Устройство для измерения скорости движения объекта

 

СОЮЗ СОНЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

Л0„„ 1250953!

5g 4 С 01 Р 3/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ .Ф СРИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г!О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3757487/24-!0 (22) 21.06.84 (46) 15.08.86. Бюл. № 30 (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В. В. Куйбышева (72) О. Г. Корганова и В. А. Кузнецов (53) 531.767(088.8) (56) Патент США № 3804517, кл. 35828 (С 01 Р 3/36), 1974.

Авторское свидетельство СССР № 1191829, кл, G 01 P 3/36, 25,05.84. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ, ДВИЖЕНИЯ OFbEKTA

i(57) Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и позволяет определить вектор скорости плос. кого движения объекта. При приложении вектора скорости начинает перемещаться штифт 7, его движение с помощью поводков 5 и 6 передается

0(Х фотоприемникам 3 и 4 так, что они будут перемещаться вдоль соответствующих линейных газообразных индикаторов (ЛГИ) 1 и 2. При измерении перемещается штифт 7 и фотоприемники 3 и 4 вдоль ЛГИ 1 и 2. Одновременно запускаются генераторы 8 и 9 пилоббразного тока и открываются ключи 10 — 13, через которые импуль- сы от генераторов 14 и 15 импульсов будут проходить в счетчики 16 — 19 импульсов. Под действием генераторов

8 и 9 пилообразного тока начнется свечение столба rasa в ЛГИ 1 и 2 °

Длина свечения изменяется по линейному закону. Так как фотоприемники

3 и 4 и свечение столба rasa в ЛГИ

1 и 2 движутся навстречу друг другу, то через некоторое время фотоприемники 3 и 4 осветятся, сигналом закроют ключ 10, и импульсы от генератора 14 импульсов не поступят в счетчик 16. ил.

1250953

55.Изобретение относится к автомати ке и измерительной технике и может быть использовано в устройствах автоматического контроля и регулирования, в измерительных устройстВах для преобразования составляющих вектора скорости в электрическую величину.

Целью изобретения является определение вектора скорости плоского движения объекта.

На чертеже представлена схема уст— ройства для определения вектора скорости объекта.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 линейные индикаторы (ЛГИ) первый 3 и второй 4 фотоприемники, поводки 5 и б, штифт 7, первый 8 и второй 9 генераторы пилообразного тока, четыре ключа 10 — 13, первый

14 и второй 15 генераторы импульсов стабильной частоты, четыре счетчика

16 — 19 импульсов, два блока 20 и 21 вычитания, два делительных устройства 22 и 23.

ЛГИ 1 и 2 представляют собой герметически закрытую стеклянную трубку, заполненную смесью инертных газов. Длина светящегося столба газа каждой трубки линейно зависит от величины тока, протекающего между электродами. Два ЛГИ 1 и 2 расположены на плоскости под углом 90 один к другому и подключены соответственно к выходам первого и второго генераторов 8 и 9 пилообразного тока, которые осуществляют периодическую линейнук развертку светящегося столба газа на всю длину Д „ и о каждого ЛГИ.

Около ЛГИ 1 и 2 расположены фотоприемники 3 и 4 соответственно так, что начальное их положение находится на расстоянии Р и 1, >, от начала свечения соответствующих ЛГИ. С фотоприемниками жестко связаны поводки 5 и

6, внутри которых расположен штифт

7, кинематически связанный с объектом, вектор скорости которого V подлежит измерению.

Выход генератора 8 соединен с первыми входами ключей 10 и 11, вторые входы которых присоединены к выходу генератора 14 импульсов стабильной частоты, а третий вход ключа 10 соединен с фотоприемником 3, выход ключа 10 через счетчик 1б импульсов соединен с первым входом блока 20 вычитания и первым входом делительно

ro устройства 22, второй вход которого соединен с выходом блока 20 вычитания, выход ключа 11 через счетчик

17 импульсов присоединен к второму входу блока 20 вычитания, а выход генератора 9 соединен с первыми входами ключей 12 и 13, вторые входы которых присоединены к выходу генератора 15 импульсов стабильной частоты, а третий вход ключа соединен с фотоприемником 4, выход ключа 12 через счетчик 19 импульсов соединен с первым входом вычитающего устройства 21 и первым входом делительного устройства 23, второй вход которого соединен с выходом блока 21 вычитания, выход ключа 13 через счетчик 19 импульсов присоединен к второму входу вычитающего устройства 21.

Устройство работает следующим образом.

При приложении вектора скорости V начнет перемещаться штифт 7, его движение с помощью поводков 5 и б будет передаваться фотоприемниками 3 и

4 соответственчо так, что фотоприем ники будут перемещаться вдоль соответствующих ЛГИ, т.е. с помощью элементов 5,6 и 7 происходит механическое разложение вектора скорости V на прямоугольно-координатные составляющие VÄ и V„, если прямоугольная система координат ХОУ проведена через оси ЛГИ 1 и 2.

Таким образом, фотоприемник 3 перемещается в том случае, если вектор

V содержит составляющую V, а фотоприемник 4 перемещается,. если вектор

V содержит составляющую V

В момент измерения начинают перемещаться под действием штифта 7 и фотоприемники 3 и 4 вдоль ЛГИ 1 и

2 соответственно в направлении от конца свечения столба газа к началу. Одновременно запускаются генераторы 8 и 9 пилообразного тока и открываются ключи 10,11 и 12, 13, через которые импульсы от генераторов 14 и 15 импульсов стабильной частоты соответственно проходят в счетчики 16-19 импульсов соответственно.

Под действием работы генераторов, Я и 9 пилообразного тока начнется свечение столба rasa в ЛГИ 1 и.2, Длина свечения изменяется по линейному закону

Так как фотоприемники 3 и 4 и свече- ние столба газа в ЛГИ 1 и 2 движутся:

1250953

Формула

55 навстречу один другому, то через некоторое время фотоприемники осветятся. Пусть фотоприемник 3 осветит— ся через время t„ и произойдет это тогда, когда свечение столба газа

ЛГИ f распространилось на расстояние

1 „ от начала координат, а фотоприемник 4 осветится через время когда свечение газа ЛГИ 2 распространилось на 1 . Так как длина свеУ чения ЛГИ линейно зависит от величины тока, протекающего через ЛГИ, а последние питаются пилообразными . токами от генераторов 8 и 9, то где К., К; — коэффициенты, зависящие от свойств ЛГИ;

К„, К вЂ” коэффициенты, учитывающие скорость изменения токов генераторов 8 и 9.

Фотоприемник 3 к моменту освещения столбом светящегося газа переместился вдоль ЛГИ на расстояние

Х Х Х1 (2) а фотоприемник 4 к моменту освещения столбом светящегося газа переместился вдоль ЛГИ 2 на расстояние

L -У„=ЧУ tÓ . (3)

Так как в течение одного периода пилообразного тока генераторы 8 и 9 линейно изменяют светящийся столб газа на всю длину ЛГИ, то — периоды пилообразного QKC1 NaKC г тока генераторов 8 и 9.

Решая совместно (1)-(4), получим: gKс 1 ц<у г .

Х 1 1 х

V=K К

V ig 2

У

В момент освещения фотоприемника

3 на его выходе появится сигнал, который закроет ключ 10, и импульсы от генератора 14 перестанут поступать в счетчик 16. В момент освещения фотоприемника 4 на его выходе появится сигнал, который закроет ключ 12, и импульсы от генератора 15 перестанут проходить в счетчик 18. В конце развертки задний фронт пилообразного тока генератора 8 закроет ключ 11, а задний фронт генератора 9 закроет ключ 13.

Таким образом, в счетчики 14 и

20 перестанут поступать импульсы

50 от генератора 14 и 15, т.е. время открытия ключей 10-13 пропорционально

t„ 1 t a.ñ1 t„ У t ... СООТВЕТСТВЕННО и в счетчики 16-19 прошло соответствующее количество импульсов. На выходе блоков 20 и 21 вычитания будет число импульсов, соответствующее разностям (t„„-t„) и (t„,„„,, -Ту), а на выходе блоков 22,23 — прямоуголь. но координатным составляющим V è

V„V,. изобретения

Ю

Устройство для измерения скорости движения объекта, содержащее установленные на объекте линейный газоразрядный индикатор, подключенный к генератору пилообразного тока, первый фотоприемник, оптически связанный с линейным газоразрядным индикатором с возможностью перемещения вдоль индикатора, второй фотоприемник, два ключа, генератор импульсов, два счетчика импульсов, блок вычитания и делитель, при этом выход генератора пилообразного тока соединен через первые входы первого и второго ключей соответственно с входами первого и второго счетчиков, выход первого счетчика подключен к первым входам блока вычитания и делителя, выход второго счетчика — к второму входу блока вычитания, выход которого соединен с вторым входом делителя „ выход генератора импульсов подключен к вторым входам первого и второго ключей, а третий вход первого ключа соединен с выходом первого фотоприемника, о т .л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью определения вектора скорости плоского движения объекта, в него введены второй линейный газоразрядный индикатор, установленный перпендикулярно первому индикатору, второй генератор пилообразного тока, подключенный к второму индикатору, третий и четвертый ключи, третий И четвертый счетчики, второй блок вычитания, второй делитель, второй генератор импульсов, при этом второй фотоприемник установлен на объекте с возможностью переме щения вдоль второго линейного гаэоразрядного индикатора и оптически связан с ним, выход второго генератора пилообразного тока соединен с первыми входами третьего и четвертого ключей, вторые входы которых подключены к выходу второго генератора

1250953

Редактор М. Келемеш

Заказ 4403/39 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 импульсов, третий вход третьего ключа соединен с выходом второго фотоприемника, выходы третьего и четвертого ключей подключены соответственно к входам третьего и четвертого счетчиков. выход третьего счетчика соединен с первыми входами второго блока вычитания и второго делителя, второй вход которого подключен к выходу второго блока вычитания, соединенного вторым входом с выходом

:четвертого счетчика.

Составитель Ю. Власов

Техред И.Гайдош Корректор Е, Рощка