Устройство для измерения перемещения реверсивно движущихся ферромагнитных изделий
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 В 7/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 406 7 104 /24-28 (22) 06.03.86 (46) 23.05.88. Бюл. Ф 19 (71) 10жное отделение Всесоюзного научно-исследовательского института геофизических методов разведки (72) Л.Ф.Крайзман и А.П.Черняев (53) 621.317,39:531,717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 998848, кл. 0 01 В 7/04, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ РЕВЕРСИВНО ДВИЖУЩИХСЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к промыс/ ловой геофизике. Цель изобретения повышение точности измерения за счет коррекции скоростной ошибки. Перед началом работы устройства переключателями 13 выставляются значения Г» и с времени в цепи переноса метки
2 . от элемента 2 (или 3) воспроизведения до элемента 4 нанесения, опреде-.
ÄÄSUÄÄ 1397708 А4 ленные экспериментально, в регистр
19 уставок заносятся значения 1» и
1 — расстояния от элемента 4 нанесения до элемента 2 (3) воспроизведения, а в регистр 1? поправок — значения с 1 и с5 1 . Время занесения
» поправок задается высокостабильным генератором 11, делителем 12 и счетчиком 14. В зависимости от состояния триггера 10, воздействующего на коммутатор 23, устанавливается коэффициент деления делителя 12 частот.
Число импульсов подсчитывается счетчиком 14, разрядные выходы которого поданы на входы кодирующего блока
15, на выходе которого появляются сигналы на введение поправок через интервалы времени
Измерение перемещений производится как операция алгебраического суммирования уставок с учетом реверса и введения поправок на скорость перемещения изделия. 1 ил °
1397 708 (1) 30
1 = 1 + Vf, где .1 — фактическое расстояние между двумя последовательными метками, наносимыми на изделие
1, — геометрическое расстояние между элементами нанесения и воспроизведения меток, U —. скорость движения изделия 1; с — постоянная времени в цепи переноса метки от элемента 2 @р воспроизведения (или 3) до элемента 4 нанесения.
Физическая сущность выражения (1) состоит в том, что за счет перемещения изделия 1 в процессе его разметки расстояние между нанесенной ранее и вновЬ проставленной меткой всегда больше геометрического расстояния между воспроизводящим и наносящим элементами, так как за время переноса метки L по цепи блоков 2-4-3 издеC
50 лие успевает переместиться на некоторый интервал 1 = V . В пределе при
V - 0 1 — «1О.
Интервал времени между последова55 гельно считанными метками
1 1 ее — + Ь
V V (2) Изобретение относится к измерительной технике и может быть испЬльзовано для измерения длины троса, сматываемого с барабана.
Цель изобретения — повышение точности измерения за счет коррекции скоростной ошибки.
На чертеже показана функциональная схема устройства. устройство для измерения перемещения реверсивно движущихся ферромагнитных изделий 1 содержит элементы
2 и 3 воспроизведения, элемент 4 нанесения меток, фазс.вь<е детекторы 5 15 и 6, элемент ИЛИ 7, триггер 8, фор,мирователь 9 разнополярных импульсов, триггер 10 реверса, высокостабильный генератор 11, делитель 12 частот, переключатели 13, счетчик 14, блок 20
15 кодирования, формирователь 16 импульса, регистр 17 поправок, регистр 18 длины базы, регистр 19 уставок, ключевые схемы 20-22, коммутаторы 23-25. элемент 26 задержки, 25 регистраторы 27 и 28.
В основу работы устройства положено соотношение
Вынося за скобки в правой части равенства (2), имеют (— + 1)
1о
ЧГ или
=,(+ 1).
Скоростная погрешность (4) где — относительная по,:ре- ность.
Подставляя в,(3) имеют .
t = а (у + 1).
1 (5) Величина Я 1 является абсолютной погрешностью измерений перемещений, которая имеет один и тот же знак (+?, поэтому накапливается, что вызывает необходимость ее компенсации путем введения поправок. Если представить относительную погрешность о = КД ; „
"1 то число К представляет собой число поправок, которое надо внести на каждый интервал 1,, чтобы получить допустимую погрешность измерения перемещений ЙВоп . Отсюда из (4) 41 VL даоп1о ооп 1, (6) Время введения поправок определяется выражением (5) .
t =ь(.„+ 1), 1 с (+ 1), 1 ооп (7) где < 0 " к
Как видно из (7), построив кодирующий блок так, что на первом его выходе появляется сигнал при комбн1 нации на входе (— + 1), на втором Boo
1 выходе — при (— + 1), на К-м
2 с ай
1397708
1 выходе соответс твенно (. - — — + 1), К оВ,П можно вводить поправки через интервалы времени „,, . ° ., t в строк гом соответствии с L
Дпя того, чтобы число вводимых поправок К по формуле (6) не зависело от величины <, т.е. чтобы иметь постоянную структуру блока 15, рассчет К и 1 проводят исходя из возможных Ч дкс и 1 м дкс то
1м кс = 1 + Чи кй м ккс > (8) 15
Чмакс
К (.9) Если реально скорость перемещения изделия 1 равна V с, то выражение 20 (8) учитывает погрешность и введения поправок не требуется, если некоторая V (ЧиАкс и (ЧмАкс V) Б ) Оа>q 1о то необходимо из значения
1„„к вычесть Я „п 1,, если скорость еще меньше, то (Ч,„„„с — Ч )к к,„ „с)К, 1, то необходимо иэ
1,„дк, вычесть все К поправок 1(Д - 1:) оп б каждая.
Устройство работает следующим 30 образрм.
На изделие 1 наносится магнитная метка элементом 4 нанесения. При движении изделия в зависимости от его направления метка воспроизводится элементом 2 или 3 и выделяется соответствующим фазовым детектором 5 или 6. Независимо от направления перемещения сигналы с. фазовых детекторов через схему ИЛИ 7 поступают на триггер 8, который управляет формирователем 9 так, что не при каждом изменении состояния триггера 8 при фиксации очередной метки с формиро- вателя 9 в элемент 4 подается импульс 4> тока противоположной полярности. В результате стирается поедыдущая метка и наносится новая магнитная метка, которая считывается в последующем цикле измерений перемещения изделия 1. Выходы фазовых детекторов
5 и 6 также поданы на раздельные входы триггера 10 реверса. Поэтому состояние этого триггера однозначно соответсвует направлению перемещения изделия. Время t между простановкой последующих меток определяется выражением (2), а расстояние 1 между метками выражением (1) ° Поскольку при реверсе имеются два канала фиксации меток: элементы 2, 5, 7-9 в первом канале и элементы 3, 6-9 во втором канале, та величины и 1 различны при движении каната в одну и друг ю сторону, соответственно „ и 10, и а и 1 . Поэтому и рассчитываемые по формулам (1), (2).. (5) величины также имеют два значения в эависимости от направления движения изделия. Эти величины фиксируются в блоках 13, 17 и 19 в виде двух чисел, а выбор одного из иэ них осуществляется в зависимости от состояния триггера 10 реверса посредством коммутаторов 23-25.
Перед началом работы устройства переключателями 13 выставляются значения с и Т, определенные экспериментально, например, как тангенс угла наклона к оси абсцисс, построенного по выражению (f), в регистр 19 уставок заносятся значения
1 и 1, определяемые по формуле (8), в регистр 17 поправок — значения Р 1 и д 1, .полученные исходя иэ допустимой погрешности измерений, = дon .
Время занесения поправок задается каналом измерения времени, в который входят высокостабильный гене-. ратор 11 (с точностью не менее чем на йорядок выше В р ), делитель 12 и счетчик 14. В зависимости от состояния триггера 10, воздействующего на коммутатор 23, устанавливается коэффициент деления делителя 12 равным L или . Число импульсов
,(i,) подсчитывается счетчиком 14, разрядные выходы которого поданы на входы кодирующего блока 13. Внутренняя органиэация блока 15 позволяет реализовать выражение (5) . На выходе блока 15 появляются сигналы на введение поправок через интервалы времени t„, t, ..., t<, что соответствует выражениям (7) .
Измерение перемещений производится как операция алгебраического суммирования уставок с учетом реверса и введения поправок. Из регистра 19 уставок значение l (или 1 ) в зависимости от состояния триггера 10 реверса через коммутатор 25 и ключевую схему 21 и по сигналу считанной метки с элемента ИЛИ 7 подается на регистр 18 длины базы. Элемент 26 зажержки вводится для тога, чтоб
1397708
Формула изобретения
Устройство для измерения перемещения реверсивно движущихся ферромагнитных иэделий, содержащее элемент нанесения магнитных меток, два элемента воспроизведения и соединенный с ними блок электронной обработки, включающий .элемент ИЛИ, два фазовых детектора, каждый из которых входами соединен с одним элементом воспроизведения, а выходом — с двумя входами элемента ИЛИ, формирователь разнополярных импульсов, входом соединенный с выходом элемента ИЛИ, а выходом — с элементом нанесения магнитных меток, счетчик, соединенный с входом формирователя разнополярных импульсов, и регистратор, о т л и
Составитель Л.Крюкова
Техред Л.Олийнык Корректор Н.Король
Редактор И. Николайчук
Заказ 2597/37 Тираж 680 Подписное
ВНИИПИ Государ-твенного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, iK-35, Раушская наб,, д. 4/5 ((роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 предварительно записанное в регистре
18 число было передано через ключевую схему 22 в регистратор 28, что исключает ошибку вычисления.
Одновременно через коммутатор 24 с формирователя 16 через ключевую схему 20 в регистр 18 вводится соответствующая поправка Ю1 „ (или 8 10 ).
Полученное таким образом исправленное значение длины базы с учетом поправки хранится в регистре 18 до прихода следующего импульса считанной метки. Тогда оно передается через схему 22 в накапливающий регистратор 28, где алгебраически суммируется с ранее зафиксированным там значением перемещения. Вывод величины перемещения осуществляется на регистраторе 27. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, блок электронной обработки снабжен допол5 нительными высокостабильным генератором с делителем частот, переключателями и соединенным с йими первым коммутатором, последовательно соединенными регистром поправок, вторым
1п коммутатором и первой ключевой схемой, блоком кодирования, входами соединенным с выходами счетчика, формирователем импульсов, входом соединенным с выходом блока кодирования, а выходом — с вторым входом первой ключевой схемы, последовательно соединенными регистром устава:., третьим коммутатором, второй клю: во= схемой, регистром длины базы, третьей ключевой схемой и вторьв. регистратором, выходом соединенным с входом первого регистратора, трнггером, входом соединенным с выходом элемента
ИЛИ. а выходом — с вторым. входом
2 формирователя разнополярных импульсов, элементом задержки, входом соединенным с выходом элемента ИЛИ и вторым входом третьей ключевой схемы, а выходом- с вторым входом второй ключевой схемы, триггером реверса, S-входом соединенным с выходом первого фазового детектора, R-входом— с выходом второго фазового детектора, а выходом — с вторыми входами трех
35 коммутаторов, выход первой ключевой схемы соединен с вторым входом регистра длины базы, выход делителя частот соединен с вторым входом счетчика, а второй вход — с выходом
4О первого коммутатора °
