Устройство для измерения скорости движения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 3 64 1)4 С ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ мерного у м И, а т я скорос омера ваемого пр тает в два п ри дв ижен та п роисход времени про преобразов нальное ко рое преобр двоичным с чество импульсов, ко лельным регистром, а коды запится в оперативно-запоминающее йство (ОЗУ). На втором этапе окончания движения из ОЗУ изются коды в инверсной Форме,и ом досчета преобразуются в пропорциональные скорости прония базовых участков. 6 ил. ра сыв а устр посл лек мето коды хожд иг . 3 - структурная тельного счетного бловл ия; на вспомо схемка;блок а фиг.синхро структурная схем изации; на Фиг. 5 кой системы; на фиг граммы работы устро сх оптиче ные ди. 6 - ствр я измерения скорости т приемник 1 излуч еУстроиство ддвижения содержн ия, форм иров а т3 управления, пчик 4, переключмент ИЛИ 6, трмент ИЛИ 8, трегенератор 10 имп л ов бло счет двоичныи 5, первый второй емент ИЛИфо эле е иггер тий э схема ифиг. 2 ульсов, кно ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР У 526826, кл. С 01 Р 3/64,975.Авторское свидетельство СССР Нф 1188658, кл . С 01 Р 3/64, 1 984 . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к тех 1 ик измерения линейной или угловой скорости. Цель изобретения - расширение информативных возможностей устройства. Для этого в устройство для измерения скорости движения введены блоки: управления, вспомогательный счетный и синхронизации. Устройство позволяет производить измерение ско рости прохождения заранее заданного Изобретение относится к тех е измерения параметров движения, в частности к приборам, измеряющим интервал времени прохождения мерно участка, по которому определяется скорость объекта, и может быть использовано в лабораторных условиях для исследования динамики движения магнитной ленты в различных режима работы лентопротяжного механизма.Цель изобретения - расширение ин ивных возможностей устройствафиг. 1 изображена структурнаяредлагаемого устройства; на- структурная схема блока упстка с порядковым номекже последующие измерен с любого порядковогоого участка, устанавлиграммно. Устройство рабоэтапа. На первом этапеи измерительного элеменит формирование интерваловхождения базового участка,ние интервала в пропорциозуется в код поочередноетчиком и последовательн"Данные", делитель 12 частоты, элемент И 13, последовательно-параллельный регистр 14, оперативное запоминающее устройство 1 5, второй двоич -ный счетчик 16, вспомогательный счетный блок 17, блок 18 синхронизации,десятичный счетчик9, дешифратор20, цифровой индикатор 21, кнопку22 установки режима и кнопку 23 сброса.Блок 3 управления (фиг. 2) содержит И 24, схему 25 разрешения начала отсчета, исполнительное устройство 26 и клавиатуру 27.Вспомогательный счетный блок 17(фиг . 3) содержит элемент И 28,двоичный счетчик 29 и мультиплексор 30,Блок 8 синхронизации (фиг. 4)содержит переключатель 31, первыйформирователь 32 импульсов, второйформирователь 33 импульсов, элементИПИ 34 и распределитель 35 тактовыхимпульсов,Приемник 1 излучения соединен сформирователем 2 импульсов, выходкоторого соединен с входом элемента24 и первым входом схемы 25 (связь36), выходы набора кода номера меток клавиатуры 27 соединены с соответствующими входами схемы 25, а выходы управления исполнительным устройством клавиатуры 27 - с соответствующими входами исполнительногоустройства 26. Выходы схемы 25 соединены с первым входом исполнительного устройства 26 и с вторым входомэлемента И 24 и входом элемента И28 (связь 37), а выход элемента И24 связан со счетным входом счетчика 4 и входом элемента ИЛИ 9 (связь38), один выход счетчика 4 соединен с входом элемента ИЛИ 6, остальные его выходы подключены к переключателю 5, общий вывод которого связан с К-входом счетчика 4 и входомэлемента ИЛИ 8, второй вход которогочерез кнопку 1 связан с полюсом источника питания, а выход - с Я-входом триггера 7, К-вход которого связан с выходом элемента ИЛИ 6, второй вход которого подключен к выходу делителя 2 частоты. Инверсныйвыход триггера 7 подключен к К-входуделителя 1 2 частоты, переключателю31 (связь 39) и 7-входу мультиплексора 30 (связь 39), а прямойвыход григ ера 7 - к входу элеменФ 5 О 5 20 25 1 30 35 40 45 50 55 та И 13, входу формирователя 32 импульсов (связь 40) и Ч-входу мульти плексора 30 (связь 40), Выход генератора 1 О импульсов соединен со счетным входом делителя 12, вторьи входом элемента И 13 и входом элемента И 28 (связь 41), выход элемента И 13 соединЕн со счетным входом регистра 14, параллельный вход которого соединен с выходом данных ОЗУ 15, вход предварительной установки регистра 14 соединен с его выходом переноса и вторым входом элемента ИЛИ 9, параллельный вь 1 ход регистра 14 соединен с Х-входом мультиплексора 30 (связь 42), адресный вход ОЗУ 15 соединен с выходом счетчика 16, а вход данных - с параллельным выходом мультиплексора 30 (связь 43) . Выходэлемента И 28 соединен со счетным входом счетчика 29, параллельный выход которого соединен с У-входом мультиплексора 30. Первый выход распределителя 35 подключен к К-входу регистра 14 (связь 44), второй его вы-. ход - к счетчику 29 (связь 45), а третий выход распределителя 35 - к входу записи ОЗУ 1 5 ( св язь 46), первый вход распределителя 35 соединен с выходом элемента ИЛИ 34 и счетньи входом счетчика 1 6 (связь 47), второй его вход - с входом элемента ИЛИ 34 и выходом формирователя 32, а третий вход - с вторым входом элемента ИЛИ 34 и выходом формирователя 33, вход которого подключен к переключателю 31 и третьему входу элемента И 28 (связь 48), четвертый вход распределителя 35 соединен (связь 49) через кнопку 22 с полюсом источника питания. Выход элемента ИЛИ 9 связан с входом счетчика 1 9, выход которого через дешифратор 20 связан с цифровым индикатором 21 . Кнопкой 23 производится установка на ноль регистра 14, счетчиков 4, 16, 19 и 29 (связь 50) . Излучатель 51 с приемником 1 (фиг. 5) установлены по одну сторону от ленты 52 и образуют оп топару.Устройство работает в два этапа.На первом этапе (при движении объекта измерения) происходит формирование интервалов времени прохождения базового участка, преобразование интервала в пропорциональное количество импульсов, ввод полученныхвход 43 данных ОЗУ 15. При этом с выхода элемента И 28 на вход счетчи - . ка 29 прекращается поступление импульсов 0, , а начинается поступление с выхода элемента И 13 на счет 5 ный вход регистра 14 импульсов П , вырабатываемых генератором 10. Импульс, сформированный формирователеМ 32, поступает на второй вход распре делителя 35 и через элемент ИЛИ 34 (Бц,ь) - на первый вход распределителя 35 и вход 47 счетчика 16, изменяя его состояние. Таким образом, на первом такте работы на вход адреса ОЗУ 15 с выхода счетчика 1 6 поступает код, соответствующий первой точке измерения скорости, с выхода счетчика 29 через У в кан мультиплексора 30 на вход 43 данных ОЗУ 15 поступает код Пзо, пропорциональный интервалу времени, который записывается в ОЗУ 15 импульсомсформированным из поступившего на второй вход распределителя 25 35 импульса П ци несколько задержанного относительно импульса. П (на время с, ), а импульсом Б 1 1, сформированным из поступившего на первый вход распределителя.35 30 импульса 11 му 4 и несколько задержанного относительно импульса Бз(4 б) (на время), осуществляется сброс в "0" счетчика 29.При сбросе в "0" прямого выхода 40 триггера 7 наступает второй такт работы, при котором блокируется элемент И 13, формирователь 32 импульсов, У-вход мультиплексора 30 и по заднему фронту импульсов Б про исходит формирование в блоке 18 синхронизации импульсов П ы, Б Из 1,ь 1, По переднему фронту импульсов Б наступает разрешение работы элемента И 28, формирователя 33, а по переднему фронту импульса ляпереключение мультиплексора 30 в режим передачи данных П. по Х-каналу. При этом кончается поступление импульсов П,д на вход регистра 14,выл. о 50 а начинается поступление импульсов Бвь на вход счетчика 29, Импульс, сформированный на этот раз формирователем 33, поступает на третий вход распределителя 35 и через элемент ИЛИ 34 (П ,) - на первый вход рас 55 пределителя 35, а также вход 47 счетчика 16, изменяя снова его состояние и риба зле н ием единицы, На вход адреса ОЗУ 15 с выхода счетчика 16 поступает теперь код, соответствующий второй точке измерения скорости, с выхода 42 регистра 14 через Х-канал мультиплексора 30 на вход 43 данных ОЗУ 15 поступает код Бо , который записывается в ОЗУ 15 импульсомсформированным из поступивше - го на третий вход распределителя 35 импульса 0 ыи несколько задержанного относительно импульса П вью.зо (на время , ), а импульсом Пъ(е), сформированным из поступившего на первый вход распределителя 35 импульса Би несколько задержанного относительно импульса Бз 6) (на вре- lфз(имя з ), осуществляется сброс в "0" регистра 14. Далее такты по мере движения измерительной ленты периодически повторяются. При подключении общего вывода переключателя 31 к минусу источника питания при однотактном способе преобразования на выходе последнего устанавливается "0", запрещая, таким образом, прохождение импульсов Бцна вход счетчика 29, формирование импуль - сов Пы . формирователем 33 и соответственно получаемых из них импульсов П(41 и Б (,1, Формирование временных интервалов Бд определяется положением переключате - ля 5. Длительность этих импульсов равна инте рвалу в ремени п рохождения базового участка, а интервалы между ними равны времени прохождения участков, длина которых определяется по формуле1 =2 Б +(И) Я, (2)где 1 - расстояние от начала движения объекта до точки отсчета, м,- порядковый номер отсчета,т - порядковый номер разрядадвоичного счетчика 4, который соединяется с общим выводом переключателя 5,Я - базовое расстояние измерительной ленты, м,Б - порядковый номер базовогоучастка, с которого разрешается проводить начало отсчета.В этом случае, в отличие от предыдущего, происходит преобразование в пропорциональное количество импульсов только временных интерваловПпричем только с четными номерами базовых участков, определяемых формулой (2) .В обоих случаях с выхода элемента И 24 блока 3 управления на вход 38 элемента ИЛИ 9 поступает серия импульсов Б , количество которых равно количеству базовых участков Я, пройденных за время движения, начиная с участка с номером И. Эти импульсы поступают с выхода схемы ИЛИ 9 на вход десятичного счетчика 1 9 и информация через дешифратора 20 отображается на цифровом индикаторе 21, по показаниям которого определяется пройденный путь от начала базового участка с номером И по фор- муле 15(3) 20где Ь - длина пройденного пути, м;Б - базовый участок, м;А - показания цифрового индикатора.25При окончании первого этапа работы устройства информация о параметрах измеренного движения (кординаты точек и интервалы времени прохождения базовых участков) занесена вОЗУ 15, на цифровом табло отображается длина пройденного участка в единицах длины базового участка Я,Переход к второму этапу работы устройства осуществляется нажатием кнопки 23 и кнопки 22, при этом устанав 35ливаются в К двоичный счетчик 4,десятичный счетчик 19, двоичныйсчетчик 16, двоичный счетчик 29,на вход адреса ОЗУ 15 с выходасчетчика 16 поступает адрес первой точки измерения, а на вход регистра 14 с выхода ОЗУ 15 поступаетинверсный код ч исла К , и ропорциональ ног о инте рв алу в ремени п рохож 45дения базового участка, и заноситсяв регистр 1 4. Преобразование кодачисла К в количество импульсов, пропорциональное скорости, осуществля. ется нажатием кнопки 11 . На Б-входтриггера 7 через элемент ИЛИ 8 поступает "1 , устанавливающая на прямом ныходе 40 триггера 7 уровень "1 ",.а на инверсном выходе 39 триггера 7 -0 . При этом одновременно начинаютработь делитель 1 2 частоты и элемент И 13, На выходе последнего появляются импульсы, которые поступают на счетный вход регистра 14 и суммируются с введенным предварительно числом К, При поступлении импульсов Бы на выходе переноса при переполнении. регистра 14 появляется импульс, который поступает на вход элемента ИЛИ 9 и далее в десятичный счетчик 1 9, а также на вход предварительной установки регистра 14 и в него с ОЗУ 15 вновь вводится число К. При дальнейшем поступлении импульсов Пвь13 регистр 4 вновь переполняется, и далее все повторяется до тех пор, пока не будет сброшен триггер 7, а это произойдет после появления на выходе делителя 12 частоты импульса, который через элемент ИЛИ 6 сбрасы" вает триггер 7. При сбросе триггера 7 на вход 47 двоичного счетчика 16 поступает импульс 0 . ,по которому счетчик 16 меняет состояние. При этом изменяется на единицу адрес, поступающий на адресный вход ОЗУ 1 5, а на его выходе появляются данные, соответствующие второй точке измерения, и в регистр 14 вводится новое число К . За этот цикл работыО+1на вход счетчика 19 поступает количество импульсов, которое определяется выражением В(4)где В - коэффициент деления делителя 12 частоты,М - число импуьсон генератора,поступивших на вход регистра 14.Таким образом, число, записанноев десятичном счетчике 19, находитсяв обратной зависимости от числа Мимпульсон и, следовательно, в прямойзависимости от скорости прохождениябазового участка,и на цифровом индикаторе 21 считывают непосредственнопоказания скорости. Значения коэффициента В делителя 12 частоты и частоты генератора 1 0 импульсов выбираются исходя из допустимых погрешностей квантования интернала нремени, диапазона измеряемых скоростейи допустимой погрешности при вычисле.нии скорости.Для вывода на цифровой индикатор21 значений скорости для второй ипоследующих точек траектории движения повторно нажимают кнопку 11, врезультате запускается схема нычис 14/б 390и50 55 ления, Данные о скорости в рязлттч -ных точках сводят В таблицуттО нимстроится скоростная характеристика. Фо рм ула из о б ре т е и и я Устройство для измерения скорости движения, содержащее измерительный элемент с рявт;омерно нанесенными на него метками, излучатель, приемник излучения, формирователь импульсов два двоичных счетчика, два элемента ИЛИ, переключатель, триггер, делитель частоты, генератор импульсов, элемент И, последовательно-параллельный регистр, оперятиьное запоминающее устройство, десятичттый счетчик, дешифратор, цифровой индикатор, две кнопки, причем приемник излучения соединен с форглировятелем импульсот 1, первьй выход первого двоичного счетчика соединен с входом первого элемента Рт 1 И, второй вход которого подключен к выходу делителя частоты, а остальные выходы первого двоичного счетчика подсоединены к переключателю, Обший вывод которого связан с Е-вхоттолт первот о счетчика и первым входом второгоэлемента ИЛИ, второй вход которого через кнопку связан с полюсом источника питания, выход второго элемента ИЛИ соединен с Б-входом триггера,К-вход которого соединен с выходомпервого элемента 111 И инверсный вы -ход триггера связан с К-входом делителя частоть а прямой выход - с входом элемента И, второй вход которого связан с выходом генератора импульсов и счетттьто входом делителя ЧяСтОтьт, а ВЬ.ХОд, ЭЛЕМЕНТа И СОЕДИНЕН со счетным входом госледовятельнопаралттельттог о рег истра, па раллельвный вход которого соединен с вьтходом данных оп е рятив ног о з ап оминающего устройства, адресный вход которслго соединен с выходом второгодвоичного счетчика, вход предварительной установки последовятельнопяраллелт.ного регистра со.динен сего выходом переноса, выход десятичного счетчика через дешифратор связан с цифровым индикатором, а уст;- -нОВ Очные Гходы сч етч иков и рот ис т рясоединены через кнопку Сброся с полюсом ис гочттттка питания, о т л и ч а юше е с я тем, что, с целью расширения 11 ттфорлтативньтх возможностей устройгтвя, в него дополт 111 телт, -т 25 30 35 40 45 НО тв В еде е 11 блок уп ряБЗтения, с Осто я-. щий из элемента Исхемы разрешения начала отсчета, клявтлатуры и испол - гтителъного устройства, причем вход элемента И соединен с выходом формирователя импулгсов и с первым входом схемы разрешения начала отсчета, выходы которой соединены соответственно с первым входом исполнительного устройства и вторым входом элемента И, выход которого соединен со счетным входом первого двоичного счетчика, остальнье входы схемы разрешения настала отсчета соединены с соответствующими вгтходами набора кода номеметок клавиатуры, вьходы управления исполнительным устройством которой связаны с соответствутгшими входами исполнитепьного устройства, третии элемент ИЛИ первый вход которот о соединен с выходом переноса псследователъно-параллельного рсгистравторой вход соединен с выходом элемента И блока управления, а выход -с первым входом десятичного счетчика, вспомогательный счетный блок,включающий в себя элемент И, двоичный счетчик и мультиплексор, при -чем первый вход элемента И блока соединен с выходом генератора импуль -сов, второй его вход - с вторым входом элемента И блока управления, авыход элемента И вспомогательногоблока соединен со счетным входом двоичного счетчика блока, второй входкоторого соединен с кнопкой сброса,я параллельный выход подключен к т"входу мультиплексора, Х-вход которого соединен с параллельным выходомпоследовательно-параллельного регистра, параллельный выход мультиплексора соединен с входом данныхоперативного запоминающего устройства, и блок синхронизации, состоящий из переключателя, двух формирователей импульсов, элемента ИЛИ и распределителя тактовых импульсов,первый выход которого соединен с Квходом последовательно-параллельногорегистра, второй выход - с К-входомдвоичного счетчика вспомогательногосчетного блока,а третий выход - с входом зяплтси оперативного запоминающегоусттойства первьят вход распределителятактовых импульсов соединен с выходом элемента ИЛИ блОкя и счетным входом второго двоичного счетчика,второй вход - с входом элемента ИтИблока и выходом первого формирователя импульсов, вход которого соединен с Ч -входом мультиплексора, вспомогательного счетного блока и прямымвыходом триггера, третий вход распределителя соединен с вторым входомэлемента ИЛИ блока и выходом второгоформирователя импульсов, вход которого подключен к третьему входу элемента И вспомогательного счетного блока и через переключатель к Ч -входу мультиплексора вспомогательного счетного блока и инверсному выходу триггера, четвертый вход распределителя связан через кнопку установки режима с полюсом источника питания.