Устройство для измерения скорости движения моделей

(191 Р 3 64 4 ГОСУДАРСТНЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 126896/24-100.05.860.12,88, Вюл. М 48осковский инжейернут(56) Авторское свидетельство СССР У 569949, кл. С 01 Р 3/64, 1977.Авторское свидетельство СССР У 711475, кл. С 01 Р:. 3/66, 1977.Авторское свидетельство СССР М 1134914, кл. С 01 Р 3/36, 1985(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ МОДЕЛЕЙ(57) Изобретение относится к измеригельной технике и позволяет автоматизировать обработку результатов аэро- баллистических экспериментов в систе" мах исследования движущихся объектов, 11 ри пересечении моделью плоскости первого датчика 1 д к первому формирователю 2 вырабатывается импульс, который устанавливает в единичное состояние триггер 3, запускает ждущий генератор 6, тактовые импульсы которого поступают на вход цифрового измерителя 7Одновременно значение кода цифрового измерителя 7 заносится в регистр 8 и запоминается по начальному адресу в запоминающем блоке 9. Через заданное время на выходе элемента 4 вырабатывается импульс, увеличивающий содержимое счетчика 5 на единицу и устанавливающий адрес следующего датчика, а также устанавливающий триггер 3 в нулевое состояние и запрещающий запись информации в запоминающий блок 9. При пересечении мо" делью плоскости (Я+1)-го датчика в эапоЮ минающем блоке 9 запоминается после" довательность кодов, характериэующих время пролета участков 1 1. Результаты измерения можно выводить на блок индикации в автономном режиме, беэ участия ЭВМ 12. Для автоматического ввода в ЭВМ 12 на щине режи- С ма 15 устанавливается соответствующий код, который поступает на блок сопря жения 11, далее производится ввод данных из блока 9 в ЭВМ 12. В ЭВМ производится обработка результатов измерения и определяются параметры движения моделей. 2 ил.Изобретение относится к измеритель" ной технике и может быть использовано для автоматизации аэробаллистических экспериментов в системах исследования движущихся объектов,Целью изобретения является повышение быстродействия и помехоустойчивости, расширение области применения за счет измерения скорости и ускорения 10 вдоль исследуемого участка траектории. На фиг.1 приведена структурная схема предложенного устройства; на фиг.2 - алгоритм обработки результатов измерений.Устройство содержит импульсные датчики 1 р"1 перемещения, формирова" тели 4 -2 я импульсов, триггер 3, эле" ,мент 4 задержки, двоичный счетчик 5, ждущий генератор 6 импульсов, цифровой измеритель 7 времени, регистр 8, запоминающий блок 9, блок 10 индикации, блок 11 сопряжения, электронную вычислительную машину 1 2, Схема также содержит шину 13 начальной установки, входы 14 коэффициента преобразования, вход 15 режима, выход 16 переполнения, вход 17 установки в нулевое состояние, входы 18-21 обнуления, вход 22 установки в единичное состояние, счетные входы 23 и 24, вход 25 остановки, синхровход 26, вход 27 запуска, счетный вход 28, вход 2 С управления записью-считыванием, адресные входы 30 и 31, информационные35 входы 32-34, порты 35 и 36 обмена,Выходы каждого датчика 1, перемещения подключены к первым входам соответствующих формирователей 2;, 40 вторые входы которых подключены к вь" ходу последующего формирователя 2 " так, что все формирователи 2 последовательно соединены друг с другом, причем второй вход последнего формирователя 2 ц заземлен, а выход первого формирователя 2 соединен с первым входом 22 триггера 3 и входом 27 запуска генератора 6, третьи входы формирователей 2 соединены между собой и подключены к шине 13 начальной установки, к которой также подключены входы 18-21 обнуления, прямой выход триггера 3 соединен с входом элемента 4 задержки, синхровходом 26 ре 55 гистра 8 и входом 29 записи"считывания запоминающего блока 9, выход элемента 4 задержки соединен с входом 17 установки в нулевое состояниеПринцип работы устройства основан на предположении постоянства ускорения модели на каждой паре соседних участков траектории: 1; и 1 н для ь. О,И. При линейном измерении скорости модели на участке 1; с по-стоянным ускорением А значение скорости в момент с определяется как 7ЛС + Ч , где Чо - начальное значение скорости, а время с; пролета участка 1 определяют из выражения21;р ам арЧ-а +(1) где 7;и Ч; - значения скорости награницах участка.Для каждой пары соседних участков составляют систему уравнений: 7; +а;(2)Ч;+а; е;+ = Ч;,+а, (е, + е;) (3)Ч; 21,/,; (4)Ч= 2(1+1)/(Ц + +) (5) Ч1 Е 1+7; + триггера 3 и вторым счетным входом 24счетчика 5, первый счетный вход 23счетчика 5 подключен к шине последовательного пересчета адресов, выход 16переполнения счетчика 5 подключен,квходу 25 остановки ждущего генератора 6, разрядные выходы счетчика 5 под"ключены к соответствующим адреснымвходам 30 запоминающего блока 9 и 31блока 10 индикации, порты 35 и 36 обмена соединены между собой и подключены к соответствующим разрядам информационного входа 34, соответствующие шины блока 11 сопряжения иЭВИ 12 соединены между собой, вход 15режима блока 11 сопряжения подключенк шине установки режима, выход ждущего генератора 6 подключен к счетномувходу 28 измерителя 7 времени, разрядные выходы которого подключены ксоответствующим разрядам информационных входов 32 регистра 8, разрядныевыходы которого подключены к информационным. входам 33 запоминающего бло-ка 9.Импульсные датчики 1,-1 перемещения можно выполнить как контактными,так и бесконтактными, например этомогут быть световые барьеры. На фиг,1размеры измеряемых участков трассыполета обозначены как 1.Устройство работает следующим об"разом,з14482Из данной системы уравнений длявычисления ускорения записывают:.+11 1. +5 1 1, + 1+1) алее вычисляют скорость в -а сечении трассы по формуле 1, а; й;ч; -- + - -(7) 1 ос, 2Таким образом, вычисляя для каждойпары соседних участков значения скорости Ч; и ускорения а; в исследуемыхсечениях траектории, можно контроли 15ровать укаэанные параметры движениямодели вдоль .трассы движения,Перед началом эксперимента на шинережима устанавливается режим "Измерение", который поступает на вход 15блока 11 сопряжения, На входы 14 эа 20дают коэффициент К преобразования взависимости от требуемой точности измерения и диапазона исследуемых скоростей. По шине 13 начальной установки подается импульс, который обнуляетсодержимое счетчика 5, измерителя 7времени и регистра 8, а также уста"навливает Формирователи 2, генератор 6 и триггер Э в начальное сос",тояние,При пересечении моделью плоскостипервого датчика 1 а к первому Формирователю 2 вырабатывается импульсзаданной длительности, который посту"пает йа первый вход 22 триггера 3,устанавливая его в единичное состоя"ние, и на вход 27 запуска ждущего генератора 6 импульсов, инициируя вы"работку на его выходе тактовые импульсы (ТИ) с периодом Кйтв, которые поступают на счетный вход цифрового измерителя 7, Одновременноизменение состояния триггера 3 поФронту О/1 сигнала на его прямом выходе заносится значение цифрового45измерителя 7 в регистр 8 (значениеО.О для первого датчика 1 р)иустанавливается по входу 29 запоми"оающего блока 9 режим записи.бОТаким образом, по адресу О Одля первого датчика, установленномуиа счетчике 5, записывается код с регистра 8, Через время Са, требуемое на запись.в запоминающий блок,на выходе элемента 4 задержки вырабатывается импульс, который поступает на счетный вход 24 счетчика 5,увеличивая его значение на единицу,/ т,е, устанавливает адрес следующегодатчика, а также поступает навход 17триггера 3, устанавливая его в нулевое состояние и запрещает запись впамять.Далее тактовые импульсы с выходагенератора 6 поступают на измеритель 7 и выполняется измерение времени пролета первого участка,При пересечении моделью плоскостивторого датчика 1 к второму Формирователю 2, поступает импульс, Навыходе формирователя 2 вырабатывается импульс, поступающий через первыйФормЮрователь 2 О на вход 22 триггера 3, устанавливая его в единичноесостояние, При этом генератор 6 остается в режиме выработки импульсов.К этому моменту в измерителе 7 сформирован код, характеризующий времяпролета участка 1. Значение этогокода по фронту О/1 сигнала на выходетриггера 3 заносится в регистр 8,Кроме того, на входе 29 вновь устанавливается режим записи и значениекодазаписывается в блок 9 по адресу 001. Далее через время 1 задтриггер 3 устанавливается в нулевоесостояние, а счетчик 5 увеличиваетзначение на единицу, Измеритель 7 продолжает счет тактовых импульсов,При пересечении моделью плоскоститретьего датчика 1 работа устройства осуществляется аналогично, К этому моменту в измерителе будетсформирован код, характеризующий время 1 + й пролета участков 11 + 1.В устройстве используется общее измерение времени от момента пересече-.ния первого датчика 1 о и запоминаниясоответствующих промежуточных значений. В дальнейшем (для последующихдатчиков), работа устройства осуще"ствляется аналогично.При пересечении моделью плоскости (0+1)-го датчика 1 в запоминающий блок записывается код характеризующий время й, пролетаучастков 1., + 11 к.Кроме того,по импульсу, поступающему на счетный вход 24 счетчика 5, вырабатывается импульс на его выходе 16 переполнения, который останавливает по входу 25 генератор 6 импульсов.По окончании измерений вывод результатов измерений на индикацию может выполняться в автономном режиме,без участия ЭВИ 12. Для этого необ82 6 5 14482ходимо подать импульс по шине 13 на"чальной установки. Прн этом нулевоесостояние триггера 3 указывает на режим считывания для запоминающего устройства. Адрес (номер) датчика и считываемая из блока 9 информация поступают на соответствующие входы 31и 34 блока 1 О индикации и выдаются,на табло индикации, Считывание измеренных интервалов выполняется последовательно при подаче одиночных им"пульсов на счетный вход 23 счетчи"ка 5.Для автоматического ввода результатов измерений в ЭВМ устройство переводится в режим "Обработка". Приэтом на шине режима устанавливаетсясоответствующее значение, которое поступает на блок 11 сопряжения. Далее 20Под управлением ЭВМ производится обмен информацией между запоминающимустройством 9 и ЭВМ 1 2. Алгоритм обработки результатов измерений приве"Ден на фиг.2, Результаты обработки 25Могут быть выведены на экран. дисплея,распечатаны по АЦПУ или выданы соот-.ветствующие графики иа графопостроитель,При проведении экспериментов раз" 30рядность измерителя 7 и коэффициент Кна входах 14 выбирают такими, чтобыбыло возможно измерение временногоинтервала й+ й,Для уменьшения разрядности измери- З 5теля 7 достаточно выбрать разрядность,требуемую для измерения интервалааахт" -- й . Тогда для определения момен-.1 щ 1,пта времени пересечения моделью -го ф 0датчика необходимо к измеренному коду прибавить максимальное значениеизмерителя умноженное на "3).Измеритель 7 времени выполняетсквозное измерение, что позволяет 45увеличить точность измерения интервалов времеви, а также позволяет приобработке результатов исключить изобработки те значения интервалов й;,которые соответствуют ложным" срабавзываниям датчиков.,Формула иэ обретения Устройство для измерения скорости движениямоделей, содержащее Я+1 датчиков перемещения, подключенных кпервым входам И+1 формирователей импульсов, измеритель времени, двоичный счетчик, триггер, ЭВМ, выход пер-.вого формирователя импульсов соединен с входом, установки триггера вединичное остояние, о т л и ч а ю "щ е е с я тем, что, с целью повыше ния быстродействия и помехоустойчивости, расширения области применения,в него дополнительно введены элементзадержки, блок индикации, ждущий генератор импульсов, шина установки,шина последовательного пересчета адресов, шина режима последовательносоединенные регистр, запоминающийблок, блок сопряжения и ЭВМ, причемвторой вход каждого формирователя импульсов подключен к выходу последующего формироваталя, при этом все формирователи последовательно соединеныдруг с другом, а второй вход И-гоформирователя заземлен, выход первого формирователя соединен с входомзапускаждущего генератора импульсов,третьи входы формирователей импульсовобъединены и подключены к шине установки, к которой подключены входы обнуления двоичного счетчика, измерителя времени, ждущего генератора импульсов и триггера, выход которогосоединен с входом синхронизации регистра, входом управления режимом записи-считывания запоминающего блока,выходы которого соединены с блокоминдикации, и входом элемента задержки, выход которого соединен с вторымвходом обнуления триггера и с первым счетным входом двоичного счетчика, второй счетный вход которого подключен к шине последовательного пересчета адресов, а разрядные выходыподключены к соответствующим разрядамадресных входов запоминающего блока иблока индикации, выход переполнениядвоичного счетчика подключен к входуостановки ждущего генератора импульсов, шина режима подключена к вторымвходам блока сопряжения, выход ждущегогенератора подключен к счетному вхо".ду измерителя времени, разрядные выходы которого подключены к соответст.вующим разрядам информационных входов регистра,1448282 оставитель В,ПарамоновТехред А. Кравчук Корректор В.Гнрняк ор М.Келем и Г ВН од, ул. Проектная, 4 оиэводственно-полиграфическое предприятие 6842/50 Го суда Тираж 847венного комитета по изобретениям113035, Москва, Ж, Раушская н Подписн открыти 4/