Устройство для измерения скорости движения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (1) 5)4 С 01 Р 3 6 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ А 88/24-1 .84 .85, Бюл ерных 7(088.8 ское свкл. С 0ое свиде кл. С О(21) 37253 (22) 06.04 (46) 30. 10 (72) С.П.Ч (53) 531. 7 (56) Автор У 526826,Авторск В 3944715,У 4 детельство СССРР 3/64, 1975.тельство СССР1 Р 3/64, 1969. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯСКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ, содержащее подвижную линейку со щелями, приемникизлучения, формирователь и генератор импульсов, счетчики импульсов,два элемента И, цифровой индикатор,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения информативностипроцесса измерения, в него допол"нительно введены два элемента ИЛИ,делитель частоты, триггер, оперативное запоминающее устройство, переключатель, дешифратор и последовательно-параллельный регистр, причемвыход формирователя импульсов связан с входом первого счетчика, первый выход которого соединен с входом первого элемента ИЛИ, второйвход которого подключен к выходуцелителя частоты, а остальные выходы первого счетчика подсоединены к переключателю, общий выводкоторого связан с входом 8 первого счетчика и первым входом второго элемента ИЛИ, второй входкоторого через кнопку связан с полюсом источника питания, выходвторого элемента ИЛИ соединен с входом б триггера, вход Я которогосоединен с выходом первого элемента ИЛИ, прямой выход триггера соединен с входом К делителя частоты,инверсный выход триггера связансо счетным входом второго счетчика и входом первого элемента И,второй вход которого связан с выходом генератора импульсов и входомделителя частоты, выход схемы Исвязан с входом последовательнопараллельного регистра, параллельный выход которого соединен с входом данных оперативного запоминающего устройства, адресный входкоторого соединен с выходом второгосчетчика, а инверсный выход оперативного запоминающего устройствасоединен с параллельньщ входомпоследовательно-параллельного регистра, вход предварительной установки которого соединен с выходомпереноса последовательно-параллельного регистра и входом второгоэлемента И, другой вход которогосоединен с выходом формирователя импульсов, а выход второго элементаИ связан с входом третьего счетчика,выход которого через дешифратор связан с цифровым индикатором.0 1= 2 Б,1 1188Изобретение относится к области измерения параметров движения, в частности к приборам, измеряющим интервал времени прохождения мерного участка, по которому определяется скорость объекта.Целью изобретения является позышение информативности процесса измерения. Нфиг. 1 изображена блок-схема электронной части предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема оптической системы.Устройство содержит приемник излучения 1, формирователь импульсов 2, выход которого связан со счетным входом 3 двоичного счетчика 4, выход 5 которого соединен с входом 6 элемента ИЛИ 7, второй вход 8 эле-мента ИЛИ подключен к выходу 9 и-разрядного делителя частоты 10, остальные выходы двоичного счетчика 4 подключены к переключателю 11, общий ВыВОд которого сВязин с ВхОдОм устиновки нуля 12 двоичного счетчика 4 и входом 13 элемента ИЛИ 14, второй вход 15 которой через кнопку 16 связан с плюсом источника питания, а выход 17 соединен с входом Б предварительной установки 18 триггера30 19, другой установочный вход 20 которого соединен с выходом 21 элемента ИЛИ 7, выход 22 триггера 19 соединен с выходом К установки нуля 23 и -разрядного делителя час тоты 10, выход 24 триггера 19 связан со счетным входом 25 второго двоичного счетчика 26 и входом 27 элемента И 28, второй вход 29 которого связан с выходом гене ратора импульсов фиксированной частоты 30 и входом 31 И -разрядного делителя частоты 10, выход 32 элемента И 28 связан с входом 33 последовательно-параллельного 45 регистра 34, параллельный выход 35 которого соединен с входом данных 36 оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 37, адресный вход 38 которого соединен с выходом 39 50 второго двоичного счетчика 26, инверсный выход 40 ОЗУ 37 соединен с параллельным входом 41 последовательно-параллельного регистра 34, вход предварительной установки 55 42 которого соединен с выходом пере Фноса 43 последоваатель-параллельно-го регистра 34 и входом 44 элемента 658 2 И 45, другой вход 46 которой соединен с выходом формирователя импульсов 2, а выход 47 этого элемента И 45 соединен с входом 48 десятичного счетчика 49, выход 60 которого через дешифратор 51 связан с цифровым индикатором 52. Установка на ноль последовательно-параллельного регистра 34, второго двоичного счетчика 26 и десятичного счетчика 49 производится, кнопкой 53.Оптическая система (фиг,2) включает излучатель 54, приемник излучения 1, измерительную линейку 55 с равномерно распределенными по всей длине на базовое расстояние Б щелями, перпендикулярными направлению движения. Измерительная линейка 55 прикрепляется к подвижной части объекта измерения, излучатель 54 и приемник излучения 1 устанавливаются напротив друг друга с разных сторон измерительной линейки 55 на высоте щелей.Устройство работает в два этапа.На первом этапе, при движении объекта измерения, происходит формирование интервала времени прохождения базового участка, преобразование интервала в пропорциональное количество импульсов, ввод полученных данных в оперативное запоминающее устройство.На втором этапе, после окончания движения, из ОЗУ извлекаются данные о времени прохождения базовых участков в инверсном коде и преобразуются в количество импульсов, пропорциональных скорости.При движении измерительной линейки 55 вместе с объектом измерения на выходе формирователя импульсов 2 появляется серия импульсов, по переднему фронту которых происходит изменение состояния двоичного счетчика 4, Линейные координаты точек траектории, в которых производятся отсчеты скорости, определяются положением переключателя 11 и могут быть определены по формуле где 1 - расстояние от начала движения объекта до точки отсчета, м;- порядковый номер отсчета; ш - порядковый номер разрядадвоичного счетчика 4, котогде Е = К - 10 (Гц) - частота геРнератора импульсов 30,Б Ч(3) рый соединяется с общим выводом переключателя 11;Б - базовое расстояние измерительной линейки54, м.При установке в состояние "1" разряда счетчика 4, который через переключатель 11 связан с входом 13 элемента ИЛИ 14, происходит сброс в "0" счетчика 4 и переключение триггера 19. При этом выход 24 устанавливается в "1", а выход 22 в "О",При прохождении базового участка на вход 3 счетчика 4 поступает очередной импульс, при этом в состояние "1" устанавливается выход 5 двоичного счетчика 4 и через элемент ИЛИ 7 сбрасывает триггер 19 в первоначальное состояние. Таким образом, на выводах триггера 19 формируются импульсы, длительность которых равна интервалу времени прохождения базового участка, интервалы между импульсами равны времени прохождения участков, длина которых определяется по формуле (1).При установке в состояние "1" выхода 24 триггера 19 на выходе 32 элемента И 28 появляется серия импульсов, следующая с частотой которую вырабатывает генератор импульсов 30. Эти импульсы поступают на вход 33 последовательно-параллельного регистра 34, где они суммируются и преобразуются в параллельный код. При сбросе в "О" выхода 24 триггера 19 изменяется состояние второго двоичного счетчика 26, прекращется поступление импульсов на вход 33 последовательно-параллельного регистра 34, На вход адреса 38 ОЗУ 37 с выхода 39 двоичного счетчика 26 поступает код, соответствующий первой мочке измерения скорости, а с выхода 35 последовательно-параллельного регистра 34 на вход данных 36 ОЗУ 37 поступает код, пропорциональный интервалу времени. Число импульсов, поступивших на вход 33 регистра 34, определяется выражениемН (2)(4) 1 = А Б- длина пройденного пути м;- базовый участок м;- показания цифрового индикатораНа этом первый этап работы устройства заканчивается. Информация о параметрах измеренного движения (коор динаты точек и интервалы временипрохождения базовых участков) занесена и ОЗУ 37, на цифровом табло отображается длина пройденного участкав единицах длины базового участка Б, 45 Переход к второму этапу работыустройства осуществляется нажатиемкнопки 53, при этом устанавливаютсяв "0" двоичный счетчик 26, десятичныйсчетчик 49, двоичный счетчик 4, на 50 вход адреса 38 ОЗУ 37 с выхода39 двоичного счетчика 26 поступаетадрес первой точки измерения, а навход 41 последовательно-параллельного регистра 34 с выхода 40 ОЗУ 37 Б поступает инверсный код числа, пропорционального интервалу временипрохождения базового участка, и заносится в последовательно-параллельный где 1. Б 35А188658 4где 1 - длительность прохождениябазового участка;Б - базовый участок измерительной линейки м;5Ч - скорость движения объектав момент прохождения базового участка м/с.Таким образом, за один цикл работыпроисходит формирование интервалавремени, аналого-цифровое преобразование в количество импульсов, преобразование количества импульсов вдвоичный код, формирование адресаточки измерения и запись данныхо интервале времени в двоичном кодев ОЗУ 37,Далее циклы по мере движения измерительной линейки 55 повторяются.С выхода формирователя импульсов2 на вход 46 элемента И 45 поступаетсерия импульсов, количество которыхравно количеству базовых участковБ, пройденных за время движения,Эти импульсы поступают с выхода47 схемы И 45 на вход 48 десятичного счетчика 49 и через дешифратор51 отображается на цифровом индикаторе 52, По показаниям цифрового индикатора определяется пройденный30путь по формулерегистр 34. При этом в регистр 34заносится число К 1 , которое можноопределить по формуле- Я, (5) где М - емкость последовательно-параллельного регистра 34;Б - число ,определяемоепо (2).Далее нажимаем кнопку 16, на вход 15 элемента ИЛИ 14 поступает "1", с ее выхода 17 поступает импульс на вход 18 триггера 19, навыходе 24 триггера 19 появляется "1", а на выходе 22 "0". При этом одновременно начинают работать делитель частоты 10 ф и на выходе 32 элемента И 28 появля. ются импульсы, которые поступают на последовательный вход 33 регистра 34 и суммируются с введенным предварительно числом К ,При поступлении Й импульсов на выходе переполнения 43 последовательно-параллельного регистра 34 появляется импульс, который поступает на вход 44 элемента И 45 и далее в десятичный счетчик 49, а также на вход предварительной установки 42 последовательно-параллельного регистра 34 и в него из ОЗУ 37 вновь вводится число К 1, После поступления Я импульсов последовательно-параллельный регистр вновь переполняется и далее все повторяется до тех пор, пока не будет сброшен триггер 19, а это произойдет после появления на выходе 9 п -разрядного делителя частоты 10 импульса, который через элемент ИЛИ 7 сбрасывает триггер 19. При сбросе триггера 19 на вход 25 двоичного счетчика 26 поступает фронт импульса, по которому, этот счетчик 26 меняет состояние. При этом изменяется на единицу адрес, поступающий на адресный вход 38 ОЗУ 37, а на его выходе 40 появляются данные, соот нетствующие второй точке измерения,и в последовательно-параллельный,регистр 34 вводится новое числоК. За этот цикл работы на вход48 десятичного счетчика 49 поступает количество импульсов, котороеопределяется выражением 10 В К 10 8 Т = - , (б)(2)1- коэффициент деленияделителя частоты 10,полагаем где Я В 15 В=К10 Би20 Подставляя в (6) выражения (2)и (3), получаемК 10К 10ЯГК 10 с 25Ь)10(о- р)10 Ч,ЬТаким образом, в десятичном счетчике 49 записано число, равное скорости прохождения базового участка.Выбор коэффициента делителя частоты 10 и частоты генератора импульсов30 определяется, исходя из допустимых погрешностей квантования интервала времени, диапазона измеряемых 35скоростей и допустимой погрешностипри вычислении скорости.Для вывода на цифровой индикатор52 значений скорости для второй 4 (и последующих точек) траекториидвижения повторно нажимаем кнопку16, чем запускается схема вычисления.Данные о скорости в различных точках сводятся в таблицу и наносятся 45на график или выводятся непосредственно с десятичного счетчика 49 нацифропечатающее устройство. Поэтим данным может быть построенаскоростная характеристика.Заказ 4 илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,739/47 Тираж 89 ВНИИПИ Государственпо делам изобрете 3035, Москва, Ж,Подписное го комитета СССР ий и открытий аушская наб., д.