Устройство для записи параметров движения

%4 С 01 Р 3481 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ 44 динамики .Безусый УСС 9270, кл.324-173,ство СССР(57) Изобретениетельной технике иточность измеренпактности записи ИСИ ПАРАМЕТРОВ относится к измерипоэволяет повысить ий скорости и комчисло-имульсным коГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(56) Патент США В 371972,Авторское свидетеВ 883742, кл, С 01 Р дом значений измеряемого пути приизменении скорости в широком диапазоне. При движении поступающие с формцрователя 5 импульсы проходят элементИ 7 и через элемент ИЛИ 8 - на входизмерителя 14, измеряющий интервалмежду импульсами и вырабатывает равный ему по длительности строб-импульс, а также параллельный двоичнодесятичный код результата измеренияи импульс "Начало опроса", поступаю"щего на вход 18 схемы 16 подекадногоопроса, Дан вариант устройства сдвумя измерителями, второй измеритель измеряет те интервалы временимежду импульсами, которые не измеряются первыми. 2 з.п. ф-лы, 4 ил,1273Изобретение относится к измерительной технике и может быть испальэовано для изМерения непрерывно изменяющейся скорости и координаты положения подвижных частей механизмовв одиночных и периодически повторяющихся циклах вращательного и поступательного движения, например, придинамических испытаниях машин.Целью изобретения является павышение точности измерения скоростии компактности записи число-импульсным кодом значений измеряемого пути"при изменении скорости в широком диапазоне. 5На Фиг.1 прецставлена структурнаясхема устройства с одним измерителемвременных параметров; на Фиг.2 - тоже,с двумя измерителями; на Фиг,3схема подекадного опроса; ца Фиг.4 - 20временные диаграммы работы устройства; ца Фиг.5 - Форма записи на носитель результатов, соответствующихпараметрам движения.Устройство для записи параметров 25движения содержит импульсный датчикскорости, блок 2 преобразованияпути, блок 3 преобразования скоростии регистратор 4. Блок преобразованияпути содержит формирователь 5 импульсов, цепочку последовательно соединенных делителей 6, элементы И 7,элементы ИЛИ 8 и 9, схему 10 автоустановки коэффициента деления, состоящую из последовательно включенных датчика 11 сигналов управления,реверсивного счетчика 12 и подсоединенного к его выходам цешифратора 13.В качестве делителей б могут бытьиспользованы счетные триггеры, Блок 403 преобразования скорости состоитиз цифранага измерителя 14 временныхицтервалан (Фиг,1), а па Фиг. 2 -и цифранога измерителя 15 длительности импульсов, и схемы 16 подекадного опроса, В данном случае устройство имеет два делителя 6, которым соответствует 2 элементов И 7, т,е.коэффициент деления 1( мажет приниматьзначения ат 1 до 4, Элементы И 7включены так что первый вход К-гаэлемента соединен с К-м выходам дешифратора 13, второй вход первогоэлемента - с выходом Формирователя 5импульсов, вторые входы остальных трех 55элементов И 7 соединены с выходампервого делителя б, третьи входытретьего и четвертого элементов - с 811 2выходом второго длеителя 6. Таким образом, элементы И 7, кроме первого, своими вторыми и последующими входами соединены с выходами тех делителей 6, порядковые номера которых в их последовательности соответствуют номерам разрядов, содержащих "1" при образовании на выходах двоичного кода числа К, если К не равно двум в целой степени, и числа К,если К равно двум в целой степени. Выход элемента И 7 и выход 17 сброс-импульса схемы 10 антоустановки соединены через первый элемент ИЛИ 9 с входами установки в "0" делителей, Через второй элемент ИЛИ 8 выходы всех элементов И 7 соединены с входом блока 3 преобразования скорости, соответствующего входу измерителя 14, у которого кодовые выходы значащих декад, клеммы "Начало опроса" и "Сброс" соединены соответственно с информационными входами, входам 18 старт-импульса и выходом 19 стоп-импульса схемы 16 подекадного опроса. Кроме того, выходы первого и второго разрядов двоичного кода старшей значащей де. - кады и клемма Начало опроса" измерителя 14 подключены соответствен- на к информационным 20 и 21 управляющему 22 входам, принадлежащим одновременно схеме 10 автоустанонки коэффициента деления и входящему н нее датчику 11 сигналов управления, Выходы импульсных сигналов управления "Меньше" и "Больше" датчика 11 подключены соответственно к суммирующему "+1" и вычитающему "-1" входамреверсивного счетчика 12Датчик 11состоит из параллельно соединенныхсо стороны его информационных входовэлемента ИЛИ-НЕ 23 и элемента И 24и подключенных к их выходам соответственно элементов И 25 и 26,вторые входы которых соединены с управляющим входом 22, а выходы объединены элементам ИЛИ 27, Выход элементаИЛИ 27 является выходом 17 сбросцмцульса схемы 10. Выходы параллельно-последовательного двоична-десятичного кода вида 8-4-2-1 схемы 1 б подкиочены к первым четырем входам регистратора 4 (входы записи измерительной информации о скорости), Выход 28 строб-импульса измерителя 14и ньгход Формирователя 5 подключенысоответственно к пятому и шестомувходам регистратора 4 (входы записи(фиг.2) выход 28 строб-импульса измерителя 14 подключен через элементНЕ 29 к выходу измерителя 15, кодовые выходы измерительной информациии клеммы "Начало. опроса" обоих измерителей через элементы ИЛИ 30 соединены соответственно с .информационными входами и входом 18 старт-импульса схемы 16, которая выходом 19 стопимпульса через первый и второй ключи31 соединена с клеммами "Сброс" соответственно измерителей 14 и 15. Управляющие входы первого и второго 15ключей 3 1 соединены соответственнос прямым и инверсным выходами КЯтриггера 32, подключенного входамиустановки и сброса к клеммам "Начало опроса" соответственно измерителей 14 и 15, Схема 16 подекадногоопроса (фиг.3) содержит КЯ-триггер33, элемент И 34, распределитель 35импульсов, декадные группы элементовИ 36 и четыре элемента ИЛИ 37, Вход 35установки триггера 33 соответствуетвходу 18 старт-импульса схемы .16, .а прямой выход соединен с входом элемента И 34, другой вход которого является входом синхроимпульсов., Выход элемента И 34 подключен к входураспределителя 35, а каждый выходпоследнего - к соединенным между собой тактовым входам элементов И 36декадной группы, соответствующей по- Зрядковому номеру этого выхода. Вторые входы элементов И 36 являютсяинформационными входами схемы 16. Выходы элементов И 36 соединены с входами элементов ИЛИ 37, относящихся к, одинаковым разрядам двоичного кодадекад. Последний тактовый выход рас,пределителя 35 является выходом 19стоп-импульса схемы 16 и соединен свходом сброса триггера 33,Устройство работает следующим образом,С;=К Н/Т В процессе движения объекта (элемента механизма) и жестко связанной с ним мерной части датчика 1 скоро сти на выходе датчика образуются импульсы с периодом следования, обратно пропорциональным скорости этого движения. Число импульсов определяет пройденный путь. Блок 2 преобразования пути формирует эти импульсы для записи основных меток, отмечающих путь в шагах квантования мерной части, а также осуществляет делениечастоты следования импульсов на величину коэффициента деления, ступенчато изменяющегося с изменением скорости, т,е. осуществляет преобразование дискрет пути, выбирая их равйыми или кратными шагу квантования Н.Блок 3 преобразования скорости осуществляет преобразование интерваловвремени прохождения объектом этихдискрет пути в двоично-десятичный коди формирование дополнительных импульсов, длительность которых равнауказанным интервалам времени.Записанные на носитель регистратора 4,в качестве которого используется светолучевой осциллограф, результатыизмерения временных интервалов и параллельно-последовательном двоичнодесятичном коде вида 8-4-2- 1 соответствующими метками на первых четырех дорожках и результаты измерения пути в число-импульсном коде дополнительными и основными метками соответственно на пятой и шестой дорожках (фиг.5) используются при дальнейшей обработке, например для определения скорости на 1-ом измеренноминтервале времени Т, (если применятькусочно-линейную аппроксимацию) поформуле где К - величина кратности, равнаячислу основных меток пути в интервале Т;, соответствующем на носителе дополнительной метке пути,и для быстрого и точного отсчета значений пути. Исходное состояние делителей 6 и реверсивного счетчика 12 - нулевое, В начале наблюдаемого движения поступающие с формирователя 5 первый и второй импульсы (диаграмма П фиг.4) проходят через первый элемент И 7 (так как на первом выходе дешифратора 13 при нулевом состоянии счетчика 12 имеется единичный потенциал) и через элемент ИЛИ 8 на вход измерителя 14, который измеряет интервал между импульсами и вырабатывает равный ему по длительности строб-импульс - (диаграмма Ю , фиг.4), а также параллельный двоично-десятичный код результата измерения и импульс "Начало опроса", поступающий на вход811 бступающим на ее вход 22, Если при этом на ее информационные входы 20 и 21 не поступают нулевые потенциалы одновременно с кодовых выходов первого и второго двоичных разрядов старшей декады, т.е, если эта декада после измерения содержит отличную от нуля цифру, то с датчика 11 на суммирующий вход "+1" реверсивного счет- чика 12 сигнал управления "Меньше" не поступает и блок 2 преобразования пути остается в прежнем состоянии с коэффициентом деления К = 1. Если же скорость движения возрастает настолько, что в соответствующем ей результате измерения интервала времени Т, например Т =- Сэ,(диаграммы П и Б , фиг.4), теряется старший разряд, те. Т становится меньше установленного меньшего интервала времени Тщ, чему соответствует наличие на кодовых выходах старшей декады измерителя 14 нулевых потенциалов, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 23 возникает единичный потенциал, а на выходе элемента И 25 - импульс, от которого на выходах счетчика 12 устанавливается двиочный код "01" и соответственно появляется единичный потенциал на втором выходе дешифратора 13. В результате блок 2 преобразования пути переходит в состояние с коэффициентом деления К = 2, в котором на, вход измерителя 14 проходят импульсы не с формирователя 5, а с выхода первого делителя 6 через второй элемент И 7 и элемент ИЛИ 8. Переход в состояние с коэффициентом деления К = 3 происходит аналогично, а работа. блока 2 в этом состоянии отличается от работы в предыдущем состоянии следующим. С появлением единичнот о потенциала на третьем выходе дешифратора 13 после поступления в реверсивный счетчик 12 второго сигнала Меньше" с датчика 11 на вход измерителя 14 поступает узкий импульс, который образуется на выходе третьего элемента И 7 в момент появления 3 1273 18 схемы 16 подекадного опроса,Триггер 33 (фиг.3) устанавливается и элемент И 34 пропускает синхроимпульсы (диаграмма ц , фиг,4) с генератора (не показан) на вход распредели 5 теля 35, который,с частотой генератора производит опрос кодовых выходов измерителя 14, т.е. последовательно, декада за .декадой, начиная. со старшей, подключает декадные груп пы кодовых выходов измерительной информации через соответствующие группы элементов И 36 к,четырем элементам ИЛИ 37, Потенциальный параллельно-последовательный двоично-десятич ный код, который образуется на выходах этих элементов (выходы "8", "4", "2" и " 1" схемы 16), подается. на соответствующие входы регистратора 4 (фиг.1) и записывается в нем па но сителе в виде прямоугольных меток на четырех дорожках, имеющих "веса", соответственно "8", "4", "2" и "1" двоичных, разрядов (фиг.5), Суммавесов" дорожек, на которых имеются 25 метки в р-ом такте, определяет десятичное число в соответствующей этому такту декаде. Результат измерения занимает в продольном направлении носителя столько тактов, сколько декад 10 опрашивается распределителем 35, Например, если пять опрашиваемых декад представляют результат измерения числом 19987, то в первом такте прямоугольная метка есть только на четвер- ,.з той дорожкеу вес которой равен чисц влу 1 , во втором и третьем тактахесть метки на первой дорожке, вес которой равен числу 8",и на четвертой дорожке, в четвертом такте метка 40только на первой дорожке и в пятом -на второй, третьей и четвертой дорожках; Последний тактовый импульсраспределителя 35, являющийся стопимпульсом схемы 16, производит сброс 45триггера 33 и,одновременно поступаяс выхода 19 схемы 16 на клемму п нСброс измерителя 14, осуществляетсброс и запуск последнего, которыйпосле этого готов к измерению следующего временного интервала. Стробимпульс, поступающий с выхода 28 измерителя на пятый вход регистратора 4, записывается на пятой дорожкеносителя, а импульсы формирователя Ы5 - на шестой. Схема 10 автоустановки коэффициента деления управляетсятакже импульсом Начало опроса", пона его входе второго импульса с выхода первого делителя 6, когда на выходе второго делителя уже установнлен единичный потенциал (диаграммыи Пц, фигв 4)еЭТОТ импульс получается узким потому, что его появление приводит к сбросу в "0" делителей 6, т.е, он сам себя обрезает благодаря связи выхода элемента7 1273 И 7 через элемент ИЛИ 9 с входами сброса делителей 6. В результате измеряемые интервалы между выделенными таким образом импульсами оказываются равными трем периодам следования импульсов с формирователя 5.В случае замедления движения до скорости, при которой измеренное значение кратного интервала времени оказывается больше установленного мак О симума, г.е. когда на кодовых выходах старшей значащей декады измерителя 14 появляется двоичный код числа "3" и соответственно - единичные потенциалы на входах 20 и 21 схемы 10, 15 датчик 11 сигналов управления с приходом на вход 22 импульса "Начало опроса" выдает (с выхода элемента И 26) на вычитающий вход "-1" реверсив-, ного счетчика 12 импульсный сигнал 20 "Больше" и одновременно на выход 17- импульс, который, проходя через элемент ИЛИ 9, сбрасывает делители 6 в "0", На выходах счетчика 12.устанавливается двоичный код, на единицу 25 меньше имеющегося до этого, а дешифратор 13 с соответствующего этому коду выхода выдает единичный потенциал на первый вход того элемента И 7, порядковый номер которого меньше на едини- З 0 цу коэффициента деления предыдущего состояния. Работа устройства, имеющего дополнительно измеритель 15 длительности импульсов, отличается лишь тем, что З 5 в то время, когда у измерителя 14 производится опрос декад и подготовка к следующему циклу измерения после поступления на его клемму "Сброс" импульса с выхода 19 схемы 16, изме ритель 15 производит измерение длительности импульса, поступающего на его вход с выхода элемента НЕ 29 и равного интервалу времени между концЬм строб-импульса, относящегося к регистрируемому результату законченного цикла измерения и началом строб- импульса следующего цикла измерителя 14, т.е, второй измеритель измеряет те интервалы времени между импульсами, которые не измеряются первыми. Из диаграммУ и 0 на фиг,4 видно, что это, например, интервалы Г- С;фгф р 4Й 1 у р Сц - 1 ИПО ОКОН- чании измерения этих интервалов так же производится опрос декад измерителя 15, кодовые выходы которых объединены элементами ИЛИ 30 с соответ 811 8ствующими выходами измерителя 14,Синхроимпульсы на дйаграмме 04. (фиг,4) и метки записи кода (фиг.5) при опросе декад измерителя 15 изображены пунктирными линиями. Импульсом Начало опроса", кроме пуска схемы 16, производится установка триггера 32 в одно из состояний в зависимости от того, с какого измерителя пришел импульс, и тем самым подготавливается цепь для прохождения импульса с выхода 19 схемы 16 на клемму "Сброс" того измерителя, который опрашивается. По окончании опроса, например, измерителя 14 этот импульс проходит через первый ключ 31, на управляющем входе которого имеется единичный потенциал с прямого выхода триггера 32,формула из обре те ния 1, Устройство для записи параметров движения, содержащее импульсный датчик скорости, подключенный к формирователю блока преобразования пути, выход которого соединен с последовательно включенными двумя счетными триггерами, выход формирователя подключен к второму входу первого элемента И, выход первого счетного триггера - к вторым входам второго,третьего и четвертого элементов И, выход второго счетного триггера - к третьим входам третьего и четвертого элементов И, выход блока преобразования пути через блок преобразования скорости - к регистратору, о т л и ч а - ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения скорости и компактности записи числа число-импульсным кодом значений измеряемого пути при измерении скорости в широком диапазоне, в блок преобразования пути дополнительно введены два элемента ИЛИ, схема автоустановки коэффициента деления, выходы которой подключены к первым входам первой, второй, третьей и четвертой схемы И, выход третьего элемента И через первый элемент ИЛИ подключен к входам сброса счетных триггеров, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом сброса схемы автоустановки коэффициента деления, выходы элементов И через второй элемент ИЛИ подключены к выходу бло.ка преобразования пути, блок преобразования скорости содержит цифоавой12738измеритель временных интервалов и схему подекадного опроса, вход цифрового измерителя временных интервалов подключен к входу блока преобразования скорости, а его информационные выходь - к информационным входам схемы подекадного опроса, котдовые выходы которого соединены с соответствующими входами регистратора, выход начала опроса измери теля временных интервалов подключен к стартовому входу схемы подекадного опроса, а стробирующий выход - к входу индикации стробирования регистратора, выход окончания 15 подекадного опроса подключен к входу сброса измерителя временных интервалов, вход метки регистратора - к выходу формирователя импульсов, выходы начала опроса и старшей декады 20 измерителя временных интервалов - к первому, второму и третьему входу, соответственно схемы автоустановки коэффициента деления.2. Устройство по п.1, о т л и - 25 ч а ю щ е е с я тем, что схема автоустановки коэффициента деления со. держит, схему управления, реверсивный счетчик и дешифратор, причем первый, второй и третий входы схемы управле- З 0 ния являются первым, вторым и третьим 11 .1 Осоответственно входами схемы автоустановки коэффициента деления, а первый и второй выходы ее подключены ксуммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, кодовые выходыкоторого через дешифратор подключенык выходам схемы автоустановки коэффициента деления,3, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок преобразования скорости дополнительно содержитдва ключа, КБ-триггер, группу элементов ИЛИ, цифровой измеритель длительности импульсов, вход которого подключен через элемент НЕ к стробирующему выходу измерителя временных интервалов, а кодовые выходы и выходы"Начало опроса" обоих измерителейчерез группу элементов ИЛИ соединенысоответственно с информационными входами и входом пуска схемы подекадногоопроса, которая выходом окончания опроса через первый и второй ключи подсоединена к входам сброса измерителей, причем управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с прямым и инверсным выходами Б.Б-триггера, подключенного вхо"дами установки и сброса к выходам1273811 у 9 Ь б 7 6 ь о МЫю 1Тм хм ю 066оставитель Ю,Мручк ехред Л.Сердюкова Корректор И.Муска ктор Н,Швыдк П Заказ 6470 41 снР тета С крытий 1 утекая наб., д.4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектна ТиражНИИПИ Государ по делам из 13035, Москва