Устройство для измерения пути

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

И306РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ои 966598 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 10.11.80 (21) 3004921/18 10 (5l)M. Кл. с присоединением заявки М (23) Приоритет

G 01 P 3/489

GO8C 9/00

Впударстекквй кемитет

СССР (53) УДКe21 ° .317.39:53 1.

° 7(088.8) Опубликовано 15 10.82 Бюллетень М38 дв делам изабретений и открытий

Дата опубликования описания 15.10.82 (72) Авторы изобретения

1 !

A. К. Коломийцев и Е. Ф, Лагунович

Г

Т рццх

Научно-производс твенное объединени по созданию и выпуску средств автоматиэатттт машин "Автоматгормаш" (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПУТИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения параметров механического перемещения движущегося объекта, например, пути, пройденного угледобывающей машиной, количества оборотов и направления движения приводного вала и т.д.

Известны устройства для определения количества оборотов колеса, в которых в качестве датчика используются магии- . <0 тоэлектрические контакты, подключенные к измерительной схеме $1 j.

Однако такое устройство измеряет пройденный путь только на большом количестве оборотов, а измерение коэффи- Is циента пересчета связано с измерением конструкции устройства.

Известно устройство для измерения скорости, которое содержит датчик оборотов, измерительный блок, блок преобразования, содержащий триггер, схемы совпадения индикатора и генератора, счетчики единиц измерения и передаточного.отношения, генератор и индикатор пройденного расстояния 1.2 g

Недостатком этого устройства явля» ется отсутствие воэможности осуществ ления направленного измерения при изменении направления движения объекта.

Известно также устройство для из.мерения пути, содержащее последовательно соединенные реверсивный датчик пути, измерительный блок, блок преобразования и реверсивный указатель пройденного пути, при этом блок преобразования состоит из двух триггеров, вход установки в единицу первого из которых подключен к первому выходу измерительного,блока, а вход установки в единицу второго - к второму выходу измерительного блока, схемы разделения, входы- которой соединены с выходами

1 триггеров, схемы совпадения каналов сложения, первый вход которой подключен к выходу первого триггера, схемы совпадения каналов вычитания, первый вход

8 4 сивного счетчика, выход реверсивного указателя пройденного пути через шифратор входного числа подключен к первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом счетчика-преобразователя датчика пути, а выходс входами установки в нуль триггеров, при этом выход схемы разделения подключен к входу установки в нуль счетчика-преобразователя датчика пути.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство содержит реверсивный датчик пути (оборотов) 1, измерительный блок 2, блок преобразования 3, содержащий триггеры 4 и 5 и схемы совпадения

6 и 7 соответственно для каналов сложения и вычитания, схему разделения 8, генератор импульсов 9, схему совпадения 10 генератора, счетчик-преобразователь датчика пути 1 1, реверсивный счет1чик единиц измерения 1 2 с дешифраторами единичного 13 и нулевого 14 состояний счетчика, схему коррекции передаточного отношения 15, содержашую шифратор входного числа 16 и схему сравнения 17, реверсивный указатель пройденного пути

18, Реверсивный датчик пути 1 выходами сложения и вычитания соединен с изме- . рительным блоком 2, один из выходов последнего соединен с входом установки в единицу триггера 4 канала сложения, другой выход его соединен с входом установки в единицу триггера 5 канала вычитания. Выход триггера 4 соединен с, одним из входов схемы совпадения 6 канала сложения и входом разрешения сложения или вычитания импульсов реверсивного счетчика единиц измерения 12.

Выход триггера 5 соединен с одним иэ входов схемы совпадения 7 канала вычитания. Кроме того, выходы триггеров

4 и 5 соединены каждый с одним из входов схемы разделения 8, выход которой соединен с одним из входов схемы совпадения LO генератора, управляюшей прохождением импульсов генератора 9 на счетные входы счетчика-преобразователя датчика пути 11 и реверсивного счетчика единиц измерения 12. Вход установки в нуль счетчика-преобразователя 11 соединен с выходом схемы разделения 8, Выход счетчика единиц измерения 12 соединен с входами дешифраторов единичного 13 и нулевого 14 состояний счетчика, причем выход дешифратора 13 соединен с входом установки в нуль счетчика 12 и вторым входом схемы сов3 96659 которой соединен с выходом второго триггера, генератора импульсов, схемы совпадения генератора импульсов, счетчика единиц измерения и счетчика -преобразователя датчика пути, вход которого подключен к входу счетчика единиц из. ;-мерения и к выходу схемы совпадения генератора импульсов, входы которой соответственно соединены с выходом схемы разделения и выходом генератора импульсов, выходы схем совпадения ка/ налов сложения и вычитания подключены ,,к входам реверсивного указателя пройденного пути 1,31, Однако, применение известного устройства для измерения пути стругов, скреперостругов, выемочных комбайнов, где имеет место частое реверсирование привода, затруднено. Недостатком устройства является также отсутствие автоматической коррекции передаточного отношения в функции пройденного пути, что необходимо на машинах такого класса как лебедки, подъемные машины с многослойной навивкой канала на барабане,2>

Если в этих случаях не применять автоматическую коррекцию передаточного огношения в зависимости от радиуса навивки канала, то реверсивный указатель, считывая импульсы датчика оборотов барабана, будет фиксировать показания с погрешностью, которая часто является неприемлемой.

Целью изобретения является повыше- ние точности измерения, Указанная цель достигается тем, что в блок преобразования введены дешифраторы единичного и нулевого состояний счетчика единиц измерения и схема корректировки передаточного отношения, состояшая из шифратора входного числа

40 и схемы сравнения, а счетчик единиц измерения выполнен реверсивным, причем выход первого триггера соединен с входом сложения и вычитания реверсивного счетчика единиц измерения, выход которого

45 подключен к входу дешифратора единичного состояния реверсивного счетчика и к входу дешифратора нулевого состояния реверсивного счетчика, выходы дешифраторов соответственно соединены с входом установки в нуль и с входом установки в единицу реверсивного счетчика, второй вход схемы совпадения канала сложения подключен к выходу дешифратора единичного состояния реверсивного И счетчика, а второй вход схемы совпадения канала вычитания соединен с выходом дешифратора нулевого состояния ревер598

5 966 падения канала сложения 6, выход дешифрагора 14 соединен со входом установки в" единицу счетчика 12 и вторым входом схемы совпадения канала вычитания 7.

Выход схемы совпадения 6 с входом сложения, а.выход схемы совпадения 7— с входом вычитания реверсивного указателя пройденного пути 18. С выхода реверсивного указателя 18 через схему коррекции 15, состоящую из шифратора вход- 10 ного числа 16 и схемы сравнения 17, введена обратная связь. Вход шифратора входного числа 16 соединен с выходом реверсивного указателя пройденного пути

18. Вь ход шифратора 16 соединен с од- 15 ннм из входов схемы сравнения 17, второй вход которой соединен с выходом счетчика-преобразователя датчика пути

ll. Выход схемы сравнения 17 соединен с входами установки в нуль триггеров 4 20 и 5.

ВходыЮ... 3z счетчика 12 служат о" для подачи логических уровней, определяющих число, соответствующее величине единицы измерения. 25

Устойство работает следующим образом.

В зависимости от направления движения машины реверсивный датчик пути 1 и измерительный блок 2 формируют сиг- 30 нал, который устанавливает в состояние единицы триггер канала сложения 4 или вьгчитания 5, которые разрешают прохождение импульсов через схемы совпадения канала сложения 6 или вычига35 ния 7 на входы сложения или вычитания реверсивного указателя пройденного пути 18. Одновременно через схему разделения 8 установленный в состояние единицы триггер разрешает прохождение импульсов генератора 9 через схему совпадения 10 на счетные входы счетчика- . преобразователя датчика пути 1 1 и счетчика единиц измерения 12 и запрещает прохождение сигнала установки в нуль счетчика 11. С выхода триггера 4 на вход счетчика единиц измерения поступает сигнал разрешения сложения или вычитания импульсов.

Емкость счетчика единиц измерения и, следовательно, величина единицы из50 мерения задается по входам З„... +H счетчика. При движении объекта вперед и заполнении счетчика до числа, равного единице измерения, на выходе дешифратора. 1З единичного состояния счетчика появляется сигнал, который проходит через схему совпадения 6 на вход сложения реверсивного указателя пути 18 и на вход установки в нуль реверсивного счетчика единиц измерения. При движении объекта назад происходит вычитание импульсов счетчика 12. Нулевое состояmme счетчика фиксируется дешифратором нулевого состояния 14, на вход вычитания указателя 18 через схему совпадения

7 поступает сигнал вычитания, а счетчик

12 через вход установки в единицу устанавливается в единичное состояние. Число, определяющее величину этой единицы, задаегся по входам Э, ... З °

В счетчик 11 обычно записывается входное число, выражающее, например, в сантиметрах величину отрезка пути, контролируемого датчиком пути (оборотов).

В счетчик 12 обычно записывается число, выражающее, например, в сантиметрах величину отрезка пути, принятого в данной системе за единицу измерения.

Количество этих единиц фиксируется в реверсивном указателе пройденного пути

18, Передаточное отношение преобразования равноК= —, где Нл- емкость счетчиМл

Юг. ка единиц измерения, gt — емкость счетчика-преобразова геля датчика пути.

Частота генератора импульсов выбирается такой, чтобы в преобразование было меньше периода следования импульсов датчика пути.

Таким образом, здесь учитывается знак остатка в реверсивном счетчике единиц измерения, и не происходит накопление ошибки в указателе 18. при реверснровании объекта.

Емкость счетчика-пробразователя 1 1 устанавливается и корректируется в функции пройденного пути схемой коррекции передаточного отношения. Э то происходит следующим образом. Шифратор входного числа 16 в зависимости от состояния реверсивного указателя пройденного пути

18, представляющего собой реверсивный счетчик с цифровой индикацией, на своем выходе устанавливает входное число, которое схемой сравнения 17 сравнивается с числом, записанным в счетчике 11.

При совпадении чисел на выходе схемы сравнения появляется сигнал установки в нуль триггеров 4 и 5, счетчика ll u блокировка схемы совпадения 10.

Таким образом, происходит коррекция величины отрезка пути, контролируемого датчиком пути (оборотов) при изменении, например, радиуса навивки каната на приводном барабане.

Все это позволяет повысить точность измерения, 7 9665

Формула иэобре т ения

Устройство для измерения пути, содержащее последовательно соединенные реверсивный датчик пути, измерительный

:блок, блок преобразования и реверсивный указатель пройденного пути, при этом блок преобразования состоит иэ двух триггеров, вход установки в единицу первого из которых подключен к первому выходу измерительного блока, а вход установки 1о в единицу второго - к второму выходу измерительного блока, схемы разделения, входы котор и соединены с выходами трйггеров, схемы совпадения канала сложения, первый вход которой подключен к:15 выходу первого триггера, схемы совпа дения канала вычитания, перкь и вход которой соединен с выходом второго триггера, генератора импульсов, схемы сов/

° падения генератора импульсов, счетчика единиц измерения и счетчика-преобразователя датчика пути, вход которого подключен к входу счетчика единиц измерения и к выходу схемы совпадения генератора импульсов, входы которой соответственно соединены с выходом схемы разделения и выходом генератора импульсов, выходы схем совпадения каналов сложения и вычитания подключены к входам реверсивного указателя пройденного пути, o r a и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в блок преобразования введены дешифраторы единичного и нулевого состояний счетчика единиц измерения и схе35 ма корректировки передаточного отношения, состояшая из шифратора входного числа

98 8 и схемы сравнения, а счетчик. единиц измерения выполнен реверсивным, причем выход первого триггера соединен с входом сложения и вычитания реверсивного счетчика единиц измерения, выход которого подключен к входу дешифратора, единичного состояния реверсивного счетчика и к входу дешифратора нулевого состояния реверсивного счетчика, выходы дешифраторов соответственно соединены с входом установки в нуль и с входом установки в единицу реверсивного счетчика, второй вход схемы совпадения канала сложения подключен к выходу дешифратора единичного состояния реверсивного счетника, а второй вход схемы совпадения канала вычитання соединен с выходом дешифратора нулевого состояния реверсивного счетчика,.выход реверсивного указателя пройденного пути через шифратор входного. числа подключен к первому вхо- . ду схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом счетчика-преобразователя датчика пути, а выход — с входами установки в нуль триггеров, при этом выход схемы разделения подключен к входу установки в нуль счетчика-преобразователя датчика пути.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Патент США N 3708150, кл. 324-173, опублик, 1973, 2. Авторское свидетельство СССР

Ио 563634> кл. 601Р 3/47, 1977, 3. Авторское свидетельство СССР по заявке M 2679815/18-3.0, кл. &01 Р 3/48, 1978 (прототип).