Способ измерения скорости движения объекта и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения скорости линейного перемещения с помощью датчиков, например, индуктивных. Цель изобретения - повышение точности и информативности измерения скорости без увеличения количества датчиков. Способ измерения скорости заключается в предварительной калибровке устройства для его реализации при движении эталонного объекта с постоянной скоростью регистрации напряжений возмущения проходящим объектом индуктивных датчиков, вычислении и запоминании отношения величин напряжения для предварительно рассчитанных моментов времени в заданных точках координат, после чего проводят аналогичные операции при движении контролируемого объекта, а скорость определяют из выражения V<SB POS="POST">J</SB> = ΔХ<SB POS="POST">J</SB> / Δ T<SB POS="POST">J</SB> где J = 1, 2, 3...(I + 1), I = 0, 1, 2...(N - 1), N - заданное количество точек регистрации. Устройство, реализующее способ, работает в режимах калибровки и измерения. В результате калибровки в блоке памяти управляемого источника 13 опорного напряжения будут записаны величины значений отношений напряжений двух датчиков для точек траектории движения объекта с заданными координатами. После пуска контролируемого объекта происходит сравнение на схеме 7 непрерывного сигнала, получаемого в блоке 3 деления, и фиксированного сигнала с управляемого источника 13 опорного напряжения. Вычисление и запоминание скорости на каждом интервале происходит в вычислителе 14. 2 с.и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ IECKVIX

РЕСПУБЛИК

IsIIs 6 01 Р 3/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

hi (л

Аг2 (21) 4483695/10; 4490463/10 (22) 28.06.88 (46) 23.08.91. 6юл, M 31 (72) Е.В.Кириевский, А.А.Михайлов и

А.И.Седых (53) 531.667:621.317.39 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1154624, кл, G 01 Р 3/64, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 822036, кл. G 01 P 3/06, 1979. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

ДВИЖЕНИЯ ОБЬЕКТА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения скорости линейного перемещения с помощью датчиков, на. пример индуктивных. Цель изобретения— повышение точности и информативности измерения скорости беэ увеличения количества датчиков. Способ измерения скорости заключается в предварительной калибровке устройства для его реализации пр: движении эталонного объекта с постоянной скоростью регистрации напряжений возмущения проходящим объектом индуктивных датчиОдьгст

„„. Ж „;, 1672378 А! ков, вычислении и запоминании отношения величин напряжения для предварительно рассчитанных моментов времени в заданных точках координат, после чего проводят аналогичные операции при движении контролируемого объекта, а скорость определяют из выражения Н = ЛX1/Л tj, где J = 1, 2.

3, „(I+1),! = О, 1, 2, .„, (N-1), N — заданное количество точек регистрации. Устройство, реализующее способ, работает в режимах калибровки и измерения. В результате калибровки в блоке памяти управляемого источника 13 опорного напряжения будут записаны величины значений отношений напряжений двух датчиков для точек траектории движения объекта с заданными координатами. После пуска контролируемого объекта происходит сравнение на схеме 7 непрерывного сигнала, получаемого в блоке

3 деления, и фиксированного сигнала с управляемого источника 13 опорного напряжения. Вычисление и запоминание скорости на каждом интервале происходит в вычислителе 14. 2 с, и 1 э.п. ф-лы, 3 ил.

1672378

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного дистанционног0 измерения скорости линейного перемещения с помощью датчиков, например индуктивных.

Цель изобретения — повышение точности и информативности измерения скорости без увеличения количества датчиков.

На фиг. 1 показан график. характеризующий предлагаемый способ; на фиг. 2 устройство для реализации способа: на фиг. 3 — блок-схема управляемого источника опорного напряжения, Сущность способа измерения скорости заключается в следующем.

Предварительно длл начала измерения производят калибровку устройства посредством задания координат Х1 точек регистрации обьекта на пути движения между двумя датчиками, пропускают по этому пути эталонный объект с постоянной скоростью V>. измеряют напряжения 01Д) и U2 (t) возмущения обьектом датчиков, вычисллю1 и запоV<1(t i минают значения cTHoll1c .íèÉ F.„ =- тт:. ч2л Я для предварительно рассчитанных моментов времени с1 = XI/V в заданных точках координат XI.

Далее в гроцессе измерения скорости реального объекта измерлю1 текущие значения напряжении UI,(t) и U2g(t) возмущения объектом датчи ов, вычисляют

\/ 1,(t) отношение FI; = — и сравнивают всV2k(t) личину этого отношения с величиной Е1, полученной в результате калибровки, При равенстве величин FK и Гм производят фиксацию временит прохождения обьектом координат Х1 и далее рассчитывают значения скорости по формуле

Х1 +1 — Х ЛХ;

- 1 т; +1 — 11 /К где I = О, 1, 2, 3, . „((1-1);

j = 1, 2, 3 ......,,(i+1);

N — заданное количество точек регистрации.

Устройство содержит индуктивные датчики 1 и 2, блок 3 деления, блок 4 выделения максимума сигнала, управляемые ключи 5 и

6, схему 7 сравнения, два счетчика 8 и 9 импульсов, две схемы ИЛИ 10 и 11, генератор 12 импульсов, управляемый источник 13 опорного напряжения, вычислитель 14, шину 15 управления и шину 16 приведения устройства в исходное состояние.

Управляемый источник 13 опорного напряжения содержит схему 17 управления, одним выходом подключенную к аналогоцифровому преобразователю 18, а другим

4,5

55 выходом — к первому входу блока 19 памяти, к второму входу которого подключен выход аналого-цифрового преобразователя 18, а выход блока 19 памяти — к входу цифроаналогового 20 преобразователя.

Устройство работает следующим образом, Предварительно до начала измерения производят калибровку устройства. Для этого в вычислитель 14 заносят координаты XI точек регистрации объекта, на которые разбивают весь путь и величину постоянной скорости V>, на шину 16 подают сигнал установки устройства в исходное состояние, на шину 15 управления подают сигнал установки устройства в режим калибровки, при этом ключ 5 замыкается, а ключ б размыкается, и запускают эталонный объект по траектории движения В момент прохождения обьектом датчика 1 в последнем возбуждается сигнал и при достижении максимальнсго значения срабатывает блок 4 выделения максимума сигнала, с выхода которого сигнал через замкнутый ключ 5 пол гупает на вход вычислителя 14, который ,ы инает отсчитывать интервалы времени ti, эа которые эталонный объект достигает точек траектории с координатами XI. В момент равенства величины lt и величины ть, рассчитанной вычислителем 14 из величин XI u

V,, на выходе вычислителя 14 появляется сигнал, который поступает в управляемый исгочник 13 опорного напряжения, где происходит запись б памяти величины сигнала, поступающего с выхода блока 3 деления, и через первый элемент ИЛИ 10 на счетный вход первого счетчика 9, код выхода которого увеличивается на единицу и поступает в управляемый источник 13 опорного напряжения для подключения следующей ячейки памяти, а также в вычислитель 14 для выбора следующего значения с1+1э для следующей расчетной точки с координатой Хн. и так далее, пока не произойдет запись величин сигналов, поступающих из блока Зделен 1л в управляемый источник 13 опорного напряжения, длл всех расчетных точек, расположенных на траектории движения объек ra между двумя датчиками.

В результате калибровки устройства в блоке памяти управляемого источника 13 будут записаны величины значений отношений напряжений двух датчиков для точек траектории движения объекта с заданными координатами XI

Длл осуществления измерения скорости перемещения реального объекта снимают сигнал с шины 15 управления, в результате чего ключ 5 размыкается, а ключ

6 замыкается, и снова подают сигнал на

1672378 шину 16, т,е, переключают устройство из режима калибровки в рабочий режим и приводят его В исходное состояние, При этом

7на выходе управляемого источника 13 опорного напряжения устанавливается напряжение, соответствующее нахождению объекта в точке траектории с координатой

Х1. После пуска контролируемого обьекта происходит сравнение на схеме 7 непрерывного сигнала F,1 получаемогоо в результате деления сигналов двух датчиков в блоке 3 и фиксированного значения сигнала

Р1э, ПОСтУПаЮЩЕГО С ВЫХОДа УПРаВЛЯЕМОГО источника 13 опорного напряжеНия. При поступлении равенства этих сигналов на выходе схемы 7 сравнения формируется импульс калиброванной длительности, который поступает на вход первого счетчика 9 запускания его на первый вход первого элемента 10

ИЛИ и на пятый вход вычислителя 14. На второй вход первого счетчика 9 поступают импульсы от генератора 12, заполняя счетчик до момента прихода переднего фронта следующего импульса от схемы 7 сравнения, т,е. происходит подсчет количества импульсов от генератора 12 за время между двумя импульсами от схемы 7 сравнения, а код на выходе счетчика 8 пропорционален времени прохода объекта между двумя соседними точками регистрации Х1 и Xz на траектории движения. Импульс с выхода схемы ИЛИ 10 поступает на вход первого счетчика 9, увеличивая выходной код последнего на единицу, который поступает на адресный вход блока 19 памяти управляемого источника 13 опорного напряжения, т.е. происходит выборка из памяти блока 13 следующего значения Fz> для следующей точки с такой же координатой Х2 и т.д, до тех пор, пока обьект не пройдет мимо всех точек регистрации Xi до датчика 2, Вычисление и запоминание скорости нэ каждом интервале происходит в вычислителе 14. По окончании процесса измерения с выхода вычислителя можно получить информацию о скорости обьекта как в любой точке Xi регистрации, так и на всем участке пути между двумя датчиками, Формула изобретения

1, Способ измерения скорости движения обьекта, заключающийся в измерении интервала времени прохождения объектом заданного расстояния между двумя датчиками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и информативности измерения скорости без увеличения количества датчиков. предварительно производят калибровку устройства посредством задания координат Х на пути между двумя датчиками„пропускания по этому пути с

55 постоянной скоростью Чэ эталонного объек-. та, измерения напряжения U1>(t) и Uz>(t) возмущения объектом датчиков. Вычисления и запоминания значения отношения выходЧ1э t

НЫХ СИГНаЛОВ ДатЧИКОВ Еэ1 = - - ДЛЯ

2э предварительно рассчитанных значений

Xi моментов времени t13 — †вЂ, в которые э эталонный объект проходит заданные координаты Xz, после чего в процессе измерения скорости контролируемого обьекта измеряют текущие значения напряжений 01к1(т) и

Vti t

02к (1) вычисляют отношение Fk =

2 1 сравнивают величину Рк с величиной Гэь полученной в результате калибровки, запоминают моменты времени ti их равенства и далее производят расчет значений скорости по формуле

Xl + 1 — Х

ti +1 — 11 где i = 1, 2, 3, ..., (N-1);

j = 1, 2, 3, ..., (1+1);

N — заданное количество точек регистрации.

2. Устройство для измерения скорости движения обьекта, содержащее два датчика, установленных вдоль траектории движения, схему сравнения, два счетчика и генератор импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и информативности измерений, в него дополнительно введены блок деления, блок выделения максимума сигнала, управляемый источник опорного напряжения, два элемента ИЛИ, вычислитель, два ключа, шина установки устройства в исходное состояние и шина управления, причем блок деления подключен входами к датчикам, а выходом— к первому входу управляемого источника опорного напряжения и через второй ключ— к первому входу схемы сравнения, второй вход которой подключен к выходу управляемого источника опорногоо напряжения, а выход схемы сравнения — к первому входу второго счетчика, первому входу первого элемента ИЛИ, первому входу второго элемента ИЛИ и первому входу вычислителя, вход блока выделения максимума сигнала подключен к первому датчику, а выход блока через первый ключ — к второму входу вычислителя, на третий и четвертый вход которого подаются коды величин Xi и V, на пятый

Вход — код выхода второго счетчика, второй

Вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а третий вход — к выходу второго элемента ИЛИ, на шестой вход вычитателя — код выхода первого счетчика, ко1672378 торый поступает также на третий вход управляемого источника опорного напряжения, первый выход вычислителя подключен к второму входу управляемого источника опорного напряжения и второму входу пер- 5 вого элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого счетчика, шина управления, подключенная к вторым входам первого и второго ключей, шина установки устройства в исходное состояние, 10 подключенная к вторым входам первого счетчика и второго элемента ИЛИ.

3, Устройство по и. 2. о т л и ч а ю щ е ес я тем, что управляемый источник опорно- 15

ro напряжения содержит аналого-цифровой преобразователь, блок управления, цифроаналоговый преобразователь и блок памяти, причем вход блока управления подключен к выходу вычислителя, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу блока памяти, второй вход которого подключен к второму выходу блока управления, третий вход — к выходу первого счетчика, а выход — к входу цифроаналогового преобразователя, выход которого подключается к второму входу схемы сравнения, второй выход блока управления соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, первый вход которого соединен с выходом блока деления.

1672378

Фиг.3

Составитель А.Беднов

Техред М.Моргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор А.Козориз

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2837 Тираж 336 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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