Устройство для измерения параметров движения отцепов на сортировочной горке

Комитет Российской о патентам и товар Федерации вю знакам ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ПАТЕНТУ(75) Шелухин ВИфомин АФМалышев ИН; Бахарев ВА Смычек МА(73) Московский институт инженеров Железнодорожного транспорта(И) УСТРОЙСТВО ДОЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОТЦЕДОВ НА СОРТИвт 3 Ш (и) 2003543 С51)В 61117 06 РОВОЧНОИ ГОРКЕ(67) Использование: дпя измерения параметров движения отцепов на сортировочной горке. Сущность изобретения: устройство содержит блок вы деления высокочастотной составпаощей допперовского сигнала, приемопередающую антенну, преобразователь допперовского сигнала управляемый генератор импульсов, делитель частоты триггер и регистратор 1 илИзобретение относится к устройствам железнодорожной автоматики и телемеханики, в частности к устройствам автоматизированного регулирования скорости скатывания отцепов на сортировочных горках,Известно устройство для измерения ускорения движения отцепов на сортировочной горке, содержащее высокочастотный блок выделения доплеровского сигнала, формирователь, регистратор, преобразователь частоты в напряжение, связанный с выходом формирователя, управляемый генератор, делитель частоты.Это устройство позволяет измерять скорость и ускорение движения отцепа, Однако, как показывает опыт эксплуатации, входной высокочастотный сигнал, отраженный от отцепа и поступающий на вход антенны, имеет сильно флюктуирующий характер. Длительность его пропаданий вследствие интерференционных замираний достигает 40 длительности всей реализации. отраженного сигнала. Более того, в режиме торможения отцепов величина отрицательного ускорения достигает 3 м/с,В таких условиях эксплуатации известная схема формирователя, содержащая усилитель, дифференцирующую цепь, блок восстановления импульсов, не обеспечивает высокой точности измерения по следующим причинам:при длительных пропаданиях схема восстановления импульсов не эффективна, поскольку формирует кратковременную серию импульсов постоянной частоты, длительность которой, как правило, меньше длительности фактического пропадания сигнала;эа время пропадания сигнала во время интенсивного торможения скорость, т,е, доплеровская частота, изменяется, а схема восстановления формирует последовательность импульсов постоянной частоты,Таким образом, вследствие отсутствия узлов слежения за частотой входного сигнала и схемы фиксации интервала пропадания возникает динамическая погрешность измерения параметров движения: скорости и, как следствие, ускорения. Целью изобретения является повышение точности измерения параметров движения,Цель достигается тем, что устройство дополнено преобразователем доплеровского сигнала, содержащим две петли слежения за изменением входной доплеровской частоты: на базе цифрового фазового детектора и цифрового частотного детектора, а также узлом селекции длительности пропадания входного сигнала, опорным генератором и узлами логической связи иуправления,5 На чертеже представлена схема устройства для измерения параметров движенияотцепов на сортировочной горке.Устройство содержит блок 1 выделениядоплеровской частоты из высокочастотного10 сигнала, подключенный к приемопередающей антенне 2. Блок 1 состоит из циркулятора 3, к плечам которого подключенысоответственно генератор сверхвысокочастотного сигнала 4 и смеситель 5, один вход15 которого подключен к одному из выходовциркулятора 3, а другой - к другому выходуциркулятора, Выход блока 1 подключен квходу преобразователя доплеровского сигнала 6, Преобразователь доплеровского сигна 20 ла б состоит из усилителя-ограничителя.1,связанного выходом с входом формирователяфронта импульса 8, подключенного выходомк входам цифрового частотного детектора17, схемы селекции пропаданий 19 и цифро 25 вого фазового детектора 9, выход которогоподключен к входу цифрового интегратора10 и к одному входу устройства добавлениявычитания импульсов 15. Один выход цифрового интегратора 10 соединен с входом30. цифроаналогового преобразователя 11, выход которого связан с входом фильтра низких частот 12, другой .выход цифровогоинтегратора 10 соединен с вторым входомсхемы управления 18, выход которой связан35 с другим входом цифрового интегратора 10,Третий выход цифрового интегратора 10подключен к входу преобразователя код-частота 13, другой вход которого связан с одним выходом опорного генератора 14,40 другой выход которого связан с вторым входом схемы селекции пропаданий 19, выходкоторой подключен к второму входу цифрового частотного детектора 1.7. Выход цифрового частотного детектора 17 соединен с45 одним входом схемы управления 18. Выходпреобразователя код-частота 13 подключенк второму входу устройства добавления-вычитания импульсов 15, к третьему входу которого подключен третий выход опорного50 генератора 14. Выход устройства добавления-вычитания импульсов 15 связан с входом делителя частоты 16, выход которогоподключен к третьему входу цифрового частотного детектора 17, к второму входу циф55 рового фазового детектора 9 и к одномувходу регистратора импульсов 23.Выход преобразователя доплеровскогосигнала б подключен к одному входу управляемого генератора 20 импульсов, другойвход которого подключен к выходу счетноготриггера 22, а выход подключен к входу другого делителя частоты 21, выход которого связан с входом счетного триггера 22,Другой выход преобразователя доплеровского сигнала 6 и выход делителя частоты 21 подключены к входам регистратора импульсов 23. Регистратор импульсов 23 состоит из двух ключей 24 и 25, двух триггеров 26 и 27 и реверсивного счетчика 28. интегральную составляющую сигнала коррекции, Пропорциональная составляющая сигнала коррекции с выхода цифрового фазового детектора 9.поступает на первый вход устройства добавления-вычитания импульсов 15. Интегральная составляющая сигнала коррекции с выхода преобразователя код-частота 13 поступает на второй вход устройства добавления-вычитания импульсов 15, в котором происходит добавление или вычитание импульсов сигнала коррекции из тактовой последовательности опорного генератора 14, поступающей на третий вход устройства добавления-вычитания импульсов 15. Сигнал с выхода устройства до 50 бавления-вычитания импульсов 15 55 поступает на вход делителя частоты 16, на выходе которого формируется выходной опорный сигнал, который поступает на второй вход цифрового фазового детектора 9 и 10Устройство работает следующим образом.Измеритель параметров движения отцепов устанавливают на междупутье в начале измерительного участка. При появлении 15 отцепа в зоне действия радиолокационного измерителя отраженный от него сигнал, несущий информацию о скорости движения, преобразуется в блоке 1 и подается на вход преобразователя доплеровского сигнала 6 в 20 аиде низкочастотного сигнала доплеровской частоты, В преобразователе доплеровского сигнала 6 этот сигнал усиливается усилителем-ограничителем 7 и из усиленного сигнала формирователем фронта импуль са 8 выделяется передний фронт импульса. Этот сигнал поступает на первый вход цифрового фазового детектора 9, а на его второй вход - выходной опорный сигнал. В зависимости от знака разности фаз на 30 выходе цифрового фазового детектора 9 формируется импульсный сигнал ошибки. С выхода цифрового фазового детектора 9 сигнал ошибки поступает на один вход цифрового интегратора 10, Код, накопленный в 35 цифровом интеграторе 10, поступает на преобразователь код-частота 13, который из тактовой последовательности, поступающей от опорного генератора 14, формирует на вход цифрового частотного детектора 17, Сигнал коррекции обеспечивает в режиме слежения подстройку опорного сигнала так, чтобы фазовая ошибка была близка к нулю. В режиме слежения количество импульсов входного и выходного сигналов за фиксированный промежуток времени одинаково. В этом случае на выходе цифрового частотного детектора 17 отсутствует сигнал коррекции. И в этом случае в схеме управления 18 постоянно записан код Й старших разрядов цифрового интегратора 10, В режиме вхождения в синхронизм при разнице количества импульсов входного и выходного сигналов за фиксированный промежуток времени на выходе цифрового частотного детектора 17 формируется сигнал коррекции, осуществляющий пошаговое изменение кода, который с помощью схемы управления 18 управляет состоянием И старших разрядов цифрового интегратора 10. Таким образом осуществляется быстрая перестройка по частоте входного сигнала. Сигнал с. выхода формирователя фронта импульса 8 поступает также на один вход схемы селекции пропаданий 19, на второй вход которой поступает сигнал с опорного генератора 14, Схема селекции пропаданий 19 осуществляет сравнение результатов счета импульсов, поступаощих с опорного генератора 14 в течение двух смежных периодов входного сигнала, Если разница счета превышает выбранный порог, то формируется сигнал блокировки цифрового частотного детектора 17, что предотвращает ложную подстройку частоты в режиме замираний входного сигнала, Цифровой код, накопленный в цифровом интеграторе 10 является оценкой значения доплеровской частоты и поступает на последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь 11 и фильтр низких частот 12 для преобразования в аналоговый сигнал, пропорциональный скорости движения. Сигнал с выхода делителя частоты 16 является отфильтрованным дискретным сигналом доплеровской частоты входного сигнала,Все блоки, входящие в устройство для измерения параметров движения отцепов на сортировочной горке, не новы и их конкретная реализация хорошо известна, Однако связи, приведенные между ними, не известны и не применяются ни в одном из известных устройств. Следовательно, можно сделать вывод, что предлагаемое устройство отвечает условиям "существенные отличия" и "новизна",(56) Авторское свидетельство СССРМ 1437284, кл, В 61 1 17/00, 1986.2003543 Составитель В, ШелухинТехред М.Моргентал Корректор Редактор М. ЦалихинЗаказ 3301 тра Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5 роизводственно-иэдательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я низких частот, вход которого подключен квыходу цифроаналогового преобразоватеУСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПА- ля, вход которого подключен к первому вы- РАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОТЦЕПОВ НА ходу цифрового интегратора, второй выход СОРТИРОВОЧНОЙ ГОРКЕ, содержащее, 5 и первый вход которого подключены соотрасположенную в начале измерительного ветственно к первому входу и выходу элеучастка приемопередающую антенну, к ко- мента сравнения,.третий выход - к первому торой подключен вход блока выделения входу преобразователя код - частота, а втовысокочастотной составляющей доплеров- рой вход - к выходу фазового детектора, скогосигнала, выход которогоподключен к 10 одним входом подключенного. к выходу входу преобразователя доплеровского сиг- формирователя импульсов по фронту вход- нала, включающего в себя усилитель, вхо- ного сигнала, а другим входом - к выходу дом которого образован вход делителя частоты, вход которого соединен преобразователя, а выход подключен к с выходом блока добавления-вычитания входу формирователя импульсов по фронту 15 импульсной последовательности, один входного сигнала, и цифроаналоговый пре- вход которого подключен к выходу фазовообразователь, один выход преобразовате- го детектора, другой вход - к выходу преобля доплеровского сигнала подключен к разователя код - частота, а третий вход - к одному входу управляемого генератора одному иэ выходов генератора опорного импульсов, выход которого подключен к 20 сигнала, другой выход которого соединен с входу делителя частоты, связанного выхо- вторым входом преобразователя код - часдом с входом триггера, выход которого тота, а третийвыход - с первым входом сеподключен к второму входу управляемого лектора длительности времени отсутствия генератора импульсов, и регистратор им- сигнала, другой вход которого подключен к ,пульсов, один вход которого подключен к 25 выходу формирователя импульсов по выходу делителя частоты, а другой - к вто- фронту входного сигнала, соединенному с рому выходу преобразователя доплеров-, первым входом цифрового частотного деского сигнала, отличающееся тем, что пре- тектора, второй вход которого подключен к, образователь доплеровского сигнала выходу делителя частоты, а третий вход- к снабжен делителем частоты, фаэовым де- выходу селектора длительности времени тектором, цифровымчастотным детекто- отсутствия сигнала, а выход - к второму ром, селектором длительности времени от- входу элемента сравнения, при этом втосутствия сигнала, генератором опорного рыми входами фазового и цифрового чассигнала, блоком добавления-вычитания 35 тотного детекторов образован второй вход импульсной последовательности, преобра- преобразователя, а выходом фильтра низэователем код - частота, цифровым интег-,ких частот образован первый выход преобратором, элементом сравнения и фильтром . разователя.