Устройство для контроля движения объектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1193714 А 119) 28 бв 4 б 08 ОПИСА ЗОБРЕТЕ ЛЬСТ ТОРСКОМУ СВ 43а Трудового Красного льство СССР3/08, 1982.ство СССР7/00, 1975. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский орденЗнамени горный инсти(54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ, содержащее первый, второй и третий датчики, выходы каждого из которых подключены к первому входу соответствующего компаратора, элемент задержки и первый инвертор, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности устройства, в него введены первый, второй, третий элементы И - НЕ, второй третий четвертый, пятый, шестой и седьмой инверторы, первый и второй счетные блоки, выходы первого, второго и третьего датчиков подключены к вторым входам соответственно третьего, первого и второго компараторов, выходы которых соединены с первыми входами соответственно третьего, первого и второго элементов И - НЕ и через соответственно второй, третий и четвертый инверторы с вторыми входами соответственно первого, второго и третьего элементов И - НЕ, выходы которых подключены к входам соответственно пятого, шестого и седьмого . инверторов, выход пятого инвертора соединен с первым входом первого счетного блока и вторым входом второго счетного блока, выход шестого инвертора подключен к второму входу первого счетного блока и первому входу второго счетного блока, выход седьмого инвертора подключен к третьим входам первого и второго счетных блоков, первый выход первого счетного блока соединен с четвертым входом второго счетного блока, первый выход второго счетного блока подключен к четвертому входу первого счетного блока, выход седьмого инвертора через последовательно соединенные элемент задержки и первый инвертор подключен к пятым входам первого и второго счетных блоков, причем вторье выходы первого и второго счетных блоков являются соответственно первым и вторым выходами устройства.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что каждый счетный блок содержит первый, второй, третий и четвертый К 2-триггеры, первый, второй, третий и четвертый элементы И - НЕ и инвертор, первые входы первого, второго и третьего элементов И - НЕ являются соответственно первым, вторым и третьим входами счетного блока, выход первого элемента И - НЕ подключен к К-входу второго К 5-триггера и 5-входу первого КЬ-триггера, прямой выход которого соединен с вторым входом второго элемента И - НЕ и первым входом четвертого элемента И - НЕ, выход которого подключен к второму входу первого элемента И - НЕ, выход второго элемента И - НЕ соединен с 8-входами второго и третьего К 8-триггеров, прямые выходы которых подключены соответственно к вторым и третьим входам четвертого элемента И - НЕ, прямой выход третьего КЬ-триггера соединен с вторым входом третьего элемента И - НЕ, выход Я которого подключен к Я-входу четвертого КЬ-триггера, прямой выход которого соединен с четвертым входом четвертого элемента И - НЕ, выход которого подключен к входу инвертора, выход которого является вторым выходом счетного блока, инверсный выход первого К 8-триггера является первым выходом счетного блока, третий вход первого элемента И - НЕ является четвертым входом счетного блока, К-входы первого, третьего и четвертого К 5-триггеров объединены и являются пятым входом счетного блока.Изобретение относится к системам приема информации и может быть использовано для организационного контроля за перемещением объекта.Цель изобретения - повышение достоверности устройства.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2 - 4 - временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит датчики 1 - 3, компараторы 4 - 6, инверторы 7 - 13, элемент 14 задержки, элементы И - НЕ 15 - 17, счетные блоки 18 и 19. Каждый из счетных блоков 18 и 19 состоит из элементов И - НЕ 20 - 23, КЬ-триггеров 24 - 27 и инвертора 28.Устройство работает следующим образом.На передающей стороне в отсутствие сигнала с объекта потенциалы на выходе датчиков 1 и 2 равны логическому 0, на выходе датчика 3 - потенциал выше 0, но меньше уровня сигнала, когда объект находится в поле действия датчика (например, 0,5 от максимального уровня сигнала). Компаратор 4 находится в произвольном состоянии, потенциал на выходе компаратора 5 отсутствует, на выходе компаратора 6 - потенциал логической 1. Потенциалы с выходов компараторов 4 - 6 поступают через соответствующие инверторы и элементы И - НЕ на входы счетных блоков 18 и 19. Так, на выходе инверторов 10 и 11 имеются потенциалы логического нуля, а на выходе инвертора 12 - потенциал логической 1 (фиг. 2). Предположим, что объект движется в направлении от датчика 1 к датчику 3. При прохождении объектом зоны действия датчика 1 потенциал на выходе датчика 1 становится максимальным. Компаратор 4, сравнивая сигналы с датчиков 1 и 2, переключается в состояние логической 1, на выходе компараторов 5 и 6 появляется потенциал логического 0, так как сигнал с датчика 1 превышает сигнал с датчиков 2 и 3. На выходе инвертора 10 устанавливается потенциал логической 1, так как с выхода компаратора 4 на первый вход элемента И - НЕ 15 поступает сигнал логической 1, а на второй вход с выхода компаратора 6 через инвертор 7 - сигнал логического 0. На выходе инвертора 11 устанавливается потенциал логического нуля, так как с выхода компаратора 5 на первый вход элемента И - НЕ 16 поступает сигнал логического 0, а на второй вход через инвертор 8 с выхода компаратора 4 - сигнал логической 1. На выходе инвертора2 устанавливается потенциал логического 0, так как с выхода компаратора 6 на первый вход элемента И - НЕ 17 поступает сигнал логического 0. а на второй вход сигнал логического нуля поступает с выхода компаратора 5 через инвертор 9, 5 10 15 го 25 30 35 40 45 50 55 2При смешении объекта от датчика 1 к датчику 2 потенциал на выходе датчика 1 снижается до нуля, на выходе датчика 2 повышается до максимума, на выходе датчика 3 остается большим О, но меньше максимального. На выходе компаратора 4 устанавливается нулевой потенциал, на выходе компаратора 5 - потенциал логической 1, на выходе компаратора 6 - потенциал логической 1. При этом на выходе инвертора 10 устанавливается потенциал логического 0. так как с выхода компаратора 4 на первый вход элемента И - НЕ 15 поступает сигнал логического 0, а на второй вход с выхода компаратора 6 через инветор 7 поступает сигнал логической 1. На выходе инвертора 11 устанавливается сигнал логической 1, так как с выхода компаратора 5 на первый вход элемента И - НЕ 16 поступает сигнал логической 1, а на второй вход с выхода компаратора 4 через инвертор 8 поступает сигнал логического 0. На выходе инвертора 12 устанавливается потенциал логического 0, так как на первый вход инвертора 17 с выхода компаратора 6 поступает сигнал логической 1, сигнал логической 1 поступает также с выхода компаратора 5 через инвертор 9 на второй вход элемента И - НЕ 17.При перемещении объекта от датчика 2 к датчику 3 сигнал на выходе датчика 2 падает до нуля, а на датчике 3 увеличивается до максимума. На выходе компаратора 4 устанавливается потенциал, равный логическом 0 или 1, Если потенциал на выходе компаратора 4 равен О, на выходе компаратора 5 потенциал логического 0, на выходе компаратора 6 потенциал логической 1. При этом на выходе инвертора 1 О потенциал равен 0, на выходе инвертора 11 потенциал равен 0, на выходе инвертора 12 потенциал равен логической 1. Если потенциал на выходе компаратора 4 устанавливается равным логической 1, на выходе инвертора 10 все равно потенциал будет равен логическому 0, так как на первый вход элемента И - НЕ 15 поступает сигнал логической 1, с выхода компаратора 4 и на второй вход элемента И - НЕ 15 через инвертор 7 с выхода компаратора 6 поступает сигнал логической 1, Работа этой части устройства при обратном направлении движения объекта и при движении объекта, линейные размеры которого превышают расстояние между зонами действия двух соседних датчиков, но меньше расстояния между зонами действия первого и третьего датчиков показана на временной диаграмме фиг. 2.Таким образом, предложенная схема передающей части устройства обеспечивает нормальную работу всего устройства при изменении условий работы датчиков. Например, в случае оптических датчиков изменеПусть сигнал логической 1. появился на .выходе инвертора 10, тогда на выходе инверторов 11 и 12, сигнал равен логическому 0. На выходе элемента И.НЕ 20 блока 18 потенциал становится равным логическому 0, под действием которого триггер 24 переключается в состояние логиче- З 5 ской 1, на прямом выходе. а триггер 25 - в состояние логического 0 на прямом выходе, который запирает элемент И - НЕ 23, Одновременно сигнал логического 0 с инверсного выхода триггера 24 блокирует элемент И - НЕ 20 блока 19, а сигнал логической 1 с прямого выхода подготавливает элемент И - НЕ 21. При появлении сигнала логической 1 на выходе инвертора 11 на выходе инверторов 10 и 12 сигнал равен логическому 45 0, Подготовленный ранее элемент И - НЕ 21 переключается в состояние логического 0, который опрокидывает триггер 26 в состояние логической 1 на прямом выходе, которая поступает на третий вход элемента И - НЕ 23 и подготавливает его к переключению. Сигнал логическойс прямого выхода триггера 26 поступает также на второй вход элемента И - НЕ 22, подготавливая его к переключению. Кроме того, потенциал логического 0, с выхода элемента И - НЕ 21 переключает триггер 25 в состояние логической 1, по прямому выходу. Этот потенциал поступает далее на элемент И - НЕ 23. При появление коэффициента пропускания атмосферы или изменение интенсивности освещения не скажется на качестве работы устройства, так как порог срабатывания каждого компаратора определяется уровнем сигнала холостого хода датчика, стоящего в опорном плече компаратора. Следовательно, при изменении освещенности датчиков соответствующим образом изменяется порог переключения комп араторов, сохраняя работоспособность устройства. Кроме того, выходы компараторов подключены к логической схеме, нормализующей порядок следования импульсов по линиям связи при работе устройства с объектами, линейный размер которых превышает расстояние между зонами чувствительности "двух соседних датчиков, но меньше расстояния между зонами чувствительности первого и третьего датчиков. Эта же схема повышает помехозащищенность устройства, сохраняя правильную последовательность сигнальных импульсов на линиях связи.В исходном состоянии на выходе инверторов 11 имеется потенциал логического О, на выходе инвертора 12 - потенциал логической 1. Триггеры 24, 26 и 27 имеют на прямом выходе потенциала логического 0, триггеры 25 - пбтенциал логической 1.Рассмотрим работу счетного блока 18 (фиг. 3). 5 О 20 25 нии сигнала логической 1, на выходе инвертора 12 на выходе инверторов 10 и 1 устанавливаются потенциалы логического 0. Подготовленный заранее элемент И - НЕ 22 переключается в состояние логического 0, опрокидывая им триггер 27 в состояние логической 1 по прямому выходу. С выхода последнего сигнал логической 1 поступает на четвертый вход элемента И - НЕ 23. Одновременно с этим элемент И - НЕ 23 переключается в состояние логического О, который через инвертор 28 поступает на первый выход всего устройства. Сигнал логической , с выхода инвертора 12 через линию 14 задержки и инвертор 13 поступает на входы К-триггеров 24, 26, 27, блоков 18 и 19, сбрасывая их в исходное положение, после чего сигнал на выходе элемента И - НЕ 23 становится равным логической 1. Время задержки сброса триггеров в исходное состояние, задаваемое линией 4 задержки, определяет длительность выходного импульса всего устройства.Если после сброса триггеров в исходное состояние сигнал логической 1 появится на выходе инвертора 11, соответственно на выходе инверторов 10 и 12 - сигнал логического 0, то включится блок 19, при этом его элемент И - НЕ 20 переключится в состояние логического 0 (фиг. 4), который перебросит триггеры 24 и 25 в состояние логической 1 и логического 0 по и рям ым выходам соответствен но. При этом сигнал логической 1 с выхода триггера 24 пойдет на первый вход элемента И - НЕ 23 и на второй вход элемента И - НЕ 2. Сигнал логического О с прямого выхода триггера 25 заблокирует элемент И - НЕ 23. Если далее сигнал логической 1 появится на выходе инвертора 10, соответственно на выходах инверторов 11 12 - потенциал логического 0 то подготовленный ранее элемент И - НЕ 21 переключится в состояние логического 0, опрокидывая им триггерь 1 25 и 26 в состояние логической 1 по прямым выходам. Сигнал логической 1 с выхода триггера 25 идет на вход элемента И - НЕ 23, Сигнал логической 1 с выхода триггера 26 идет на третий вход элемента И - НЕ 23, подготавливая его к переключению, и на первый вход элемента И - НЕ 22. Если затем сигнал логической 1 появится на выходе инвертора 12, соответственно на выходах инверторов 1 О и 11 - потенциал логического 0, элемент И - НЕ 22 переключится в состояние логической , которая опрокидывает триггер 27 в состояние логической 1, по прямому выходу. Сигнал логической 1 с прямого выхода триггера 27 поступает на четвертый вход элемента И - НЕ 23, переключая его в состояние логического 0, который запирае 1 на время, равное длительности выходного импульса устройства, элемент И - НЕ 20, и через инвертор 28 поступает на второй выход устройства. С выхода инвертора 12 сигнал113логической 1 через инвертор 13 и линию 14 задержки поступает на входы Я-триггеров 24, 26. 27 счетных блоков 18 и 19, переключая их в исходное состояние.В случае возвратно-поступательных колебаний объекта при движении его вдоль линии. расположения датчиков воз. можны следующие ситуации.Из исходного -состояния сигнал логической 1 появляется на выходах инверторов в следующем порядке:а) на выходе инвертора 10;б) на выходе инвертора 11;в) на выходе инвертора 10;г) на выходе инвертора 12.В этом случае работает блок 18. В положении а триггер 24 переключается в состояние 1 по прямому выходу, этот сигнал поступает на вход 1 элемента И - НЕ 23 и на вход 2 элемента И - НЕ 21. Одновременно сигнал логического О с инверсного выхода триггера 24 запирает элемент И - НЕ 20 блока 19, а триггер 25 переключается в состояние логического О, по прямому выходу, запирая элемент И - НЕ 23.В положении б заранее подготовленный элемент И - НЕ 2 1 переключается в состояние логического О, который опрокидывает триггеры 25 и 26 в состояние логической 1 по прямому выходу. Потенциалы логической 1 с выходов триггеров 25 и 26 поступают на входы элемента И - НЕ 23 соответственно, подготавливая его к переключениюю.В положении в (возврат) триггеры 24 и 26 останутся в прежнем состоянии, а тригнер 25 переключится в состояние логического О по прямому выходу, запирая по входу 2 элемент И - НЕ 23.В состоянии г (один объект вышел из поля действия датчиков, а другой вошел в поле действия третьего датчика, либо не появился вовсе) элемент И - НЕ 22, подготовленный заранее по входу 2, пере 93714Составитель М. АТехред И. ВересТираж 610 нного комите тений и отк Раушская Ужгород, улосударств ам изобр ва, Ж - 3 атент, г Редактор Т. КугрышеваЗаказ 7318/54ВНИИПИ Гпо дел113035, Москфилиал ППП П амоновКорректор СПодписноета СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная, 4