Устройство для измерения пространственно-временных характеристик транспортных средств

 

Союз Советскик

Социапистическик респубпик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ())) 934529 (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 10. 10. 80 {21) 2991897/18-24 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07. 06. 82 Бюллетень М 21

Дата опубликования описания 09.06.82 (53)M. Кл.

G 08 G 1/015 фвудэретвпвй квинтет

CCCP ав делэи иэебретекик и етерытвй (53) УДК 656. 13.. 05(088. 8) (72) Авторы изобретения

В. О. Лоткин и М. И. Генне г . 0

Специальное конструкторское бюро промышлвннЫ автоматики ;,;,,,,, („(1 .;ъ, (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Изобретение относится к техник измерения параметров транспортных потоков и может быть использовано в автоматизированных системах управления дорожным движением.

Известно устройство, содержащее датчик, состоящий из главной петли и двух дополнительных петель, расположенных на некотором расстоянии друг от друга в плоскостях, перпендикуляр1О ных плоскости главной петли, выводы главной петли соединены с генератором, а выводы дополнительных петель подключены к соответствующим усилителям, выходы которых соединены с

15 . формирователями сигналов, выходами подключенными ко входам соответствующих дифференцирующих элементов и инвесторов и к одному из входов соот-,: ветствующего элемента И, выходы эле-. ментов И соединены .с входами элемента ИЛИ, выход которого связан с вычислительным блоком, а другой вход подключен к выходу элемента И,- -аходы которого соединены с одними выходами соответствующих триггеров, другие вы" ходы которых подключены ко входам соответствующих элементов И, другими входами связанных с соответствующими дифференцирующими элементами, выходы которых соединены со входами тригге" . ров, другие входы которых подключены к выходам элементов И, связанных с первыми дифференцирующими элементами, а входы элементов И, связанных с элементом ИЛИ, подключены к первым входам триггеров P).

Указанное устройство имеет существенные погрешности измерения скорости и времени присутствия транспорт" ного средства, обусловленные неиден" тичностью первой и второй цепей пре образования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения скорости транспортных средств, содержащее первый и второй чувствительные элемен93 529

Цель изобретения - упрощение устройства. . Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два чувствительных элемента, генератор синусоидального напряжения, усили" ... тель переменного тока, соединенный с усилителем выпрямителя, выход которого подключен ко входу дифференциального усилителя, первый компаратор, один из входов которого подключен к

1 выходу первого источника порогового напряжения, а выход соединен со вхо50 ты, расположенные на базовом расстоянии друг от друга, одни выходы которых через контаКт реле связаны с одним из входов преобразователя, а дру» гие выводы через соответствующие датчики тока подключены к другому входу преобразователя, выход которого соединен с одним из входов усилителя, выходом подключенного к соответствующему входу ключа и другого усилителя, 0 другой вход которого соединен с общей шиной источника питания, а выход через другой ключ подключен к интегратору, выходом соединенному с другим входом первого усилителя. Выход первого ключа подключен к одному из входов компаратора, другим входом подключенного к источнику порогового напряжения, а выходом — ко входам первого и второго формирователей импуль- 20 сов, выход первого из которых соединен со входом первого триггера и первого элемента И, а выход второго соединен со входом второго элемента И, другие входы элементов И подключены 25 к другим выходам соответствующих датчиков тока, а выходы через первый элемент ИЛИ соединены с третьим и четвертым формирователями импульсов.

Выход третьего формирователя импуль- зо сов соединен с одним из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которо-, го соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а выход второго элемента ИЛИ подключен к управляющему входу ключа. Выход четвертого формирователя импульсов соединен со входами третьего и четвертого элементов

И, другими входами связанных с другими выходами датчиков тока, а выходы 40 элементов И подключены к соответствующим входам второго триггера, выход которого связан с обмоткой реле P2), Недостатком известно о устройства является его сложность.

I дами двух формирователей выход одного из которых подключен к одному из входов первого триггера, и второй триггер, введены определитель экстремума, аналого-цифровой преобразователь, второй и третий источники порогового напряжения, второй и третий . компараторы, выводы первого чувствительного элемента подключены к генератору синусоидального напряжения, выводы второго чувствительного элемента соединены со входами усилителя переменного тока, выход выпрямителя подключен к другому входу первого компаратора и ко входу определителя экстремума, выход которого соединен с другим входом первого триггера, выход дифференцирующего усилителя соединен с одним входом аналого-цифрового преобразователя и с одними входами второго и третьего компараторов, другие входы которых подключены к выходам второго и трет.ьего источников пороговых напряжений сооТ ветственно, выход второго компаратора соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу второго формирователя, а выход соединен с другим входом аналого-цифрового преобразователя, чувствительные элементы выполнены в виде треугольных петель, которые уложены на полосе движения так, что гипотенузы их образуют острый угол, а меньшие катеты расположены на одной линии перпендикулярно направлению движения.

На фиг. t представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит генератор 1 синусоидального напряжения, два треугольных индуктивных чувствительных элемента 2 и 3, уложенных на полосе движения таким образом, что гипотенузы треугольников образуют острый угол. Чувствительный элемент 2 подключен к генератору t синусоидального напряжения, а чувствительный элемент 3 через усилитель 4 переменного тока и выпрямитель 5 соединен со входами определителя 6 экстремума, дифференцирующего усилителя 7 и компаратора 8. Второй вход компаратора 8 соединен с выходом источника 9 порогового напряжения Up . Выход определителя экстремума 6 соединен с перФормула изобретения

Устройство для измерения пространственно-временных характеристик транспортных средств, содержащее два чувствительных элемента, генератор синусоидального напряжения, усили" тель переменного тока, соединенный

5 9345 вым входом триггера 10, а выход дифференцирующего усилителя 7 подключен к первым входам компараторов 11 и 12, а также ко входу аналого-цифрового преобразователя 13. Вторые входы ком- 5 параторов 11 и 12 подключены к выхо- . дам источников 14 и 15, которые вырабатывают соответственно положительное и отрицательное пороговые напряжения +УИ2 и -ц я 5, а выход компарато- 10 ра ll подключен ко входу триггера 16.

Выход компаратора 8 соединен через формирователь 17 импульсов с целью сброса триггера 16, а через формиро-. ватель 18 импульсов — со вторым входом триггера 10.

Устройство работает следующим об-. разом.

Транспортное средство, двигаясь в направлении, указанном на фиг. 1, щ въезжает в зону индуктивных чувствительных элементов 2 и 3. При этом металлическая масса автомобиля увеличивает магнитную проницаемость пространства между чувствительными элементами 2 и 3, что приводит к увеличению ЭДС, наводимой в элементе 3.

При этом увеличивается выходное напряжение усилителя 4 и выпрямителя

5 и формируется сигнал 19. Передний зо фронт сигнала 19 имеет длительность

Г, которая определяется выражением (1), 1

35 .где - длина транспортного средTC ства;

Чтс - скорость транспортного средства и равна времени въезда автомобиля в зону чувствительных элементов. Дальнейшее движение автомобиля сопровождается уменьшением сигнала 19, так как при этом увеличивается расстояние между сторонами чувствительных элементов 2 и 3 и, следовательно, уменьшается их взаимная индуктивность.

Дифференцирующий усилитель 7 дифференцирует сигнал 19 и на выходе его формируются разнополярные импульсы

20. Определитель 6 экстремума форми" рует короткий импульсный сигнал 21, сОответствующий моменту достижения сигналом 19 максимального значения.

Сигнал 19 также поступает на вход

55 компаратора 8, который сравнивает его с пороговым напряжением Б1„„и формирует импульсный сигнал 22. Последний своим предним фронтом запускает фор29 6 мирователь 18 и взводит триггер 10, который сбрасывается сигналом 21. На выходе триггера 10 формируется импульсный сигнал 23 длительностью +

При движении автомобиля в направле-;1 нии, указанном на фиг. 1, положительный выходной сигнал дифференцирующего усилителя 7 превышает пороговое напряжения +Up+ и компаратор 11 срабатывает. Задним фронтом своего выходного сигнала 24 он взводит триг" гер 16, который сбрасывается выходным сигналом 22 формирователя 17 импульсов. Выходной сигнал 26 триггера

16 поступает на аналого-цифровой преобразователь 13, разрешая измерение напряжения 27, величина которого пропорциональна скорости движения транс" портного средства: 27 ч где К вЂ” коэффициент преобразования дифференцирующего усилителя 7

Таким образом, на выходе устройст. ва формируются сигналы, соответствую / ° щие следующим характеристикам транспортного средства: скорости движе-. ния, V;; направлению движения; времени въезда,.

Используя значения измеренных характеристик, можно определить длину транспортного средства Egj,no выражению (13 .

При движении транспортного средства в llpoTHBolloJlo>KHOM направлении отрицательный выходной сигнал 20 дифференцирующего усилителя 7 превышает пороговое напряжение — Б . и компаратор 12 срабатывает. На .выходе его формируется сигнал 25, свидетельствующий о противоположности направления движения транспортного средства. Измерение скорости и длины транспортного средства в этом случае не производится.

Экономическая эффективность от использования предлагаемого устройства определяется указанными выше его техническими преимуществами. дом аналого-цифрового преобразователя и с одними входами второго и тре тьего компараторов, другие входы ко" торых подключены к выходам второго и третьего источников пороговых напряжений соответственно, выход второго компаратора соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого подключен к выходу второго форми-, рователя, а выход соединен с другим входом аналого-цифрового преобразователя, чувствительные элементы выпол-, нены в виде треугольных петель, которые уложены на полосе движения так, что гипотенузы им образуют острый угол,-а меньшие катеты расположены на одной линии перпендикулярно направлению движения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США It 3641569, кл. 340-38 опублик. 1972.

2 ° Авторское свидетельство СССР

0 732966, кл. G 08 G 1/02, 1977 (прототип).

7 9.3452 с выпрямителем, выход которого подключен к входу дифференцирующего усилителя, первый компаратор, один из входов которого подключен к выходу первого источника порогового напря- $ жения, а выход соединен с входами двух формирователей, выход одного из которых подключены к одному из входов первого триггера, и второй триггер, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 1в что, с целью упрощения, в него введены определитель экстремума, аналогоцифровой преобразователь, второй и третий источники порогового напряжения, второй и третий компараторы, вы- 1$ воды первого чувствительного элемен-. та подключены к генератору синусои-. дального напряжения, выводы второго чувствительного элемента соединены с входом усилителя переменного тока, 20 выход выпрямителя подклочен к другому входу первого компаратора и к вхо-. ду определителя экстремума, выход которого соединен с другим входом первого триггера, выход дифференцирую- 2$ щего усилителя соединен с одним вхо-,