляющему входу счетчик 4, а передним фронтом, выделенным одновибратором 5 и задержанным первым элементом 6 задержки, переписывает состояние счетисходное состояние,10 15 20 25 30 35 Ч; =д Х,уды;,5 156 чика 4 во входной регистр вычислителя 7. После этого через временную задержку, задаваемую элементом 11, счетчик 4 сбрасывается в исходное состояние и после исчезновения сигнала на выходе приемника 2 (переход объекта в точку ХзХ ) Х) начинается измерение интервала времени между двумя пересечениями объектом луча (Х и Х ). После сброса счетчика 4 в точке Х . в делитель 9 час 1тоты поступает счетная единица, и по его счетным выходам задается адрес ячейки памяти вычислителя, в которой занесена информация о значении данного отрезка й Х . траектории. Эта индормация используется для установления соответствия между расстоянием ЛХ, и временем ДС; прохождения этого расстояния объектом, для вычисления в вычислителе 7 скорости Ч, на данном отрезке э Х, траектории по формуле Выборка соответствующего значения интервала траектории й У,; из памяти вычислителя 7 осуществляется, например, импульсом по стробирующему входу вычислителя 7 После прохождения последней точки траектории движения на выходе делителя 9 частоты формируется сигнал, сбрасывающий триггер 8 в исходное состояние и блокирующий работу генератора 10 импуль 9714 б сов, При этом устройс гво приходит в Таким образом, в устройстве осуществляется измерение скорости перемещения объекта одним датчиком (источник излучения - приемник излучения) с повышенной точностью за счет обеспечения возможности многократного пересечения траектории движения объекта зондирующим лучом от одного датчика, При этом измеряется набор значений средних скоростей на существенноменьщих интервалах траектории, лежащих внутри заданного интервала наблюдения, что повышает информативностьизмерений, например, при ускоренномдвижении объекта,Формула изобретения Устройство для измерения скорости линейного перемещения объекта, содержаиее источник и приемник излучения, оптически согласованные через многопроходовый оптический резонатор, измеритель временных интервалов и вычислитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и индормативности измерений, резонатор состоит из М отражателей, установленных по обеим сторонам продольной оси резонатора, так что сумма углов падения (2 п)-го и 2 п-го отражателей равна 90, где п=1,2И.1569714 Г Составитель А,Тимофеевактор И.йулла Техред И,Дидык Корректор М,Максимишинец тв изводстненно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 Заказ 1444ВНИИПИ Госуд Тираж 4 б 6 Подписное ного комитета по изобретениям и о 033, Москва, Ж, Раушская наб.,рытиям при Г 4/5