Устройство для измерения длины проката

(088.8) ьство СССР 04, 1979. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский элекческий институт им. В.И(54) У.СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМКРЕНИЯ ДЛИПРОКАТА(57) Изобретение относится к срвам измерения длины движущихся обтов. Цель - повышение точности изрения длины проката за счет учетапогрешности, воэникакщей при проскальзывании измерительного роликаотносительно поверхности проката.основу работы устройства положенпринцип сохранения средней частотимпульсной последовательности на1456762 входе счетчика 21 длины проката припробуксовке или скольжении валковотносительно поверхности проката.Частотно-импульсная следящая системаполучает динамическое равновесие приР = Р средние частоты импульсныхпоследовательностей, поступающих насуммирующий и вычитающий входы счетчика 21 соответственно). Счетчик 21определяет среднюю величину периода Т. Измерение заканчивается в момент фиксации заднего края прокатафиксатором 3, от сигнала котороготриггер 6 переходит в нулевое состояние, выключая оба управляющихвхода ключа-умножителя 8. Сигналы симпульсного преобразователя 5 перестают поступать в счетчик 7, которыйвыдает информацию о длине проката.2 ил,.стоянии от их оси, фиксаторы 3 и 4заднего края проката, первый иэ которых установлеч на расстоянии Ь передвалками, импульсный преобразователь5, триггер 6 один вход которого соединен с фиксатором 1 переднего краяпроката, а второй - с первым Фиксато ром 3 заднего края проката, счетчик7, управляющий вход которого соединен с выходом триггера 6, ключ-умножитель 8 и элемент И 9, первый входкоторого соединен с выходом фиксато ра 4 заднего края проката, второйИзобретение относится к средствамизмерения длины движущихся объектови может быть использовано, например,для измерения длины проката в металлургии,Цель изобретения - повышение точности измерения длины проката засчет учета погрешности, .возникающейпри скольжении измерительного ролика относительно поверхности проката.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве для измерения длины проката в блок формирования мерных импульсов введены четвертый счетчик, преобразователь код - интервал,вычитатель, четвертый триггер, первый и второй формирователи импульсов,причем информационные входы второгои четвертого счетчиков подключенк входам кодов начальной установки,выход заема второго счетчика подключен к входу сброса второго триггера, вход установки которого объединен с входом установки второгосчетчика, выходом первого Формирователя и входом синхронизации третьего триггера, входы сброса и установки которого подключены к инверсномуи прямому выходам четвертого триггера соответственно, счетный вход которого соединен с выходом схемы сравнения, первый вход которой подключен квходу кода приращения, а второй входсоединен с выходом вычитателя, суммирующий вход которого объединен свыходом четвертого счетчика и кодовым входом преобразователя код - интервал, а вычитающий вход подключенк выходу третьего счетчика, суммирующий вход которого соединен с первым выходом генератора, второй выход которого соединен с частотным входом преобразователя код - интервал, авход сброса подключен к входу установки четвертого триггера и выходувторого формирователя импульсов,вход которого объединен с выходом импульсного преобразователя и входом .первого Формирователя импульсов, первый выход преобразователя код - интервал подключен к второму входу третьего элемента И, а второй выход - к суммирующему входу четвертого счетчика, вычитанщий вход которого соединен с выходом второго элемента И, вход разрешения счета соединен с инверсным выходом третьего триггера, а вход установки соединен с входом сигнала начальной установки.На Фиг.1 представлена Функциональная схема предлагаемого устройства; на Фиг.2 - временная диаграмма работы устройства,Устройство содержит фиксатор 1 переднего края проката, установленный после валков 2 на базовом рас3 145676 вход подключен к выходу триггера 6, а выход соединен с первым управляющим входом ключа-умножителя 8, второй управляющий вход которого соеди нен с выходом триггера 6, а выход5 подключен к счетчому входу счетчика 7, блок 10 формирования мерных импульсов, состоящий из триггеров 11 и 12, счетчиков 13 и 14, схемы 15 сравнения, генератора 16, элементов И 17-19, элемента ИЛИ 20, прямой выход триггера 11 подключен к первому входу элемента И 17,второй вход которого соединен с первым выходом гене ратора 16, а выход подключен к счетному входу счетчика 13, прямой выход триггера 12 соединен с первым входом элемента И 18, а инверсный выход подключен к второму входу эле мента И 19, первый вход которого соединен с выходом импульсного преобразователя 5, а выход подключен к второму входу элемента ИЛИ 20, первый вход которого соединен с выхо дом элемента И 18, а выход подключен к входу ключа-умножителя 8, счетчик 21, преобразователь 22 код - интервал, вычитатель 23, триггер 24, формирователи 25 и 26 импульсов, инфор мационные входы счетчиков 13 и 21 подключены к входам 27 и 28 кодов начальной установки соответственно, выход заема счетчика 13 подключен к ВхоДу сбросЯ триггерЯ 11, ВХОД установки которого объединен с входом установки счетчика 13, выходом формирователя 25 и входом синхронизации триггера 12, входы сброса и установки Подключены соответственно к ин версному и прямому выходам триггера 24, счетный вход котброго соединен с выходом схемы 15 сравнения, первый вход которой подключен к входу 29 кода приращения, а второй вход. соеди нен с выходом вычитателя 23, суммиру" ющий вход которого объединен с выходом счетчика 21 и кодовым входом преобразователя 22 код - интервал, я Вычит яющии Вход подключен к Выходу 50 счетчика 14, суммирующий вход которого соединен с первым выходом генератора 16, второй выход которого соединен с частотным входом преобразователя 22 код - интервал, а вход сброса подключен к входу установки триггера 24 и выходу формирователя 26 импульсов, вход которого объединен с выходом импульсного преобразователя 2 45 и входом Формирователя 25 импульсов, первый выход преобразователя 22код - интервал подключен к второмувходу элемента И 18, а второй выход - к суммирующему входу счетчика21, вычитающий вход которого соединен с выходом элемента И 17, входразрешения счета соединен с.инверсным выходом триггера 12, а вход установки соединен с входом сигналаначальной установки.Устройство работает следукщимобразом.В исходном положении фиксаторы1,3 и 4 края проката выдают во внешние цепи .нулевые сигналы, триггеры6 и 11 находятся в нулевом состоя"нии, элемент И 9 закрыт, на оба управляющих входа ключа-умножителя 8поступают запрещающие сигналы и насчетный вход счетчика 7 импульсы непроходят,В момент Фиксации переднего краяпроката Фиксатором 1 от сигналатриггер 6 переходит в единичное состояние,при котором отключается прямой канап ключа-умножителя 8. Приходпервого импульса с импульсного преобразователя 5 инициирует, установкув единичное состояние триггера 11и кода Ио в счетчик 13 и кратковременный импульс формирователя 25, вырабатываемый по его переднему фронту. При этом число М соответствуетминимальной величине периода следования импульсов импульсного преобразователя 5 с вычетом единицы, выра"женной в единицах периодов сигналов,вырабатываемых на первом выходе генератора 16. Установка триггера 11приводит к списыванию кода счетчика13 до момента Формирования им сигнала заема, который в свою очередьинициирует сброс триггера 11 до очередного прихода импульса с преобразователя 5, таким Образом, на выходетриггера 11 формируется последовательность широтно-импульсных сигналов с постоянной длительностью и переменным периодом, относительная длительность которых может быть выряже"на следукщим образом; где Г,Т - величины длительности ипериода ШИИ-сигналасоответственно,или 14567 учитывая сказанное вышее.При этом средняя частота за пери од ШИМ-сигналов импульсной последовательности, поступающей на выход элемента И 17, определяется следующим образом:10Тмин5 = Го Т 62 6где Е=М - частота импульсов, поступающих со второговыхода генератора 16;И, - число, соответствующеекоду счетчика 21.Таким образом, уравнение динамического равновесия можно записать в виде10/Т = "О/ФтТО ф(1)Т Т В дальней пем широтно-модулированная последовательность импульсов с выхода элемента И 17 проходит на вычитающий вход счетчика 21, на вход разрешения счета которогопоступает единичный сигнал с инверсного выхода триггера 12. Последний сбрасыва"25 ется сигналом формирователя 25 импульсов при нулевом начальном состоя" нии триггера 24. Счетчик 21, предварительно установленный сигналом ЯТ начальной установки в состояние, соответствующее периоду Т в начале движения проката, начинает при этом уменьшать код, увеличивая тем самым частоту поступления импульсов с преобразователя 22 код - интервал на 35 суммирующий вход счетчика 21.В основу работы устройства положен принцип сохранения средней частоты импульсной последовательности на входе счетчика длины проката при40 пробуксовке или скольжении валков относительно поверхности проката.Образуемая частотно-импульсная следящая система получает динамическое равновесие при 45 Р =Р-,где Р,Р - средние частоты импульсных последовательностей,поступающих на суммирующий и вычитающий входысчетчика 21 соответственно,При этом частота Р формируетсяв соответствии с выражением (1). Ве- . 55личина Р+ определяется, исходя изфункционирования преобразователя 22код - интервал, выходная частотакоторого /и Отсюда код счетчика 21 среднейвеличины периода Т определяется На втором выходе преобразователя22 код - интервал Формируется им,пульсная последовательность со средними значениями частоты Р /И, и периода Т соответственно (для упрощенияустройства число Ипринято кратнымчислу 2). Одновременно на счетчике14 накапливается код мгновенногозначения периода следования сигналовимпульсного преобразователя 5 перио-.дически сбрасываемого кратковременным сигналом Формирователя 26 импульсов, вырабатываемого по заднемуФронту сигнала Формирователя 25. Таким образом, на второй вход схемы15 сравнения поступает код разностисреднего и мгновенного значений периодов Т-Т, характер изменения которого иллюстрируется графиком нафиг.2, Условие пробуксовки или скольжения измерительного ролика относительно поверхности проката определяется выходом величины разности Т-Тза пределы допустимого диапазона,определяемого кодом М. Этой ситуациисоответствует либо отсутствие момента равенства Т-Т=М за период Т, либодвухкратное появление сигнала на выходе схемы сравнения в моменты равенства. При этом триггер 24 остаетсяв единичном состоянии, и очереднойприход сигнала импульсного преобразователя 5 инициирует установку триггера 12 в единичное состояние, блокируя тем самым прохождение на выходэлемента И 19 сигналов импульсногопреобразователя 5 и разрешая поступление импульсной последовательностис выхода элемента ИЛИ 20 со среднейчастотой, предшествующей нарушениюсцепления. Изменение кода счетчика21 при этом блокируется сигналомтриггера 12 до прекращения пробуксовки или скольжения, 1456762 8В момент фиксации заднего краяпроката фиксатором 4 от сигнала отк- рывается элемент И 9, на другой вход которого подается разрешалции сигнал с триггера 6. Сигнал с выхода элемента И 9 включают канал умножения ключа-умножителя 8, обеспечивая с этого момента поступление на счетный вход счетчика 7 умноженного на в количества импульсов с выхода элемента ИЛИ 20.Измерение заканчивается в момент фиксации заднего края проката фиксатором 3, от сигнала которого триггер 6 переходит в нулевое состояние, выключая оба управляющих входа ключа-умножителя 8, Сигналы с импульсного преобразователя 5 перестают поступать на счетчик 7 импульсов.Последний ведет инфрормацию в соответствии с выражениемгде 1 - базовая длина, равная расстоянию от 4 кксатора 1 дов алков;щ - масштаб длины импульса преобразователя 5;М - количество импульсов преобр аз ов ат еля 5, э афиксированных за время измерениясчетчиком 7.Таким образом, учитываются как пробуксовка, так и скольжение измерительного ролика относительно по-. верхности проката.Формула изобретенияУстройство для измерения длины проката, содержащее фиксатор переднего края проката, установленный после валков на базовом расстоянии от их оси, первый и второй фиксаторы заднего края проката, один из которых установлен на расстоянии Е перед валками, импульсный преобразователь, первый триггер, один вход которого соединен с фиксатором переднего края проката а другой вход - с первым фиксатором заднего края проката, первый счетчик, управляющий вход которого соединен с выходом первого триггера, ключ-умножитель и первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом второго фиксатора заднего края проката, второй вход соедийен с выходом первого, ИЛИ, второй вход которого соединенс выходом третьего элемента И, выходэлемента ИЛИ соединен с входом ключаумножителя, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повьшения точностиблок формирования мерных импульсовсоединен с дополнительными четвертымсчетчиком, преобразователем код -интервал, вычитателем, четвертым 35триггером, первым и вторым формирователями импульсов, информационныевходы второго и четвертого счетчиков соединены с входами кодов начальной установки, выход второго 40 счетчика соединен с входом второготриггера, Б-вход которого соединен свходом установки второго счетчика,выходом первого формирователя и Свходом третьего триггера, К- и Б-входы которого соединены с инверснымии прямыми выходами четвертого триггера соответственно, Т-вход которогосоединен с выходом схемы сравнения,первый вход которой соединен с входами кода приращения, а второй входсоединен с выходом вычитателя, суммирукщий вход которого соединен с выходом четвертого счетчика и П-входом преобразователя код - интервал, 55а вычитающий вход соединен с выходом третьего счетчика, суммирующийвход которого соединен с первым выходом генератора, второй выход которого соединен с Р-входом преобразова 5 10 15 20 25 триггера, а выход соединен с первымуправляющим входом ключа-умножителя,второй управляющий вход которого соединен с выходом первого триггера, авыход соединен со счетным входомпервого счетчика, блок формированиямерных импульсов, состоящий из второго и третьего триггеров, второго итретьего счетчиков, схемы сравнения,генератора, второго, третьего и четвертого элементов И, элемента ИЛИ,прямой выход второго триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединенс первым выходом генератора, а выход второго элемента И соединен сосчетным входом второго счетчика, прямой,выход третьего триггера соединенс первым входом третьего элемента И,а инверсный выход соединен с первымвходом четвертого элемента И, второйвход которого соединен с выходомимпульсного преобразователя, а выходсоединен с первым входом элементайа Ьа Составитель Л.Крюковаедактор И.Горная Техред И.Ходанич Корректор И.йулл ая 683 оми ет 43/37 Тиросударственного к т а по изо113035, Москва, Ж, Р Зака Подретениям и откушская наб, д исно при ГКНТ СССР. тия 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор л, Проектн 9 1456 теля код - интервал, К-вход третьего счетчика соединен с Б-входом четвертого триггера и выходом второгоформирователя импульсов, вход которого соединен с выходом импульсного преобразователя и входом первого формирователя импульсов, первый выход преобразователя код - интервап сбединен с вторым входом третьего 762 1 Оэлемента И, а второй выход соединен с суммируюшим входом четвертого счетчика, вычитающнй вход которого соединЕн с выходом второго элемента И, вход разрешения счета четвертого счетчика соединен с инверсным выхо" дом третьего триггера, а вход установки соединен с входом сигнала начальной установки.