Импульсное устройство для измерения скорости

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU „„}}}я4дя

s }50 6 01 Р 3/54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

} 1

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3399593/18-10 (22) 25. 02.82 (46) 30.10.83. Бюл. N 40 (72) Л.М,Кудрявцев и В.А.Подстрелинов (53) 621 371(088,8) (56) 1. Патент Великобритании и 1449677, 1976.

2. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы. Киев, "Высшая школа", 1973, с.397 (прототип). (54)(57) ИМПУЛЬСНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ, состоящее из клеммы "Вход", генератора тактовых импульсов, формирователя калиброванного импульса, двух ключей схемы установки коэффициента деления, содержащей регистр, счетчика импульсов и устройства отображение информации, при этом выход формирователя калиброванного импульса подключен к управляющему входу второго ключа, выход которого через счетчик импульсов соединен с устройством отображения информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых скоростей при заданных быстродействии и точности измерения, оно снабжено двумя формирователями строб-импульсов, схемой ИЛИ, три г гером, и клеммой Установка 0", а схема установки коэффициента деления выполнена в виде последовательно соединенных второго счетчика импульсов регистра и делителя с дробным переменным коэффициентом деления, причем клемма "Вход" соединена через последовательно включенные первый и второй формирователи строб-импульсов с входом формирователем калиброванного импульса, вторым входом триггера и вторым входом схемы "ИЛИ,выход которой подключен к управляющим входам первого и второго счетчиков импульсов, выход триггера соединен с управ- с

С> ляющим входом первого ключа, второй вход которого присоединен к второму выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с ехо- С дом делителя с дробным переменным коэффициентом деления, выход которого связан с вторым входом второго ключа, выход первого формирователя строб-импульса подключен к управляющему входу регистра, выход первого ключа присоединен к счетному входу второго счетчика, а клемма "Установка 0 присоединена к первым входам триггера и схемы ИЛИ.

Известно импульсное устройство для измерения скорости, содержащее клемму "Вход", формирователь калиброванного импульса два ключа генера1 1 4S тор тактовых импульсов, два делителя частоты, схему установки коэффициента деления, выполненную на ре-версивном счетчике с регистром, счетчик импульсов и устройство для отображения информации, включенные так, что выход формирователя подключен к первому входу первого ключа, второй вход которого соединен через первый делитель с выходом генератора тактовых импульсов, Выход генератора тактовых импульсов соединен через кнопку с первым входом второго ключа, а через второй делитель - с вторым

1 105

Изобретение относйтся к измерительной технике и может быть использовано дпя непрерывного измерения скорости движения объекта на коротких отрезках пути для получения закона изменения скорости во времени °

Известно устройство для измерения скорости, содержащее два датчика, расположенных на мерном расстоянии друг от друга, формирователь измерительного импульса, генератор тактовых импульсов, два делителя с регулируемым коэффициентом деления, делитель с постоянным коэффициентом деления, вентиль, счетчик и устройство для !5 отображения информации, Делители обеспечивают гиперболическое изменение частоты тактовых.импульсов. начетчик считает от нуля до заполнения с частотой тактовых им- 20 пульсов и затем обратно с гиперболи- чески меняющейся частотой тактовых импульсов. Пусковой сигнал в начале периода измерения открывает вентиль, который пропускает импульсы тактовой 25 частоты через делитель с постоянным коэффициентом деления на счетчик.

Когда счетчик заполняется,. срабатывает вентиль, который включает делители с регулируемым коэффициентом 50 деления и пропускает тактовые импульсы непосредственна нв ннн (1J

Устройство с хорошей точностью позволяет измерять скорость движения объекта, однако максимальное значение скорости, измеряемое этим устройством, ограничено минимальной длительностью импульса формирователя, необходимой для работы этого устройства ° 40

14 2 2 входом второго ключа. Выхоцы первого и второго ключа соединены соответственно с первым и вторым входом реверсивного счетчика, к которому подключен регистр, а выход реверсивного счетчика соединен со счетчиком импульсов, который подключен устройству для отображения информации $2)

Такое устройство позволяет с достаточной точностью измерять скорость движения объекта, однако его быстродействие и диапазон измерений не удовлетворяет, существующим требованиям, поскольку быстродействие т рассмотренного устроиства определяется в основном длительностью калиброванного импульса, которая при измерениях с высокой точностью велика. ,Кроме того, данным устройством невозможно обеспечить непрерывность процесса измерения из-за необходимости последовательного выполнения операций одним и тем же реверсивным счетчиком.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых скоростей при заданных быстродействии и точности измерения.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство, состоящее из клеммы "Вход", генератора тактовых импульсов, формирователя калиброванного импульса, двух ключей, схемы установки коэффициента деления,. содержащей регистр, счетчика импульсов и устройства отображения информации, при этом выход формирователя калиброванного импульса подключен к управляющему входу второго ключа, выход которого через счетчик импульсов соединен с устройством отображения информации, снабжено двумя формирователями строб-импульсов, схемой

ИЛИ, триггером и клеммой "Установка О, а схема установки коэффициента деления выполнена в виде последовательно соединенных второго счетчика импульсов, регистра и делителя с дробным переменным коэффициентом деления, причем клемма "Вход " соединена через последовательно включенные первый и второй формирователи стробимпульсов с входом формирователя калиброванного импульса, вторым входом триггера и вторым входом схемы

ИЛИ, выход которой подключен к управляющим входам первого и второго счетчиков импульсов, выход триггера соединен с управляющим входом перво1051432

3

ro ключа, второй вход которого присоединен к второму выходу генератора тактовых импульсов, второй выход которого соединен с выходом делителя с дробным переменным коэффициентом, выход которого связан с вторым входом второго ключа, выход первого формирователя строб-импульса подключен к управляющему входу регистра, выход первого ключа присоединен к счетному входу второго счетчика, а клемма

"Установка 0" присоединена,к первым входам триггера и схемы ИЛИ.

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 - схема установки коэффициента деления.

Импульсное устройство для измерения скорости (фиг.l) содержит два формирователя 1 и 2 строб-импульсов, генератор 3 тактовых импульсов, триггер 4, схему ИЛИ 5, два ключа 6 и 7, два счетчика 8 и 9 импульсов, регистр 10; делитель ll с дробным пере- . менным коэффициентом деления, формирователь 12 калиброванного импульса, устройство 13.отображения информации, клеммы "Вход" 14 и "Установка 0" 15, Схема установки коэффициента деления включает счетчик 8 импульсов, созо стоящий из пяти декад 16-20, регистр

10 и делитель 11 с дробным коэффициентом деления, содержащий декаду сотых долей 21, декаду десятых долей 22, декаду единиц 23, декаду десятков 24, декаду сотен 25 и схему 26 совпадения.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом работы устройство устанавливается в исходное состояние подачей на клемму "Установка 0" 15 импульса. При этом, триггер 4 и счетчики 8 и 9 устанавливаются в нулевое положение, и ключ 6, первый вход которого соединен с выходом триггера оказывается. закрытым. На вход формирователя 1 строб-импульса с клеммы

"Вход" 14 поступает последовательность импульсов с датчика, например, фотоэлектрического (не показан). Каждый последующий после первого импульс соответствует перемещению исследуемого объекта на определенные равные расстояния, Из фронтов этих импульсов с помощью формирователя 1 строб-импуль-ss сов формируются короткие импульсы, 1 использующиеся для записи в регистр

10 информации со счетчика 8, 1

Формирователь 2 строб-импульсов также формирует короткие импульсы, следующие сразу же эа импульсами с формирователя 1. Эти импульсы подаются на второй вход схемы ИЛИ 5 для сброса информации в счетчиках 8 и 9 в каждом периоде измерения, и на второй вход триггера 4 для установки

его в единичное положение, а также на вход формирователя 12 калиброванного импульса для его запуска. Формирователь 12 калиброванного импульса формирует импульс строго определенной длительности в каждом периоде измерения.

С приходом первого импульса с датчика триггер 4 переводится в единичное положение, при этом ключ 6 открывается и импульсы с второго выхода генератора тактовых импульсов 3 проходят на счетчик 8. Последующие импульсы с датчика не меняют состояния триггера 4, С приходом второго импульса с датчика в регистр 10 записывается информация со счетчика 8, после чего счетчик 8 переводится в нулевое состояние и начинается следующий период измерения.

При этом в регистре оказывается записанным число л Тх тк Т„ Т ° K где T — интервал между соседними имХ пульсами с датчика;

Т1 - период тактовых импульсов с второго выхода тактового генератора, использующихся для

° заполнения интервала;

Т - период тактовых импульсоц с первого выхода тактового генератора, поступающих на схему установки коэффициента деления;

К - коэффициент, равный отношению периода тактовых импульсов с второго выхода такто"

gîão генератора к периоду импульсов с первого выхода тактового генератора, причем коэффициент К может быть больше, равен или меньше единицы, Коэффициент деления схемы установки коэффициента деления (2) где N. „- число тактовых импульсов прошедших на счетчик 8 в течение интервала;

10 14 У а — коэффициент, принимающий значения 10, 100 и т.д., в зависимости от наличия в делителе

11 декад десятых, сотых и т,д. долей.

Импульсы с выхода схемы установки 5 коэффициента деления (выход делителя 11) подаются на второй вход второго ключа 7, первый вход которого соединен с выходом формирователя 12 калиброванного импульса. Счетчик g импульсов подсчитывает количество импульсов, прошедших на него со схемы установки коэффициента деления через ключ 7 за время действия калиброванного импульса. 45

Показани" "счетчика { равно

N (1 где Т вЂ” длительность калиброванного

k импульса;

К0 - коэффициент деления схемы установки коэффициента деления.

Или с учетом выражения (2)

Тк а {4 25

Т,к

Информация со счетчика 9 подается

::а схе,у отооражения резу fbTRTQB l: ме pенI! я, Точность измерения в предлагаемом устройстве в такой же степени как и в прототипе зависит от величины.

Быстродействие определяется длительностью калиброванного импульса.

В случае необходимости оперативного измерения скорости за время, не превышающее период следования импульсов с датчика при максимальной скорости процесса, можно записать

Т щ, а

То { {т { где Т вЂ” период следования импульКо; я сов с датчика при максимальной скорости процесса;

T{, — период тактовых импульсов с первого выхода тактового генератора.

Особое выполнение схемы установки коэффициента деления, введение новых блоков и особое соединение всех блоков устройства позволяет значительно расширить диапазон измеряемьх .- .оростей при заданных.точности и быстродействии измерений, и обеспечить при этом непрерывность процесса измерения.

Состави тел ь Е Измайлов

Техред Т.Маточка Корректор О.Билак

Редактор E.Лушникова

Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., a 4 5

Заказ 8656/43

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4