Устройство для измерения относительной деформации движущегося материала

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель - повышение информативности путем измерения деформации материала по площади. При прохождении материалом зоны измерения датчиков 3 и 4 длины и измерителей 1 и 2 ширины в начале и конце зоны усадки датчики 3 и 4 вырабатывают импульсы, длительность которых пропорциональна элементарному отрезку материала длиной Δ L и обратно пропорциональна скорости движения материала V, а количеству прошедших элементарных отрезков. Передний фронт импульса с выхода датчика 4 выделяется схемой 14 выделения переднего фронта импульсов и поступает на вход синхронизации измерителей 1 и 2 ширины, которые осуществляют измерение ширины материала и запоминание результатов измерения. По этому же переднему фронту импульса обнуляется счетчик 9, узел 18 синхронизации формирует сигнал, который вызывает сдвиг информации в регистрах 12 и 13 сдвига, и с задержкой, обусловленной схемой И 29, включает вычислительные узлы 21 и 22 вычислительного блока 33, производящие операции вычислений усадки по площади. Включение узла 22 отстает от включения узла 21 на время, обусловленное задержкой сигнала в элементе 20 задержки, обеспечивающее окончание первой ступени вычисления усадки по площади. Задний фронт импульса с выхода датчика 4 выделяется схемой 17 выделения заднего фронта импульсов и осуществляет запись в регистр 11 памяти содержимого счетчика 9. Импульс с выхода датчика 4 поступает на первый вход схемы И 7, на второй вход которой подается последовательность импульсов с выхода генератора 5 тактовых импульсов. Счетчик 9 переходит в нулевое состояние по переднему фронту импульса с выхода датчика 4, за время прохождения этого сигнала в него записывается количество импульсов, пропорциональное его длительности, которое по приходу заднего фронта импульса с датчика 4 переписывается в регистр 11 памяти. При прохождении элементарных участков материала информация о времени прохождения I-го элементарного участка в зоне датчиков длины и о ширине этого участка поступает с задержкой в вычислительный блок 33, где подчитывается усадка материала. Схема 25 установки начального состояния вырабатывает при включении системы сигнал, переводящий регистры 10, 11, 12, 13 и счетчик 24 с самоблокировкой в нулевое состояние. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) А1 (59 4 G Ol В 7 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

AO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ЯРИ ГКНТ СССР

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2. ) 4275038/25-28 (22) 02.07,87 (46) 07.08.89. Бюл. У 29 (7l) Ивановский текстильный институт им. В.М. Фрунзе и Ивановский научноисследовательский экспериментальноконструкторский машиностроительный институт (72) С.10. Павлычев и В.Д. Таланов (53) 621.317.39: 531 .717 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 752137, кл. G Ol В 7/04, I 978 °

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ДвижУ111ЕГОСЯ

МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель — повышение информативности путем измерения деформации материала по площади. При прохождении материалом эоны измерения датчиков 3 и 4 длины и измерителей

1 и 2 ширины в начале и конце зоны усадки датчики 3 и 4 вырабатывают

91 04

3 149 импульсы, длительность которых пропорциональна элементарному отрезку материала длиной aL и обратно пропорциональна скорости движения материала Ч, а количество — количеству прошедших элементарных отрезков . Передний фронт импульса с выхода датчика 4 вьделяется схемой

14 вьщеления переднего фронта и пульсов и поступает на вход синхронизации измерителей 1 и 2 ширины, которые осуществляют измерение ширины материала и запоминание результатов измерения, По этому же переднему фронту импульса обнуляется счетчик 9, узел 8 синхронизации формирует сигнал, который вызывает сдвиг информации в регистрах 12 и

13 сдвига, и с задержкой, обусловленной схемой И 29, включает вычислительные узлы 21 и 22 вычислительного блока 33, производящие операции вычислений усадки по площади.

Включение узла 22 отстает от включения узла 21 на время, обусловленное задержкой: сигнала в элементе 20 эаJ держки, обеспечивающее окончание первой ступени вычисления усадки по площади. Задний фронт импульса с

30 выхода датчика 4 вьделяется схемой

17 вьделения заднего фронта импуль— сов и осуществляет запись в регистр

l 1 памяти содержимого счетчика 9.

Импульс с выхода датчика 4 поступает на первый вход схемы И 7, на второй вход которой подается последовательность импульсов с выхода генератора

5 так тов ых имп уль с ов . Сч е тч ик 9 и ереходит в нулевое состояние по переднему фронту импульса с выхода датчика 4, эа время прохождения этого сигнала в него записывается количество импульсов, пропорциональное его . длительности,, которое по приходу заднего фронта импульса с датчика 4 переписывается в регистр 11 памяти. При прохождении элементарных участков материала информация о времени прохождения i-го элементарного участка в зоне датчиков длины и о ширине этого участка поступает с задержкой в вычислительный блок 33, где подчитывается усадка материала. Схема 25 уста новки начального состояния вырабатывает при включении системы сигнал, переводящий регистры 10-13 и счетчик

24 с самоблокировкой в нулевое состояние. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в текстильной промьппленности для измерения усадки рулонных материалов по площади. 40

Цель изобретения — повьппение информативности путем измерения деформации материала по площади.

На чертеже представлена структурная схема устройства. 45

Устройство содержит измерители 1 и 2 ширины материала, первый 3 и второй 4 датчики длины, генератор 5 тактовых жпульсов, схемы И 6 и 7, счетчики 8 и 9, регистр 10 и 11 памяти, регистры 12 и 13 сдвига, схемы

14 и 1 5 вьделения переднего фронта импульсов, схемы 16 и 17 выделения заднего франта импульсов, узел 18 синхронизации, элементы 19 и 20 задержки, вьиислительные узлы 21 и 22, элемент 23 запрета, счетчик 24 с саиоблокировкой, схема 25 установки начального состояния, триггеры 26 и

27, вторую 28 и третью 29 схемы И и инвертор 30.

Схемы 6, 14 и 15, счетчик 8 и регистр 10 образуют первый канал 31 измерения длины. Схемы 7, 16 и 17, счетчик 9 и регистр 11 образуют второй канал 32 измерения длины. Узлы

21 и 22 образуют вычислительный блок

33. Все конструктивные элементы, кроме измерителей 1 и 2 ширины материала и импульсных датчиков 3 и 4 длины, образуют измеритель 34 деформации.

Импульсные датчики 4 и 3 длины и измерители l и 2 ширины материала расположены попарйо в начала н конце эоны усадки. Выходы датчиков 3 и

4 длины подключены к входам схем И

6 и 7 соответственно, на вторые схемы И 6 и 7, соединенные параллельно, подключен выход генератора 5 такта- вых импульсов. Выходы схем И 6 и 7 включены на счетные входы счетчиков

8 и 9 соответственно. Выходы этих

5 14991 счетчиков связаны с информационными входами регистров 10 и 11 памяти. Выходы измерителя 1 ширины материала, установленного в начале зоны усадки

5 соединены с информационными входами регистра 13 сдвига, а выходы регистра 10 памяти связаны с информационными входами регистра 12 сдвига. Вы-. ход датчика 3 длины включен парал- 10 лельно на входы схемы 14 выделения переднего фронта импульса и схемы 16 выделения заднего фронта импульса, а выход датчика 4 соединен с входами схемы 1 5 выделения переднего фронта 15 и схемы 17 выделения заднего фронта.

Выход первой схемы 4 выделения переднего фронта соединен с входом установки нуля счетчика 8, выход второй схемы 16 выделения переднего фронта 20 соединен с входом установки нуля счетчика 9 и с первьвк входом узла 18 синхронизации. С вторым входом узла

18 синхронизации связан выход первой схемы 15 выделения заднего фронта. 25

На третий вход узла 18 синхронизации подключен выход генератора 5 тактовых импульсов. Первый выход узла ! 8 синхронизации соединен с входом записи регистра 10 памяти, второй ЗО его выход включен параллельно на входы сдвига регистров 12 и 13 и на вход элемента 19 задержжи. Выход второй схемы 17 вьщсления заднего фронта связан с входом записи регистра 11 памяти.

Выходы регистров 12 и 13 сдвига включены на первые входы вычислитель— ных узлов 21 и 22 соответственно, на вторые входы которых подключены вы- 4р ходы регистра 11 памяти и второго измерителя 2 ширины. Выход узла 21 соединен с третьим входом узла 22.

Управляющий вход узла 21 через элемент 23 запрета соединен с выходом элемента 19 задержки, а управляющий вход узла 22 через элемент 20 задержки соединен с выходом элемента 23 запрета. Управляющий вход элемента

?3 запрета связан с выходом счетчика 24 с самоблокировкой, который своим входом подключен к второму выходу узла 18 синхронизации. Входы уст а нов к и нуля рег ис тров 0-1 3 и счетчика 24 связаны с выходом схемы 25 установки начального состояния. Узел 18 синхронизации может, например, состоять из триггера 26 и 27, схем И 28 и 29 и инвертора 30.

04 6

Первый вход узла 18 синхронизации образован входом установки единицы триггера 27, второй вход — параллельно соединенными входами первой схемы И 29 и инвертора 30, третий входвходом установки единицы триггера

26. Второй вход схемы И 29 связан с выходом триггера 27, который образует первый вход узла 1 8 синхронизации, а ее выход связан со счетным входом триггера 27. Выход инвертора

30 связан с первым входом второй схе" мы И 28, ее второй вход связан с выходом триггера 26, который является вторым выходом узла 18 синхронизации, а выход схемы И 29 соединен со счетньвч входом триггера 26.

Устройство работает следующим образом.

Материал проходит в зоне измерения датчиков 3 и 4 длины и измерителей 1 и 2 ширины в начале и конце зоны усадки. Датчики 3 и 4 вырабатывают импульсы, длительность которых пропорциональна элементарному отрезку материала длиной ц L и обратно пропорциональна скорости движения материала Ч, а количество, — количеству прошедших элементарных отрезков N. Датчик 4 длины, установленный на выходе из зоны усадки, является ведущим для всей системы измерения усадки по площади материала. Передний фронт импульса с выхода датчика

4 выделяется схемой 14 и поступает на вход синхронизации измерителей 1 и 2 ширины, которые осуществляют измерение ширины материала и запоминание результатов этого измерения.

Этот же передний фронт переводит в нулевое состояние счетчик 9 и, поступая на первый вход узла 18 синхронизации, формирует сигнал на его выходе, который вызывает сдвиг информации в регистрах 12 и 13 сдвига,и с задержкой, обусловленной схемой

И 29 включает вычислительные узлы

2l и 22, проводящие операции вычислений усадки по площади, включение вычислительного узла 22 отстает от включения вычислительного узла 21 на время, обусловленное задержкой сигнала в элсменте 20 задержки, обеспечивающее окончание первой ступени вычисления усадки по площади.

Задний фронт импульса с выхода датчика 4 длины выделяется схемой

17 выделения заднего фронта и осу1499) 04 ществляет запись в регистр I I памяти содержимого счетчика 9. Импульс с выхода датчика 4 поступает на вход схемы И 7, на второй вход которой подается последовательность импульсов с выхода генератора 5. Так как счетчик 9 переходит в нулевое сос тояние по переднему фронту импуль1са с в да да а 41 то за вр я 10 прохождения этог э сигнала в него записывается некоторое количество импульсов, пропорциональное его дли-. тельности п, которое по приходу заднего фронта икпульса с датчика 4 переписывается в регистр 11 памяти.

Сигнал с выхода датчика 3 длины обрабатывается так же. Его передний фронт выделяется схемой 1 4 и вызывает обнуление счетчика 8. Во время 20 его прохождения на выходе схемы И 6 формируется пачка импульсов частотой f c выхода генератора 5, число импульсов которой подсчитывается счетчиком 8. Задний фронт сигнала 25 с датчика 3, выделенный схемой 5, вызывает запись содержимого сч етчика

8 в регистр 10 памяти. Числа, записанные в регистр I O и измеритель I по сигналу. с выхода. узла 18 синхро- 30 ниэации, обусловленному наличием переднего фронта икпульса с выхода датчика 4, переписываются в регистры

12 и 13 сдвига, число последовательно соединенных ячеек которых равно

)), L/àL, где L — длина зоны усадки материала .

Таким образом, в регистр 12 сдви- 40 га записывается информация о ширине

i-го участка материала, а в регистр

l 3 сдвига — число п„, пропорциональное времени прохождения отрезка материала длиной а Ь. 45

При прохождении N< элементарных участков материала информация о времени прохождения д-то элементарного участка в зоне измерения первого датчика 3 данных и о шиРине этого участка, измеренной измерителем 1, появляется на выходе регистров 1 2 и 13 сдвига, а в это время этот же

i-й дефоркированный участок приходит в зону измерения второго измерителя

2 ширины и датчика 4 длины. По переднему фронту сигнала датчика 4 длины информация с выхода регистра 11 папамяти и регистра 1 3 сдвига появляется на входах вычислительного узла 21, на управляющий вход которого сигнал с выхода узла 1 8 синхронизации поступает с некоторой задержкой с, обусловленной элементом 1 9 задержки, обеспечивающык установку информации на информационных входах вычислительного узла 21 В узле 21 происходит вычисление соотношения и,/и<, после чего информация этой величины поступает на третий вход вычислительного узла 22, где окончательно проводится расчет усадки материала согласно формуле где В - ширина, и f п - количество импульсов, записанное в счетчиках 8 и 9 соответственно по сигналу, задержанному относительно сигнала на управляющем вхо де узла 21 на время 1, обусловленное элементом 20 задержки.

Элемент 23 запрета управляется сигналом с выхода счетчика 24 с самоблокировкой и обеспечивает запрет передачи информации на управляющие входы узлов 21 и 22, начиная от включения системы и до прохождения первьи изме) еннык i участком материала зоны усадки. Это обеспечивается выбором емкости счетчика 21, равной N

При поступлении на вход счетчика 24

N, импульсов с выхода узла 18 синхронизации он блокирует дальнейшее поступление ыкпульсов на свой вход и выдает сигнал на разрешение прохождения информации через элемент 23 запрета. Схема 25 установки начального состояния вырабатывает при включении системы сигнал, переводящий регистры )0-)3 и счетчик 24 в нулевое состояние.

Сигналы на первом выходе узла 18 синхронизации обусловлены задники фронтами вкпульса с выхода датчика 3 длины и обеспечивают запись содержимого счетчика 8 в регистр 10. Узел

18 синхронизации исключает одновременную перезапись содержимого счетч ик а 8 в рег ис тр 1 0 и соде ржим о г о регистра 10 в регистр 12, что могло бы иметь место при совпадении во времени переднего фронта импульса с

14991 04

10 выхода датчика 4 и заднего фронта импульса с выхода датчика 3.

Узел 18 синхронизации работает следующим обра эом .

Импульс с выхода схемы 15 вызывает установку триггера 26. Это дает возможность прохождения сигналов на выход схемы И 29, т.е. на ее второй вход поступает единичный потенциал.

Первый же спад импульса на выходе схемы 29 обнуляет триггер 27, формируя сигнал на выходе узла 18 синхрониза ции.

Аналогично работают триггер 26 и

1 схема И 28. Однако на вход последней импульсы с выхода тактового генератора

5 поступают через инвертор 30, что обеспечивает обязательную неоднородность формирования сигналов на выходах узла 18 синхронизации..Формула изобретения

Устройство для измерения относи- 25 тельной деформации движущегося материала, содержащее первый и второй датчики длины, установленные на входе и выходе зоны обработки материала, и измеритель деформации, о т — 3p лич ающеес я тем, что, с целью повышения информативности путем измерения деформации материала по площади, оно снабжено двумя измерителями ширины, а измеритель деформации выполнен в виде двух каналов измерения длины, каждый из которых состоит иэ последовательно соединенных схемы И, счетчика и регистра памяти, схемы выделения переднего 4р фронта импульсов, выход которой соединен с К-входом счетчика, и схемы выделения заднего фронта импульсов, узла синхронизации, генератора тактовых импульсов, выходом соединен- 45 ного с первыми входами узла синхронизации и схем И каждого канала измерения длины, последовательно соединенных первого регистра сдвига, счетчика с самоблокировкой, первого gp элсмента задержки и элемента запрета и вычислительного блока, второго элемента задержки, входом соединенного с первьм выходом первого регистра сдвига, а выходом — с вторым входом элемента запрета, второго регистра сдвига, первьм входом соединенного с выходом первого измерителя ширины и схемы установки начального состояния, выходом соединенной с R-входами регистров памяти каждого канала измерения длины, регистров сдвига и счетчика с самоблокировкой, второй выход первого регистра сдвига и первый выход второго регистра сдвига соединены соответственно с вторьм и третьим входами вычислительного блока, выход первого датчика длины соединен с входами схемы выделения переднего фронта импульсов и схемы вьщеления заднего фронта импульсов первого канала измерения длины, выход второго датчика длины соединен с входами схемы выделения переднего фронта импульсов и схемы вьщеления заднего фронта импульсов второго канала измерения длины, выход схемы выделения заднего фронта импульсов переднего канала измерения длины соединен с вторьм входом узла синхронизации, выход схемы вьщеления переднего фронта импульсов второго канала измерения длины соединен с С-входами измерителей ширины и третьим входом узла синхронизации, первый выход которого соединен с С-входом регистра памяти первого канала измерения длины, второй выход узла синхронизации — с входами синхронизации первого и второго регистров сдвига, выход схемы вьщеления заднего фронта импульсов второго канала измерения длины соединен с С-входом регистра памяти второго канала измерения длины, выходы регистров памяти первого и второго каналов измерения длины соединены соответственно с вхОдом первого регистра сдвига и четвертьм входом вычислительного блока, выходы первого и второго датчиков длины соединены с вторыми входами схем

И соответственно первого и второго каналов измерения длины, выход вто- рого измерителя ширины соединен с пятьм входом вычислительного блока, шестой вход которого соединен с выходом элемента запрета.