Способ измерения скорости движения объекта — SU 1818588 (original) (raw)
ОБР САН Т ИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ д ч = Яе б На фиг. сигналов 01 расположен ния на расст рично отно системы коо ного 01(Х)-0 сигналов датфики выходныхатчиков Д 1, Д 2, ектории движе т друга симметранного начала рафики разностного О 1(Х)+ 02(Х) а также график показаны гра Х), 02(Х) двух д ных вдоль тра ояниидруг о сительно выб рдинат "О - Х", г 2(Х) и суммар чиков Д 1 и Д 2 СУДАРСТВЕНЮЕ ПАТЕНТН ДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР)(71) Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе и Центральный научно-исследовательский институт машиностроения(56) Авторское свидетельство СССР ЬЬ 1068818, кл. 6 01 Р 3/64, 1984.Авторское свидетельство СССР М 1744652, кл. 6 01 Р 3/64, 1988. Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для дистанционного измерения параметров прямолинейного движения, в частности, скорости объектов, а также определения эаКона изменения скорости объектов по траектории движения с использованием распределенного регистрирующего контура в вйде разнесенных вдоль траектории движения объекта датчиков положения, например, индукционных датчиков с интегратором на выходе, при контроле движения проводников с изменяющимся по величине током.Цель изобретения - упрощение и повышение информативности путем определения мгновенных значений скорости на участке траектории.Поставленная цель достигается тем, что в способе измерения скорости движения объекта, заключающимся в измерении сиг(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА(57) Использование: измерительная техника, измерение параметров прямолинейного движения, Сущность изобретения." определяют величину перемещения обьекта, соответствующего "изменению выходного сигнала датчика положения с колоколообразной передаточной характеристикой в е раз, формируют тригонометрическую функцию, обратную координатной функции, и дифференцируют ее, а скорость определяют как произведение величины перемещения объекта на производную обратной тригонометрической функции. 2 ил. налов датчиков положения с колоколообразной передаточной характеристикой установленных вдоль траектории движения, определении координатной функции В, определяют величину Зе перемещения объекта, соответствующего изменению выходного сигнала датчика положения в е раз, формируют обратную тригонометрическую функцию Е от координатной функции Й, дифференцируют ее, а скорость ч определяют какРотношения последних в виде координатной функции:Г 0 1(Х) 02(Х)Я 01(Х)+02(Х)Каждая ветвь передаточных характеристик датчиков положения обьекта, реагирующих на поле, создаваемое им, может быть описана экспоненциальной функцией. Таким образом, выходные сигналы пары дат. чиков, установленных вдоль траектории движения объекта при его нахождении меж, ду датчиками, могут быть описаны выражениями:01(Х)-Оо х ехрХ02(Х)=0 о х ехр/-Х/,где Оо - выходной сигнал датчиков при нахождении обьекта в начале системы координат,Х-Я(Х)/Яв - относительная координата положения объекта;Я(Х) - текущее значение расстояния обьекта от начала координат;Яе - интервал траектории, на границах которого сигнал датчика отличается в "е" раз.В соответствии с этим координатная функция будет равна:. Скоростьбыть определния Я(Х) по врЧ дЯ(Х)/Учитывая то,координатная фунописывается функцией ганса(3) ия объекта ч може производная расстоя т,е,:движе на как емени 1то Я(Х)-ЯехХ, пол х б Х/б 1ифференцировав отноту Х из выражения. (3) ит в (5), окончательно пол Ч-Яе Прод координа реэульта тельную одставив им Р 2 Точность способа. как следует иэ формулы (6), определяется методической погрешностью аппроксимации координатнойфункции Г функцией гиперболического тан 5 генса 1 пХ. Математическое моделированиепроцесса измерения скорости движенияобьекта на примере проводника с током показала, что погрешность такой аппроксимации составляет не более 1 , что10 обеспечивает высокую точность определения скорости движения обьекта.Таким образом, непрерывно измеряясигналы пары датчиков положения обьекта.находящегося между ними, и выполняя об 15 работку сигналов датчиков в соответствии сформулой (6), получаем мгновенные значения скорости как непрерывную функцию,соответствующую закону изменения скорости движения обьекта,20 На фиг,2 в качестве примера показанасхема реализации предлагаемого способаизмерения скорости на одном участке траектории, ограниченном двумя датчиками положения. Устройство содержит датчики25 положения (Д) 1 и 2. подключенные черезуправляемые ключи (К) 3 и 4 к входам суммирующего (СУ) 5 и вычитающего (ВУ) 6 устройств. Управляющие входы ключей 3, 4подключены к выходу порогового элементаО (ПЭ) 7, входы которого подключены к выходам датчиков 1, 2, Выходы СУ 5 и ВУ 6подключены к входам делительного устройства (ДУ) 8, выход которого соединен с входами устройства дифференцирования (Диф)35 9 и блока нелинейности (БН) 10, ВыходыДиф 9 и БН 10 соединены с входами устройства умножения (УУ) 11, выход которого соединен с выходом всего устройства дляизмерения скорости, При попадании движу"О щегося обьекта в створ траектории междудвумя датчиками 1 и 2, а точнее, при подходеобьекта кдатчику 1, устройство запускаетсядля измерения скорости путем воздействият на управляемые ключи 3, 4 сигнала с выхода- 45 сработавшего ПЗ 7(последний срабатываетпри нарастании сигнала Д 1 до максимума),В результате этого управляемые ключи 3, 4включаются, и выходы обоих датчиков 1 и 24) подключаются к схеме измерения, В СУ 550 вырабатывается суммарный сигнал (0+02)от датчиков 1 и 2, а в ВУ 6 - их разностныйсигнал (01-0 в), На выходе ДУ 8 появитсясигнал отношения разностного и суммарного сигналов, представляющий собой коор 55 динатную функциюР=(О 1(Х)" 02(Х)/(О 1(Х)+ 02(Х)Блок Диф 9 осуществляет дифференцирование по времени координатной функциии непрерывно выдает сигнал, пропорциональный ОЕ/й, Кроме того сигнал Е, посту 18185 ВВ 6пает на БН 10, в котором формируется сигнал, пропорционвльныя величине 1/(1-Р ),:2 поступающий нэ вход УУ 11. На другой вход УУ 11 с выхода Диф 9 посту эет сигнал.пропорционвльный бР/оФ, Устанавли-вая масштабный коэффициент УУ 11, равный 8. получаем на выходе УУ сигнал 3 х (бР/Ф)/(1-Г ) пропорциональный теку. щему значению скорости ч движения обьектв. 10 Формула изобретения Способ измерения скорости движенияобьекта, заключающийся в измерении сиг. нэлов датчиков положения с колоколообе,разной передаточной характеристикой. ус-тановленных вдоль траектории движения,определении координатной функции й, о т .лича ющийся тем,что.сцельюупрощения и повышения информативности путемопределения мгновенных значений скорости на участке траектории. определяют ве.личину 3 перемещения объекта,соответствующего изменению выходного,сигнала датчика положения в е раз, формируют обратную тригонометрическуЬ функ.цию Р от координатной функции й,дифференцируют ее. в скорость ю определяют кав ч Звбаюректо а аз 1936 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 НТ СС Производственно-издательский комбин т "Патент, г Ужгород ул,Гага а. 101