Устройство для записи параметров движения

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений скорости и компактности записи число-имульсным кодом значений измеряемого пути при изменении скорости в широком диапазоне . При движении поступающие с формирователя 5 импульсы проходят элемент И 7 и через элемент ИЛИ 8 - на вход измерителя 14, измеряющий интервал между импульсами и вырабатьшает рав- . ный ему по длительности строб-импульс , а также параллельный двоичнодесятичньш код результата измерения и импульс Начало опроса, поступающего на вход 18 схемы 16 подекадного опроса. Дан вариант устройства с двумя измерителями, второй измеритель измеряет те интервалы времени i между импульсами, которые не измеряются первыми. 2 з.п. ф-лы, 4 ип. (/)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения непрерывно изменяющейся скорости и координаты положения подвижных частей механизмов Б одиночных и периодически повторяющихся циклах вращательного и поступательного движения, например, при динамических испытаниях машин. Целью .изобретения является повышение точности измерения скорости и компактности записи число-импульсным кодом значений измеряемого пути при изменении скорости в широком диапазоне . На фиг.1 представлена структурная схема устройства с одним измерителем временных параметров; на фиг.2 - то же,с измерителями; на фиг.З схема подекадного опроса; на фиг.4 временные диаграммы работы устройства; на фиг.З - форма записи на носитель результатов, соответствующих параметрам двилсения. Устройство ;лд1я записи параметров двюкенил соде.рлсит импульсный датчик I скорости, блок 2 преобразования пути, блок 3 преобразования скорости и регистратор 4. Блок преобразования пути содержит формирователь 5 импуль сов, цепочку последовательно соединенных делителей 6, элементы И 7, элементы ИЛИ 8 и 9, схему 10 автоустановки коэффициента деления, состоящую из последовательно, включенных датчика 11 сигналов управления, реверсивного счетчика 12 и подсоеди ненного к его выходам дешифратора 1 В качестве делителей 6 могут быть использованы счетные тригтеры. Блок 3 преобразования скорости состоит из цифрового измерителя 14 временных интервалов (фиг.1), а по фиг, 2 и цифрового измерителя 15 длительности импульсов, и схемы 16 подекадно .го опроса. В данном случае устройство имеет два делителя 6, которгзгм соответствует 2 элементов И 7, т.е. коэффициент деления К может принимат значения от 1 до 4. Элементы И 7 включены так, что первый вход К-го элемента соединен с К-м выходом дешифратора 13, второй вход первого элемента - с выходом формирователя 5 импульсов., вторые входы остальных тр элементов И 7 соединены с выходом первого делителя 6, третьи входы третьего и четвертого элементов - с 11 выходом второго длеителя 6. Таким образом, элементы И 7, кроме первого , своими вторыми и последующими входами соединены с выходами тех делителей 6, порядковые номера которых в их последовательности соответствуют номерам разрядов, содержащих при образовании на выходах двоичного кода числа К, если К не равно двум в целой степени, и числа К-1,если К равно двум в целой степени. Выход элемента И 7 и выход 17 сброс-импульса схемы 10 автоустановки соединены через первый элемент ИЛИ 9 с входами установки в О делителей. Через второй элемент ИЛИ 8 выходы всех элементов И 7 соединены с входом блока 3 преобразования скорости, соответствующего входу измерителя 14, у кото-, рого кодовые выходы значащих декад, клеммы Начало опроса и Сброс со- . единены соответственно с информационными входами, входом 18 старт-импульса и выходом 19 стоп-импульса схемы 16 подекадного опроса. Кроме того, выходы первого и второго разрядов двоичного кода старшей значащей дегкады и клемма Начало опроса измерителя 14 подключены соответственно к информационным 20 и 21 управляющему 22 входам, принадлежащим одновременно схеме 10 автоустановки коэффициента деления и входящему в нее датчику 11 сигналов управления. Выходы нмпзльсных сигналов управления Меньше и Больше датчика.11 подключены соответственно к суммирующему +1 и вычитающему -1 входам реверсивного счетчика 12. Датчик 11 состоит из параллельно соединенных со стороны его информационных входов элемента ИЛИ-НЕ 23 и элемента И 24 и подключенных к их выходам соответственно элементов И 25 и 26,вторые входы которых соединены с управляющим входом 22, а выходы объединены элементом ИЛИ 27. Выход элемента ИПИ 27 является выходом 17 сбросимпульса схемы 10. Выходы параллельно-последовательного двоично-десятичного кода вида 8-4-2-1 схемы 16 подключены к первым четырем входам регистратора 4 (входы записи измерительной информации .о скорости). Выход 28 строб-импульса измерителя 14 и выход формирователя 5 подключены соответственно к пятому и шестому входам регистратора 4 (входы записи измерительной информации о пути). В устройстве с двумя измерителями (фиг.2) выход 28 строб-импульса измерителя 14 подключен через элемент НЕ 29 к выходу измерителя 15, кодовые выходы измерительной информации и клеммы Начало опроса обоих измерителей через злементы ИЛИ 30 соединены соответственно с информационными входами и входом 18 старт-импульса схемы 16, которая выходом 19 стоп импульса через первый и второй ключи 31 соединена с клеммами Сброс соот ветственно измерителей 14 и 15. Управляющие входы первого и второго ключей 31 соединены соответственно с прямым и инверсным выходами RSтpиггgpa 32, подключенного Ькодами установки и сброса к клеммам Начало опроса соответствённо измерителей 14 и 15, Схема 16 подекадного опроса (фиг.З) содержит RS-триггер 33, элемент И 34, распределитель 35 импульсов, декадные группы элементов И 36 и четыре элемента ИЛИ 37. Вход установки триггера 33 соответствует входу 18 старт-импульса схемы .16, . а прямой выход соединен с входом эле мента И 34, другой вход которого является входом синхроимпульсов.. Выход элемента И 34 подключен к входу распределителя 35, а каждый выход последнего - к соединенным между собой тактовым входам элементов И 36 декадной группы, соответствующей порядковому номеру этого выхода. Вторые входы элементов И 36 являются информационными входами схемы 16. Вы ходы элементов И 36 соединены с входами элементов ИЛИ 37, относящихся .к :одинаковым разрядам двоичного кода декад. Последний тактовый выход распределителя 35 является выходом 19 стоп-импульса схемы 16 и соединен с входом сброса триггера 33. Устройство работает следующим образом . В процессе движения объекта (элемента механизма) и жестко связанной с ним мерной части датчика 1 скорости на выходе датчика образуются импульсы с периодом следования, обратно пропорциональным скорости этого движения. Число импульсов определяет пройденньй путь. Блок 2 преобразо вания пути формирует эти импульсы для записи основных меток, отмечаю щих путь в шагах квантования мерной части, а также осуществляет деление частоты следования импульсов на величину коэффициента деления, ступенчато изменяющегося с изменением скорости , т.е. осуществляет преобразование дискрет пути, выбирая их равными или кратными шагу квантования Н. Блок 3 преобразования скорости осуществляет преобразование интервалов времени прохождения объектом этих дискрет пути в двоично-десятичньй код и формирование дополнительных импульсов , длительность которых равна указанным интервалам времени,Записанные на носитель регистратора 4, в качестве которого используется светолучевой осциллограф, результаты измерения временных интервалов и параллельно-последовательном двоичнодесятичном коде вида 8-4-2-1 соответствующими метками на первых четырех дорожках и результаты измерения пути в число-импульсном коде дополнительными и основными метками соответственно на пятой и шестой дорожках (фит.5) используются при дальнейшей обработке, например для определения скорости на i-oM измеренном интервале времени Т; (если применять кусочно-линейную аппроксимацию) по формуле С; Kj .Н/Т; где К - величина кратности, равная числу основных меток пути в интервале Tj , соответствующем на носителе дополнительной метке пути, и для быстрого и точного отсчета значений пути. Исходное состояние делителей 6 и реверсивного счетчика 12 - нулевое. В начале наблюдаемого движения поступающие с формирователя 5 первый и второй импульсы (диаграмма U, фиг.4) проходят через первый элемент И 7 (так как на первом выходе дешифратора 13 при нулевом состоянии счетчика 12 имеется единичный потенциал) и через элемент ИШ 8 на вход измерителя 14, который измеряет интервал между импульсами и вырабатывает равньй ему по длительности строб-импульс . (диаграммами22 , фиг.4), а также пааллельный двоично-десятичный код езультата измерения и импульс Начало опроса, поступающий на вход 18 схемы 16 подекадного опроса.Триггер 33 (фиг.З) устанавливается и эле мент И 34 пропускает синхроимпульсы (диаграмма U , фиг,4) с генератора (не показан) на вход распределителя 35, которьй.с частотой генератора производит опрос кодовых выходов измерителя 14, т.е. последовательно , декада за декадой, начиная. со старшей, подключает декадные груп пы кодовых выходов измерительной информации через соответствующие группы элементов И 36 к .четырем элементам ИЛИ 37. Потенциальный параллельно-последовательный двоично-десятичный код, который образуется на выходах этих элементов (выходы 8, 4, 2 и 1 схемы 16), подается, на соответствующие входы регистратора 4 (фиг.1) и записывается в нем на носителе в виде прямоугольных меток на четырех дорожках, имеющих веса, соответственно 8, 4, 2 и 1 двоичных/разрядов (фиг.5). Сумма весов дорожек, на которых имеются метки в р-ом.такте, определяет десятичное число в соответствующей этому такту декаде. Результат измерения занимает в продольном направлении но сителя столько тактов, сколько декад опрашивается распределителем 35, Например , если пять опрашиваемых декад представляют результат измерения чис лом 199.87, то в первом такте прямоугольная метка есть только на четвер той дорожке, вес которой равен чис лу 1, во втором и третьем тактах есть метки на первой дорожке, вес которой равен числу 8,и на четвертой дорожке, в четвертом такте метка только на первой дорожке и в пятом на второй,третьей и четвертой дорожках , Последний тактовый импульс распределителя 35, являющийся стопимпульсом схемы 16, производит сброс триггера 33 и,одновременно поступая с выхода 19 схемы 16 на клемму Сброс измерИГеля 14, осуществляет сброс и запуск последнего, который после этого готов к измерению с.леду ющего временного интервала. Стробимпульс , поступающий с выхода 28 измерителя на пятый вход регистратора 4, записывается на пятой дорожке носителя, а импульсь формирователя 5 - на шестой. Схема 10 автоустановки коэффициента деления управляется также- импульсом Начало опроса, по1 11 ступающим на ее вход 22. Если при этом па ее информационные входы 20 и 21 не поступают нулевые потенциалы одновременно с кодовых выходов первого и второго двоичных разрядов старшей декады, т.е. если эта декада после измерения содержит отличную от нуля цифру, то с датчика 11 на суммирующий вход +1 реверсивного счетчика 12 сигнал управления Меньше не поступает и блок 2 преобразования пути остается в прежнем состоянии с коэффициентом деления К 1. Если же скорость движения возрастает настолько , что в соответствующем ей результате измерения интервала времени Т, например Т t - t. (диаграммы U и.Ug, фиг.4), теряется старший разряд , т.е. Т становится меньще установленкого меньшего интервала времени Т(,д,, чему соответствует наличие на кодовых выходах старшей декады измерителя 14 нулевых потенциалов, то на выходе элемента ИЛИ-НЕ 23 возникает единичный потенциал, а на выходе элемента И 25 - импульс, от которого на выходах счетчика 12 устанавливается двиочньй код 01 и соответственно появляется единичньй потенциал на втором выходе дешифратора 13. В результате блок 2 преобразования пути переходит в состояние с коэффициентом деления К 2, в котором на. вход измерителя 14 проходят импульсы не с формирователя 5, а с выхода первого делителя 6 через второй элемент И 7 и элемент ИЛИ 8, Переход в состояние с коэффициентом деления К 3 происходит аналогично , а работа.блока 2 в этом состоянии отличается от работы в предыдущем состоянии следующим. С появлением единичного потенциала на третьем выходе дешифратора 13 после поступления в реверсивный счетчик 12 второго сигнала Меньше с датчика 11 на вход измерителя 14 поступает узкий импульс,; которьй образуется на выходе третьего элемента И 7 в момент появления на его входе второго импульса с выхода первого делителя 6, когда на выкоде второго делителя уже установлен единичный потенциал (диаграммы Ug-i , и Ug, фиг.4).Этот импульс получается узким.потому, что его появление приводит к сбросу в О делителей 6, т.е. он сам себя обрезает благодаря связи выхода элемента и 7 через элемент ИЛИ 9 с входами сброса делителей 6. В результате измеряемые интервалы между выделенными таким образом импульсами оказываются равными трем периодам следования импульсов с формирователя 5, В случае замедления движения до скорости, при которой измеренное значение кратного интервала времени ока зывается больше установленного максимума , т.е. когда на кодовых выхода старшей значащей декады измерителя 14 появляется двоичньш код числа 3 и соответственно - единичные потенциалы Н4 входах 20 и 21 схемы 10, датчик 11 сигналов управления с приходом на вход 22 импульса Начало опроса выдает (с выхода элемента И 26) на вычитающий вход -1 реверсив ного счетчика 12 импульсный сигнал Больше и одновременно на выход 17импульс , которьй, проходя через элемент ИЛИ 9, сбрасывает делители 6 в О, На выходах счетчика 12.устанавливается двоичный код, на единицу меньше имеющегося до этого, а дешифр тор 13 с соответствующего этому коду выхода выдает единичный потенциал на первый вход того элемента И 7, поряд ковый номер которого меньше на единицу коэффициента деления предьщущего состояния. Работа устройства, имеющего дополнительно измеритель 15 длительности импульсов, отличается лишь тем, что в то время, когда у измерителя 14 про изводится опрос декад и подготовка к следующему циклу измерения после поступления на его клемму Сброс импульса с выхода 19 схемы 16, измеритель 15 производит измерение длительности импульса, поступающего на его вход с вькода элемента НЕ 29 и равного интервалу времени между конц Ьм строб-импульса, относящегося к регистрируемому результату законченного цикла измерения и началом стробимпульса следующего цикла измерителя 14, т,е, второй измеритель измеряет те интервалы времени между импульсами , которые не измеряются первыми. Из диаграмм Up и на фиг.4 видно, что это, например, интервалы По окончании измерения этих интервалов также производится опрос декад измерителя 15, кодовые выходы которых объединены элементами ИЛИ 30 с соответ11 5 ствующими выходами измерителя 14.Синхроимпульсы на диаграмме U (Фиг.4) и метки записи кода (фиг.5) при опросе декад измерителя 15 изображены пунктирными линиями. Импульсом Начало опроса, кроме пуска схемы 16, производится установка триггера 32 в одно из состояний Б зависимости от того, с какого измерителя пришел импульс, и тем самым подготавливается цепь для прохождения импзльса с выхода 19 схемы 16 на клемму Сброс того измерителя, который опрашивается . По окончании опроса, например, измерителя 14 этот импульс проходит через первый ключ 31, на управляющем входе которого имеется единичный потенциал с прямого выхода триггера 32. ф п п мула изобретения 1, Устройство для записи параметров движения, содержащее импульсный датчик скорости, подключенный к формирователю . блока преобразования пути, выход которого соединен с последовательно включенными двумя счетными триггерами, выход формирователя подключен к второму входу первого элементаи , выходпервого счетного триггера - к вторым входам второго,третьего и четвертого элементов И, выход второго счетного триггера - к третьим входам третьего и четвертого элементов И, выход блока преобразования пути через блок преобразования скорости - к регистратору, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения скорости и компактности записи числа число-импульсным кодом значений измеряемого пути при измерении скорости в широком диапазоне, в блок преобразования пути дополнительно введены два элемента ИЛИ, схема автоустановки коэффициента деления, выходы которой подключены к первым входам первой, второй, третьей и четвертой схемы И, выход третьего элемента И через первый элемент ИЛИ подключен к входам сброса счетных триггеров, второй вход первого элемента ИЛИ соединен с выходом сброса схемы автоустановки коэффициента деления, выходы элементов И через второй элемент ИЛИ подключены к выходу блока преобразования пути, блок преобазования скорости содеришт цифровой

измеритель времейных интервалов и схему подекадного опроса, вход цифрового измерителя временных интервалов подключен к входу блока преобразования скорости, а его информационные выходы - к информационным входам схемы подекадного опроса, кодовые выходы которого соединены с соответствующими входами регистратора , выход начала опроса измерителя временных интервалов подключен к стартовому входу схемы подекадного опроса, а стробирующий вы- ход - к ВХОДУ; индикации стробирования регистратора, выход окончания подекадного опроса подключен к входу сброса измерителя временных интервалов , вход метки регистратора - к выходу формирователя импульсов, выходы начала опроса и старшей декады измерителя временных интервалов к первому, второму и третьему входу, :соответственно схемы автоустановки коэффициента деления.

2, Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что схема автоустановки коэффициента деления со ,держит,схему управления, реверсивный счетчик и дешифратор, причем первый, второй и третий входы схемы управления являются первым, вторым и третьи

соответственно входами схемы автоустановки коэффициента деления, а первый и второй выходы ее подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика, кодовые выходы которого через дешифратор подключены к выходам схемы автоустановки коэффициента деления,

3, Устройство по п,1, о т л и ч аю щ ее с я тем, что блок преобразования скорости дополнительно содержит два ключа, RS-триггер, группу .элементов ИЛИ, цифровой измеритель длительности импульсов, вход которого подключен через элемент НЕ к стробирующему выходу измерителя временных интервалов , а кодовые выходы и выходы Начало опроса обоих измерителей через группу элементов ИЛИ соединены . соответственно с информа1.;ирнными входами и входом пуска схемы подекадного опроса, которая выходом окончания опроса через первый и второй ключи подсоединена к входам сброса измерителей , причем управляющие входы первого и второго ключей соединены соответственно с прямым и инверсным выходами RS-триггера, подключенного входами установки и сброса к выходам Начало опроса соответственно основного и дополнительного измерителей. П П П П 2ц i S ; 1 г-1 r«/е-; с: П П П П ПППППППППППППППППППП 6 7 tg ijttotn Ktfjt fif i r-innn ninininnn f Ри.2.