Измеритель скорости перемещения протяженного объекта

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешности измерения скорости перемещения . Сигналы на выходе логарифмических усилителей 4,5 и 6 пропорциональны логарифму сигналов с выходов соответствующих фотоприемников 1, 2 и 3. Сигнал на выходе блока 7 вычитания пропорционален разности сигналов , поступающих с выходов усилителей 4 и 5, благодаря использованию усилителей 4 и 5 с логарифмической амплитудной характеристикой сигналы на выходе блоков 7 и 8 вычитания зависят только от отношения яркостей соседних участков поверхности объекта и не зависят от уровня общей освещенности объекта. Передние фронты 11мпульсов на выходе блоков 9 и 10 сравнения с порогом сдвинуты во времени относительно друг друга на величину транспортного запаздывания. (/ Временной сдвиг между передними /f фронтами этих импульсов измеряется 1 блоком 11 измерения временного ин- 2 тервала. 2 ил. W Jfg ffj 12 Ш У N:) СП 4 СО со N5 Vus.t

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 01 P 3/80! ъ/

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3819704/24-10 (22) 30.11.84 (46) 30.08.86. Бюл. Р 32 (71) Воронежский государственный университет им.Ленинского комсомола и Всесоюзный научно-исследовательский тракторный институт (72) В.M.Âàðôoëoìååâ, M.Ñ.Òåëÿòíèêoâ, А.П.Толстобров, В.Г.Хромых и В.А.Чулюков (53) 531.767(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 625160, кл. G 01 Р 3/68, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 502325, кл. G 01 P 3/36, 1976. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ПЕРЕИЕЩЕНИЯ

ПРОТЯЖЕННОГО ОБЪЕКТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет снизить погрешности измерения скорости перемещения. Сигналы на выходе логариф„„SU„„1254392 А 1 мических усилителей 4,5 и 6 пропорциональны логарифму сигналов с выходов соответствующих фотоприемников 1, 2 и 3. Сигнал на выходе блока 7 вычитания пропорционален разности сигналов, поступающих с выходов усилителей 4 и 5, благодаря использованию усилителей 4 и 5 с логарифмической амплитудной характеристикой сигналы на выходе блоков 7 и 8 вычитания зависят только от отношения яркостей соседних участков поверхности объекта и не зависят от уровня общей освещенности объекта. Передние фронты импульсов на выходе блоков 9 и 10 сравнения с порогом сдвинуты во времени относительно друг друга на величину транспортного запаздывания.

Временной сдвиг между передними фронтами этих импульсов измеряется блоком 11 измерения временного ин- р тервала. 2 ил.

1254

Е (t) = K, log Е,(t); (3) 55

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения скорости протяженных объектов, например подстилающей поверхности.

Целью изобретения является снижениже погрешности измерения.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — эпюры сигналов на выходах отдельных элементов 1р устройства.

Измеритель скорости содержит (фиг. 1) фотоприемники 1-3, логарифмические усилители 4-6, блоки 7 и 8 вычитания, блок 9 и 10 сравнения с !5 порогом (пороговые устройства), блок

11 измерения временного интервала, функциональный преобразователь 1/X 12 и регистратор (Hp показан).

На движущемся объекте 13 стрелкой 2р обозначено направление движения, участки Э,, Э2, Э поверхности объекз та, попадающие в поля зрения соответственно первого, второго и третьего по ходу движения фотоприемных каналов. Оптические оси фотоприемников

1, 2 и 3 ориентированы так, что их поля зрения Э,, Э и Эз расположены на одной прямой вдоль направления движения и соприкасаются друг с дру- Зр гом. Выход фотоприемника 1 через логарифмический усилитель 4 подключен к первому входу блока вычитания 7.

Выход фотоприемника 2 через усилитель

5 подключен ко второму входу блока 7 вычитания и к первому входу блока 8 вычитания. Выход фотоприемника 3 через усилитель 6 подключен к второму входу блока вычитания 8. Выход блока 7 вычитания через блок сравне- 4р ния с порогом 9 подключен к входу пуска блока 11 измерения временного интервала, а выход блока 8 вычитания через блок сравнения с порогом 10 подключен к входу останова блока 11. 45

Выход блока 11 подключен к функциональному преобразователю 1/Х 12, выход которого подключен к регистратору.

Устройство работает следующим образом.

Протяженный объект 13, скорость которого измеряется, перемещается в направлении от фотоприемника 1 к фотоприемникам 2 и 3. Участки поверхности объекта, имеющие различную яркость, поочередно проходят через одинаковые поля зрения фотоприемника 1 (Э,), фотоприемника 2 (Э,) и фотоприем392 2 ника 3 (Э ). В результате сигналы на

3 выходе фотоприемника пропорциональны интегральной яркости участков объекта, поочередно попадающих в поля зрения фотоприемников. На фиг. 2 а, б, в представлены эпюры возможного характера зависимостей от времени сигналов F,, Е, E на выходе фотоприемников 1, 2 и 3. Сигналы

Е (t) и f (t) по форме полностью повторяют сигнал Е, (t), но запаздывают относительно него соответственно на величину и 26t, где

ht — измеряемая величина транспортного запаздывания. Сигналы на выходе логарифмических усилителей 4, 5 и 6 пропорциональны логарифму сигналов с выходов соответствующих фотоприемников, т.е °

E< (t) = K log Е (t); (1)

Е (t) = К log Е (t); (К =const) .

Сигнал на выходе блока вь|читания 7 пропорционален разности сигналов, поступающих с выходов усилителей

4и5:

E =K (Е„-Е ) =K, К (log Е -log Е ) = (2)

= К,K »g —, ; {К = const) .

Сигнал на выходе блока 8 вычитания имеет вид

Е =K (Е -Еь ) К„К2 (log Е2 log Е ) =

КК1о

Е

Иэ выражений (2) и (3) видно, что благодаря использованию усилителей с логарифмической амплитудной характеристикой сигналы на выходе блоков зависят только от отношения яркостей соседних участков поверхности объекта и не зависят от уровня общей освещенности объекта, по крайней мере, в том динамическом диапазоне, в котором амплитудные характеристики реальных усилителей близки к логарифму.

На фиг. 2г, е показаны зависимости от времени сигналов Е, (t) и Е (т).

Эти сигналы с выходов блоков вычитания 7 и 8 поступают на входы блоков з 1254

9 и 10 сравнения с порогом соответственно. Сигнал на выходе блока сравнения с порогом принимает значение

ll tf /

0, когда сигнал на его входе меньше величины порога U,, и "1", когда входной сигнал превьппает порог. Выходные сигналы блоков 9 и 10 представлены на фиг. 2д, ж.

На фиг. 2д, ж видно, что передние фронты импульсов на выходе блоков tO

9 и 10 сравнения с порогом сдвинуты, во времени относительно друг друга на величину транспортного запазды- вания. Временной сдвиг между передними фронтами этих импульсов измеряется блоком 11 измерения временного интервала.

Измеренная блоком 11 величина транспортного запаздывания nt, т.е. время прохождения объектом известного базового расстояния L, равного в данном случае расстоянию между фотоприемниками, является мерой скорости.

Так как скорость перемещения объекта

V = -- то ее величина вычисляется с

L 25 д % помощью функционального преобразователя 1/Х, значение сигнала на выходе которого обратно пропорционально поступающей с блока 11 величине тран-ЗО спортного запаздывания лй.

Формула изобретения

Измеритель скорости перемещения протяженного объекта, содержащий

392 4 расположенные вдоль направления перемещения три фотоприемных канала в виде оптически согласованных объективов и фотоприемников, два иэ которых подключены к первому и второму усилителям,- а также два пороговых устройства, блок измерения временного интервала, функциональный преобразователь 1/X и регистратор, при этом пороговые устройства подключены к входам блока измерения временных интервалов, соединенного выходом через функциональный преобразователь

1/X с регистратором, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью снижения погрешности измерения, в него введены два блока вычитания и третий усилитель, при этом все три усилителя выполнены логарифмическими, а фотоприемные каналы выполнены с одинаковыми соприкасающимися друг с другом полями зрения на поверхности протя женного объекта, третий по ходу движения объекта фотоприемник подключен к входу третьего усилителя, первый вход первого блока вычитания подключен к выходу первого фотопри-. емника,.второй вход первого блока вычитания и первый вход второго блока вычитания подключены к выходу второго фотоприемника, второй вход .второго блока вычитания - к выходу третьего фотоприемника, а выходы яычитающих устройств соединены с входами пороговых устройств.

1254392

Е б

Еу

Qn

Еу д

Eg ï е

Е, 1

Составитель Ю. Власов

Техред И.Попович

Редактор М. Циткина

Корректор Л. Патай

Заказ 4714/48

Тираж 778

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4