Корреляционный измеритель скорости проскальзывания

 

КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЯ, содержащи два усилителя-ограничителя, выход первого из которых соединен с инфор мациЬнным йходом регистра сдвига, два трехвходовых блока логического умножения, входы первого из которых подключены к прямым выходам второго усилителя-ограничителя, регистра сдвига и одной из предоконечных яче регистра, первый вход второго блока логического умножения соединен с инверсным выходом второго усилителяограничителя , второй и третий входы подключены соответственно к инверс-, ному выходу регистра сдвига и к инверсному выходу той же предконечной ячейки регистра, выходы блоков логического умножения через две ячейки РШИ соединены с входами интегратора , и генератор, отличающийся тем, что, с целью измерения скорости проскальзывания колеса относительно поверхности, с которой оно фрикционно цеплено, в измеритель введен усилитель-формирователь импульсов, а генератор выполнен в виде электромеханического генератора , который жестко без проскальзывания сцеплен с колесом, причем выход генератора через усилитель-формирователь импульсов подключен к синхронизирующим входам ячеек регистра сдвига. 00 со со

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) С 01 P 3/64

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3545708/18-10 1 (22) 26.01.83 (46) 30.03.84. Бюл. № 12 (72) В.И. Бартенев (53) 621.317.39:531.7(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

N- 362243, кл. G 01 P 3/56, 1970, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 890251, кл. G 01 P 3/64, 1980 (прототип). (54)(57) КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

СКОРОСТИ ПРОСКАЛЬЗЫВАНИЯ, содержащий два усилителя-ограничителя, выход первого из которых соединен с инфор. мационным входом региСтра сдвига, два трехвходовых блока логического умножения, входы первого из которых подключены к прямым выходам второго усилителя-ограничителя, регистра сдвига и одной из предоконечных ячеек регистра, первый вход второго блока логического умножения соединен с

„„SU„„1083119 А инверсным выходом второго усилителяограничителя, второй и третий входы подключены соответственно к инверс-, ному выходу регистра сдвига и к инвер сному выходу той же предконечной ячейки регистра, выходы блоков логического умножения через две ячейки ИЛИ соединены с входами интегратора, и генератор, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью измерения скорости проскальзывания колеса относительно поверхности, с которой оно фрикционно цеплено, в измеритель введен усилитель-формирователь импульсов, а генератор выполнен в виде электромеханического генератора, который жестко без проскальзывания сцеплен с колесом, причем выход генератора через усилитель-фор-— мирователь импульсов подключен к синхронизирующим входам ячеек регистра сдвига.

1083119

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения скорости проскальзывания колеса относительно поверхнос- ти, с которой оно фрикционно сцеп.— лено.

Известно устройство для измерения скорости проскальзывания, которое используется только для измерения скорости проскальзывания магнитной 10 ленты относительно тонвала в магнитофонах и требует для производства измерений записи на магнитную ленту специального сигнала. Кроме того, в этом измерителе на точность измере- 15 ния влияют растяжение и детонация магнитной ленты (13.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является корреляционный измеритель скорости, gp содержащий два усилителя-ограничителя входных сигналов, выход первого из которых соединен с информационным входом регистра сдвига, два трехвходовых блока логического умножения, д входы первого иэ которых соединены с прямыми выходами второго усилителяограничителя, регистра сдвига и одной из предоконечных ячеек регистра,первый вход второго блока логического умножения соединен с инверсным выходом второго усилителя-ограничителя, второй и третий входы подключены соответственно к инверсному выходу регистра и к инверсному выходу

35 ячейки регистра, прямой выход которой соединен с первым блоком логического умножения, выходы этих блоков соединены с входами двух логических элементов ИЛИ, выходы которых подключены к входам интегратора, соединенного с управляющим входом генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к синхронизирующим входам всех ячеек регистра (2 ).

Однако это устройство может измерять только линейную скорость объекта. Электронный генератор тактовых импульсов может перестраиваться по частоте в небольших пределах и зави50 симость частоты от величины управляющего напряжения недостаточно линейна

Кроме того, устройство имеет нулевой порядок астатизма следящей системы, Поэтому сигнал ошибки равен нулю и отсутствует аппаратурная погрешность измерения скорости только в том случае, когда линейная движущегося объекта создает такое транспортное запаздывание, которо» соответствует номинальной частоте reнератора тактовых импульсов, т;е. линейная скорость объекта может быть измерена без ошибки только в одной точке на шкале скоростей. Все остальные значения (а следовательно, и пройденного пути) измеряются с ошибкой.

Цель изобретения — измерение скорости проскальзывания колес относительно поверхности с которой оно фрикционно сцеплено.

Поставленная цель достигается тем, что в корреляционный измеритель скорости проскальзывания, содержащий два усилителя-ограничителя, выход первого из которых соединен с информационным входом регистра сдвига, два трехвходовых блока логического умножения, входы первого из которых подключены к прямым выходам второго усилителя-ограничителями, регистра сдвига и одной из предоконечных ячееы регистра, первый вход второго блока логического умножения соединен с инверсным выходом второго усилителя-ограничителя, второй и третий входы подключены соответственно к инверсному выходу регистра .сдвига и к инверсному выходу той же предоконечной ячейки регистра, выходы блоков логического умножения через две ячейки ИЛИ соединены с входами интегратора, и генератор, введен усилитель-формирователь импульсов, а генератор импульсов выполнен в виде электромеханического генератора, который жестко. без проскальзывания сцеплен с колесом, причем выход генераторы через усилитель-формирователь импульсов подключен к синхронизирующим входам ячеек регистра сдвига.

Усилители-ограничители преобразуют входные сигналы произвольной формы в сигнум-сигналы (т.е. клиппируют случайные входные сигналы). Сдвигающий регистр служит для задержки сигнум-сигнала, поступающего на его вход с прямого выхода первого усилителя-ограничителя.

Два трехвходовых блока логического умножения, входы первого из которых соединены с прям ми входами второго усилителя-ограничителя, регистра сдвига и одной иэ предоконечных ячеек регистра, н; ый нхо,(1083119

3 второго блока логического умножения соединен с инверсным выходом второго усилителя-ограничителя, второй и третий входы подключены соответственно к инверсному выходу регистра и к инверсному выходу ячейки регистра, прямой выход которой соединен с первым блоком логического умножения, выходы этих блоков соединены с входами двух логических элементов ИЛИ. 10

Блоки логического умножения устанавливают логическую равнозначность. между сигнум-сигналами, поступающими на их входы, и вырабатывают импульсы при совпадении знаков сигнум-сиг- 15 малов, поступающие на вход элементов

ИЛИ. Элементы ИЛИ выполняют собирательную функцию.

Выходы элементов ИЛИ подключены к входам интегнатора. 20

Интегратор служит для формирования знаковых корреляционных функций из сигналов, поступающих на его вход, и для вычитания этих функций друг из друга (так как выполнен по диф- 25 ференциальной схеме), благодаря чему имеет дискриминаторную характеристику. С выхода интегратора снимается напряжение, величина которого пропорциональна скорости проскаль- З0 зывания.

Генератор тактовых импульсов соединен с входом усилителя =формирователя импульсов, выход которого под веден к синхронизирующим входам всех ячеек регистра.

Генератор тактовых импульсов служит для генерирования тактовых (продвигающих) импульсов. Усилительформирователь усиливает и улучшает 40 форму этих импульсов.

На чертеже представлена схема кор. реляционного измерителя скорости про. скальзывания.

Корреляционный измеритель скорости проскальзывания содержит усилители-ограничители 1 и 2, сдвигающий регистр 3, блоки 4 и 5 логического умножения, логические элементы

И 6-9, логические элементы ИЛИ 10. и 11, интегратор 12, усилитель-формирователь 13 импульсов, электромеханический генератор 14 тактовых импуль-, сов.

Корреляционный -змеритель скорости проскальзывания работает следую- .

\ щим образом.

На входы измерителя скорости проскальзывания поступают случайные сигналы х(t) и х(t+ t) с относительным временным сдвигом, равным транспортному запаздыванию. Усилителиограничители преобразуют эти сигналы в сигнум-сигналы, соответствующие на прямых выходах положительной полярности входных сигналов, и отрицательной полярности входных сигналов на инверсных. С выхода усилителя-ограничителя 1 сигнум-сигналы поступают на вход регистра 3 сдвига, I где эти сигналы задерживаются на время 7, определяемое числом триггерных ячеек регистра и частотой следования тактовых импульсов.

На входы элемента И 6 подаются импульсы с прямых выходов сдвигающего регистра 3 и усилителя-ограничителя 2, а на выходы элемента И 8 импульсы с инверсных выходов тех же элементов схемы. При совпадении соответствующих импульсов во времени на выходе соответствующих элементов И 6 и 8 появляются импульсные напряжения.

Эти напряжения поступают на входы элемент ИЛИ 10 и с его выхода на входы интегратора. На интеграторе формируется напряжение, соответствующее знаковой корреляционной функции входных сигналов.

Точно так же с помощью элементов

И 7 и 9, ИЛИ 11 и интегратора 12 формируется значение корреляционной функции входных сигналов с той лишь разницей, что задержанные сигналы, участвующие в ее формировании, снимаются не с выхода сдвигающего регистра, с à его части.

Интегратор 12 выполнен по дифференциальной схеме, т.е. он производит не только усреднение сигналов, поступающих с выходов элементов 10 н

11, но и их вычитание. Поэтому характеристика интегратора 12 имеет вид днскриминаторной кривой.

В качестве бесконтактного генератора 14 тактовых импульсов могут быть использованы ферромагнитный диск с нанесенными на него магнитными метками, насаженный на одну ось с колесом, и считывающая магнит ная головка. Вместое ферритового диска может быть применен любой другой (непрозрачный) диск с отверстиями, а вместо считывающей магнитной головки — осветитель и фотоэле1083119

Составитель М. Хаустов

Техред Л.Коцюбняк Корректор . Рошетник

Редактор О. Сопк<

Заказ 1735/39 Тираж 823 Поднисно.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113015, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 j ttr!Itë÷ ППН "Патент", г. Ужгород, ул. Прося гиля, мент. Могут использоваться и другие типы генераторов, например, в виде динамомашины переменно:о тока или магнето.

В качестве генератора 1ч могут 5 быть использованы простые контакты, замыкаемые (или раэмыкаемые) кулачками, установленными на оси колеса, магнето,, а также тяговый электродви- .

1 гатель локомотива. В последнем случае роль тактовых импульсов выполняют переходные напряжения коллектора электродвигателя.

Частота следования импульсов на выходе генератора тактовых импульсов прямо пропорциональна скорости вращения колеса. Эти импульсы усиливаются и преобразуются усилителемформирователем, а затем используются для управления регистром сдвига.

На какой-то средней скорости объекта (при отсутствии ускорения и проскальзывания) производится калибровка устройства. Изменением расстояния (мерной базы) между датчиками сигналов x(t) и x(t+ б добиваются, чтобы напряжение U „ на выходе интегратора было равно нулю. После этого

U = 0 на любой скорости объекта ЗО при отсутствий проскальзывания его колес относительно поверхности, по которой они движутся. Действительно, с ростом скорости уменьшается транспортное запаздывание Г сигнала

x(t+7) относительно сигнала v(t) и соответственно уменьшается задержка i сигнала на сдвигающем регистре, так как частота следования тактовых импульсов увеличивается пропорционально росту скорости и выполняется равенство = с . Но стоит только появиться проскальзыванию, как изменится частота тактовых импульсов, а также время задержки сигнала в сдвигающем регистре и Г Фт . На выходе интегратора появится напряжение U„ у: О. Поскольку интегратор имеет дискриминаторную характеристику, величина напряжения Пп пропорциональна скорости проскальзывания, а его знак указывает на то, при каких обстоятельствах возникло проскальзывание: при торможении Uä имеет один знак, при наборе скорости объектом противоположный.

Предлагаемое устройство отличает1 ся тем,что его генератор тактовых им, пульсов может перестраиваться по частоте в очень широких пределах, причем частота следования вырабатываемых им импульсов во всем диапазоне перестройки связана абсолютно линейной зависимостью со скоростью объекта и напряжение U на выходе интегратора не содержит систематической ошибки (если нет проскальзывания, то на любых скоростях U = 0).