Корреляционный измеритель скорости

 

Изобретение предназначено для измерения линейной скорости объектов и проходимого ими пути. Цель изобретения - повышение точности измерения скорости. Устройство содержит формирователи 1 и 2 сигнум-сигналов, регистр 3 сдвига, D-триггер 4 дискретизации , блоки 5 и 6 логического умножения, элементы ИЛИ 7 и 8, интегратор 9, у1травляемый по частоте напряжением генератора 10 тактовых импульсов , счетчик 11 импульсов и элементы И12,- 13, 14 и 15. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет уменьшить флуктуационные ошибки измерения путем устранения неидентичности искажений, вносимых устройством в обрабатываемые сигналы . 2 ил. с ..(1} (Л Лл1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

009 А1 (19) (11) (51)4 G О! P 3/80

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 3955286/24-10 ,(22) 23.09.85 (46) 30.07.87. Бюл. У 28 (71) Уральский политехнический ин- ститут им. С.М.Кирова (72) Д.Г.Матюнин, А.Л.Камкин и А.В.Елфимов (53) 531.7671621.317.39(088.8) (56) Патент США 1(t 4167930, кл. С 01 Р 3/66, 1979.

Авторское свидетельство СССР

9 890251; кл. G 01 P 3/80, 1981. {54) КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ (57) Изобретение. предназначено для измерения линейной скорости объектов и проходимого ими пути. Цель изобретения — повышение точности измерения скорости. Устройство содержит формирователи I и 2 сигнум-сигналов, регистр 3 сдвига, D-триггер 4 дискретизации, блоки 5 и 6 логического умножения, элементы ИЛИ 7 и 8, интегратор 9,управляемый по частоте напряжением генератора 10 тактовых импульсов, счетчик 11 импульсов и элементы И 12,- 13, 14 и 15. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет уменьшить флуктуационные ошибки измерения путем устранения неидентичности искажений, вносимых устройством в обрабатываемые сигналы. 2 ил.

l3

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для. измерения линейной скорости объектов и проходимого ими пути.

Цель изобретения — повышение точности измерения скорости за счет уменьшения флуктуационной ошибки измерения путем устранения неидентичности искажений, вносимых измерителем в обрабатываемые сигналы.

На фиг. 1 приведена функциональная схема измерителя скорости; на фиг. 2 " временные диаграммы сигналов измерителя.

Корреляционный измеритель скорости содержит формирователи 1 и 2 сигнум-сигналов, регистр 3 сдвига, Dтриггер 4 дискретизации, блоки 5 и 6 логического умножения, логические элементы ИЛИ 7 и 8, интегратор 9, управляемый по частоте напряжением генератора 10 тактовых импульсов, счетчик 11 импульсов. Каждый блок ло гического умножения состоит из двух логических элементов И 12, 13 и

14, 15.

Устройство работает следующим образом.

На входы измерителя поступают информационные сигналы x(t) и x(t+ ° ) с относительным временным сдвигом равным транспортному запаздыванию. Сигнал x(t) поступает на вход формирователя 1 (фиг. 1), с выхода которого сигнум-сигнал поступает на информационный вход регистра 3 сдви

ra, На входы синхронизации регистра 3 поступают импульсы с выхода генератора 10 тактовых импульсов. При прохождении первой ячейки регистра

3 в сигнум-сигнал вносятся искажения, выражающиеся в том, что каждый фронт сигнала на выходе первой ячей" ки регистра 3 задержан относительно соответствующего фронта сигнум-сигнала на входе регистра. 3 на время

Время л определяется как разность между временем t появления фронта импульсного сигнала на. выходе первой ячейки регистра 3 и временем t, появления соответствующего фронта на входе регистра 3. Т,е, at=t

Причем время at находится в интер

1 вале 0(Ь1 — — где f — частота

В Г3 33

Г r33 выходного сигнала генератора тактоВЫХ ИМПУЛЬСОВ °

27009

Сигнал x(t+ i) подается на вход формирователя 2, с выхода которого сигнум-сигнал поступает на информационный вход D""òðèããåðà 4 дискретизации. На вход синхронизации триггера 4 также поступают импульсы с выхода генератора !0. При этом каждый фронт выходного сигнала триггера 4 оказывается задержанным относительно соответствующего фронта выходного сигнала формирователя 2 на время которое также находится в интервале

0(dt (---1 гтрк

В установившемся режиме справедпиво равенство

dt =at, т,е, искажения, вносимые при дискретизации в каждый из двух сигналов, одинаковы и не оказывают влияния на точнОсть измерения скОрОсти

На входы элемента И 12 подаются импульсы с прямых выходов сдвигающега регистра 3 и триггера 4, а на входы элемента И 14 — импульсы с инверсных выходов тех же элементов схемы. При совпадении соответствующих импульсов во времени на выходе элементов И 13 и 15 появляются импульсные напряжения. Эти напряжения поступают на входы элемента ИЛИ 7

35 и с его выхода — на первый вход интегратора 9.

На входы элемента И 13 подаются импульсы с прямых выходов одной из предоконечных ячеек регистра 3 сдви40 га и триггера 4, а на входи элемента И 15 — импульсы с инверсных выходов тех же элементов схемы. При совпадении соответствующих импульсов во времени на выходе элементов И 13 и

45 15 появляются импульсные напряжения.

Эти напряжения поступают на входы элемента ИЛИ 8 и с его выхода — на второй вход интегратора 9.

Интегратор 9 выполнен по дифферен5п циальной схеме, т.е. Он проводит вычитание сигналов,. поступающих с выходов элементов 7 и 8, и усреднение разностного сигнала.

В установившемся режиме разность

- 55 напряжений на входах интегратора 9 в среднем равна нулю, Если измеряемая величина скорости изменяется, то изменяется и величина временного сдвига между входными сигналами, при

1327009 этом равновесие следящей системы нарушается.

На выходе интегратора 9, соединенного с управляющим входом генератора

10 тактовых импульсов, изменяется напряжение, которое, воздействуя на генератор 10, выход которого подключен к синхронизирующим входам ячеек регистра 3, вызывает изменение частоты тактовых импульсов, а следовательно, и время задержки сигнала в регистре 3 до тех пор, пока разность сигналов на входах интегратора 9 не будет равна нулю. При этом частота тактовых импульсов пропорциональна величине измеряемой скорости, а суммарное количество импульсов, накопленных счетчиком ll импульсов, пропорционально пути, пройденному объектом, скорость которого измеряется.

На фиг, 2 представлены эпюры напряжений в различных точках предлагаемого устройства, где signx(t) — сигнал на выходе формирователя 1;

U1 — выходной сигнал генератора 10;

Б„ — сигнал на выходе первой ячейки регистра 3;

signx(t+Ã) — сигнал на выходе формирователя 2;

U1 ---сигнал на прямом выходе триггера 4.

На фиг. 2 показано, что задержка между любыми двумя соответствующими фронтами сигналов U u U также будет равна величине транспортного запаздывания. Если бы сигнум-сигнал с выхода формирователя 2 не был подвергнут дискретизации во времени, то временная задержка между сигналами U и signx(t+7) была бы переменной.

Таким образом, предлагаемое устройство устраняет аппаратурную флуктуационную ошибку измерения скорости, возникшую иэ-за неидентичности вносимых искажений в обрабатываемые измерителем сигналы x(t) и х(г+ ), формула изобретения

1р Корреляционный измеритель скорости, содержащий два формирователя сигнум-сигналов, выход первого иэ которых соединен с информационным входом регистра сдвига, прямые выходы

15 Регистра сдвига и одной из предоконечных ячеек регистра соединены с первым трехвходовым блоком логического умножения, инверсные выходы регистра сдвига и одной иэ предоконечных

2р ячеек регистра соединены с вторым трехвходовым блоком логического умножения, выходы блоков логического умножения соединены с входами двух логических схем ИЛИ, выходы которых

25 подключены к входам интегратора, соединенного с управляющим входом генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к синхрониэирующим входам ячеек регистра сдвига и др к счетчику импульсов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения флуктуационной ошибки измерения скорости за счет внесения идентичных искажений в обрабатываемые измерителем сигналы, в состав измерителя

35 включен D-триггер, информационный вход которого соединен с выходом второго формирователя сигнум-сигналов, вход синхронизации соединен с выходом

4р генератора тактовых импульсов, прямой выход D-триггера подключен к третьему входу первого блока логического умножения, а инверсный выход D-триггера соединен с третьим входом второго блока логического умножения.

1327009

1с

Ф

Ъ

-4ьъ л

Ър

Составитель Ю.Мручко

Редактор М,Петрова Техред 8.Кадар

КоРРектоР 8.Бутяга

Заказ 3383/41

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного ксмитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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