25.08.2017
217.015.aa2f

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения траектории движения транспортных средств и знакопеременных перемещений объектов. Устройство для измерения перемещений объекта содержит акселерометр 1, реверсивный счетчик 2, регистр 3, вычислитель 4. Введены также первое 5 и второе 6 входные буферные устройства, выходное буферное устройство 7, сумматор 8, триггер знака 9, логический элемент ИЛИ 10, резисторы привязки 11, первую 12 и вторую 13 группы диодов. Катоды диодов одной группы 12 попарно объединены с катодами соответствующих диодов другой группы 13 и соединены через соответствующие резисторы привязки 11 с минусовой шиной питания и с соответствующими входами второго входного буферного устройства 6. Достигаемым техническим результатом является повышение точности измерения траектории перемещения объекта за счет компенсации технологического разброса характеристики акселерометра и использования цифрового метода обработки показаний акселерометра. 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения траектории движения транспортных средств и знакопеременных перемещений объектов.

Известно устройство для измерения скорости (см. авторское свидетельство СССР №626420, «Устройство для измерения скорости», В.Е. Волков, опубликованное 30.09.78, БИ №36, G01Р 7/00), содержащее датчик перемещения исследуемого объекта, датчик ускорения, сумматор, генератор тактовых импульсов и два интегратора, включенных последовательно между датчиком ускорения и сумматором. Один из выходов генератора подключен к датчику перемещения, к входам интеграторов и сумматору, а другой выход подключен к входу разрешения считывания сумматора.

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения, так как технологический разброс характеристики датчика ускорения не компенсируется.

Известно устройство для измерения перемещений объекта (см. патент РФ 2018086, «Устройство для измерения перемещений объекта», А.Н. Петров, Г.П. Токарева, опубликованный 15.08.94 в БИ №15, G01С 21/16, 22/00), содержащее акселерометр с нормирующим преобразователем, подключенным к интегратору, вычислитель, компаратор, последовательно соединенные синхронный выпрямитель, преобразователь напряжения в частоту, реверсивный счетчик, регистр и интерфейс, соединенный с вычислителем. Вход интегратора подключен к входам синхронного выпрямителя и компаратора, выход которого соединен с управляющими входами синхронного выпрямителя и реверсивного счетчика. Соответствующие выходы интерфейса подключены к входу разрешения записи регистра и входу обнуления реверсивного счетчика.

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения, так как технологический разброс характеристики датчика ускорения не компенсируется. Кроме того, аналоговые устройства (нормирующий преобразователь, интегратор, компаратор, синхронный выпрямитель, преобразователь напряжения в частоту) вносят свои составляющие в погрешность измерения.

Вышеуказанное устройство является наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству и поэтому выбрано в качестве прототипа.

Достигаемым техническим результатом является повышение точности измерения перемещений объекта.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения перемещений объекта, содержащем акселерометр, реверсивный счетчик, регистр и вычислитель, новым является то, что дополнительно введены первое и второе входные буферные устройства, выходное буферное устройство, сумматор, триггер знака, логический элемент ИЛИ, резисторы привязки, первая и вторая группы диодов, причем катоды диодов одной труппы попарно объединены с катодами соответствующих диодов другой группы и соединены через соответствующие резисторы привязки с минусовой шиной питания и с соответствующими входами второго входного буферного устройства, группа выходов которого соединена с первой группой входов сумматора и группой информационных входов регистра, группа выходов которого соединена с первой группой информационных входов вычислителя, вторая группа информационных входов которого соединена с группой выходов реверсивного счетчика, группа информационных входов которого соединена с группой выходов сумматора, вторая группа входов которого является группой поступления кода номинальной нулевой частоты акселерометра, выход которого через первое входное буферное устройство соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом вычислителя, а выход соединен со счетным входом реверсивного счетчика, управляющий вход которого соединен с входом вычислителя и с выходом триггера знака, S-вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а R-вход - с входом записи реверсивного счетчика, со вторым входом вычислителя и с первым входом второго входного буферного устройства, второй вход которого соединен со входом записи регистра и с третьим выходом вычислителя, первый и второй выходы второго входного буферного устройства соединены соответственно с анодами диодов первой и второй групп.

Указанная совокупность существенных признаков позволяет повысить точности измерения траектории перемещения объекта за счет компенсации технологического разброса характеристики акселерометра и использования цифрового метода обработки показаний акселерометра.

На фигуре приведена схема устройства для измерения перемещений объекта.

Устройство для измерения перемещений объекта содержит акселерометр 1, реверсивный счетчик 2, регистр 3, вычислитель 4, первое 5 и второе 6 входные буферные устройства, выходное буферное устройство 7, сумматор 8, триггер знака 9, логический элемент ИЛИ 10, резисторы привязки 11, первую 12 и вторую 13 группы диодов. Катоды диодов одной группы 12 попарно объединены с катодами соответствующих диодов другой группы 13 и соединены через соответствующие резисторы привязки 11 с минусовой шиной питания и с соответствующими входами второго входного буферного устройства 6, группа выходов которого соединена с первой группой входов сумматора 8 и группой информационных входов регистра 3, группа выходов которого соединена с первой группой информационных входов вычислителя 4, вторая группа информационных входов которого соединена с группой выходов реверсивного счетчика 2. Группа информационных входов реверсивного счетчика 2 соединена с группой выходов сумматора 8, вторая группа входов которого является группой поступления кода Fном номинальной нулевой частоты акселерометра 1. Выход акселерометра 1 через первое входное буферное устройство 5 соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 10, второй вход которого соединен с первым выходом вычислителя 4, а выход соединен со счетным входом реверсивного счетчика 2. Управляющий вход реверсивного счетчика 2 соединен с входом вычислителя 4 и с выходом триггера знака 9, S-вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика 2, а R-вход с - входом записи реверсивного счетчика 2, со вторым выходом вычислителя 4 и с первым входом выходного буферного устройства 7, второй вход которого соединен со входом записи регистра 3 и с третьим выходом вычислителя 4, первый и второй выходы выходного буферного устройства 7 соединены соответственно с анодами диодов первой 12 и второй 13 групп.

Устройство для измерения перемещений объекта (см. Фигуру) работает следующим образом.

После включения питания вычислителя 4 на его третьем выходе формируется импульс, который через выходное буферное устройство 7 поступает на аноды диодов первой группы 12. Указанные диоды (как и диоды второй группы 13) конструктивно расположены в корпусе акселерометра 1 и устанавливаются при изготовлении конкретного экземпляра акселерометра 1 в соответствии с кодом отклонения угла наклона, несущим информацию об отклонении угла наклона характеристики акселерометра от номинального значения. В разрядах группы, соответствующих единицам указанного кода, диоды устанавливаются, а в разрядах, соответствующих нулям, диоды не устанавливаются. Поэтому при появлении на анодах диодов первой группы 12 импульса на входах второго буферного устройства 6 появятся сигналы высокого уровня в тех разрядах, в которых диоды установлены. В разрядах, в которых диоды не установлены, останутся сигналы низкого уровня за счет резисторов привязки 11. Таким образом, на информационных входах регистра 3 появится код, несущий информацию об отклонении угла наклона характеристики акселерометра от номинального значения, который запишется в регистр 3 по заднему фронту импульса на третьем выходе вычислителя 4. После этого вычислитель 4 считывает указанный код и запоминает его в своем ОЗУ.

Диоды второй группы 13 устанавливаются при изготовлении акселерометра 1 в соответствии с кодом отклонения частоты, несущим информацию об отклонении нулевой частоты (которая формируется на выходе акселерометра 1, когда ускорение а=0) от номинального значения Fном. После приема вычислителем 4 команды начала отсчета начинается процесс измерения перемещений объекта. На втором выходе вычислителя 4 формируется импульс, который через выходное буферное устройство 7 поступает на аноды диодов второй группы 13. Код отклонения частоты через второе буферное устройство 6 поступает на первую группу входов сумматора 8, на второй группе входов которого присутствует код Fном номинальной нулевой частоты, а на группе выходов - код фактической нулевой частоты акселерометра 1, который запишется в реверсивный счетчик 2 по заднему фронту импульса на втором выходе вычислителя 4. Одновременно данный импульс устанавливает в нулевое состояние триггер знака 9. На первом выходе вычислителя 4 присутствует высокий уровень напряжения, который блокирует прохождение импульсов с выхода акселерометра 1 через логический элемент ИЛИ 10 на счетный вход реверсивного счетчика 2.

До начала интервала измерения реверсивный счетчик 2 находится в состоянии, двоичный код которого соответствует фактической нулевой частоте акселерометра 1. Интервал измерения начинается с появлением на время tизм низкого уровня напряжения на первом выходе вычислителя 4. Импульсы с выхода акселерометра 1 через логический элемент ИЛИ 10 поступают на счетный вход реверсивного счетчика 2. Низкий уровень напряжения, поступающий с выхода триггера знака 9 на управляющий вход реверсивного счетчика 2, задает для него реверсивный режим работы. Число импульсов, которое пройдет на счетный вход счетчика 2 за время tизм, равно

где f частота акселерометра 1.

Если ускорение равно нулю (а=0), то к концу интервала измерения счетчик 2 окажется в нулевом состоянии. При этом состояние триггера знака 9 не имеет значения.

Если ускорение отрицательное (а<0, то есть происходит торможение объекта), то к концу интервала измерения счетчик 2 не дойдет до нулевого состояния и остановится в состоянии, двоичный код которого соответствует отклонению частоты акселерометра 1 от нулевой частоты, которое пропорционально абсолютной величине ускорения. При этом триггер знака 9 останется в нулевом состоянии, соответствующем знаку «минус».

Если ускорение положительное (а>0, то есть происходит ускорение объекта), то за время интервала измерения счетчик 2 пройдет нулевое состояние и по S-входу переключит триггер знака 9 в единичное состояние. При этом режим работы счетчика 2 изменится на режим прямого счета. К концу интервала измерения счетчик 2 остановится в состоянии, двоичный код которого соответствует отклонению частоты акселерометра 1 от нулевой частоты, которое пропорционально абсолютной величине ускорения. При этом триггер знака 9 будет находиться в единичном состоянии, соответствующем знаку «плюс».

После завершения интервала измерения вычислитель 4 считывает состояния реверсивного счетчика 2 и триггера знака 9 и производит итерацию двойного интегрирования. В результате первого интегрирования получается значение текущей скорости объекта, а в результате второго интегрирования - текущее значение перемещения объекта.

Далее происходит циклическое повторение установки реверсивного счетчика 2 и триггера знака 9 в исходное состояние» измерения текущего значения ускорения и следующей итерации вычисления скорости и перемещения объекта.

Заявляемое техническое решение позволяет существенно снизить себестоимость устройства измерения перемещений объекта, так как, во-первых, отпадает необходимость использования дорогостоящего прецизионного акселерометра для обеспечения высокой точности измерения, во-вторых, расширение допусков технологического разброса нулевой частоты и угла наклона характеристики акселерометра сводит практически к нулю количество отбракованных акселерометров.

Проведено макетирование устройства для измерения перемещений объекта с использованием микросхемы БМК 5517БЦ2У, диодов 2Д510А и резисторов С2-33Н. Испытания макета подтвердили работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность.

Устройство для измерения перемещений объекта, содержащее акселерометр, реверсивный счетчик, регистр и вычислитель, отличающееся тем, что дополнительно введены первое и второе входные буферные устройства, выходное буферное устройство, сумматор, триггер знака, логический элемент ИЛИ, резисторы привязки, первая и вторая группы диодов, причем катоды диодов одной группы попарно объединены с катодами соответствующих диодов другой группы и соединены через соответствующие резисторы привязки с минусовой шиной питания и с соответствующими входами второго входного буферного устройства, группа выходов которого соединена с первой группой входов сумматора и группой информационных входов регистра, группа выходов которого соединена с первой группой информационных входов вычислителя, вторая группа информационных входов которого соединена с группой выходов реверсивного счетчика, группа информационных входов которого соединена с группой выходов сумматора, вторая группа входов которого является группой поступления кода номинальной нулевой частоты акселерометра, выход которого через первое входное буферное устройство соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом вычислителя, а выход соединен со счетным входом реверсивного счетчика, управляющий вход которого соединен с входом вычислителя и с выходом триггера знака, S-вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, а R-вход - с входом записи реверсивного счетчика, со вторым выходом вычислителя и с первым входом выходного буферного устройства, второй вход которого соединен со входом записи регистра и с третьим выходом вычислителя, первый и второй выходы выходного буферного устройства соединены соответственно с анодами диодов первой и второй групп.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 935.
20.01.2013
№216.012.1cd2

Гальванопластический способ изготовления сложно-рельефных элементов антенно-фидерных устройств

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для изготовления элементов антенно-фидерных устройств повышенной сложности. Гальванопластический способ включает использование форм из алюминия или его сплавов и гальваническое нанесение на формы никеля с последующим их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472872
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d92

Пневматическая установка для испытаний

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к установкам для испытаний на ударные воздействия конструкций различного назначения. Пневматическая установка для испытаний содержит ресивер со сжатым газом, полость которого отделена от внешнего пространства диафрагмой, средство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473064
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d9b

Шланговый гамма-дефектоскоп

Использование: для радиографического контроля промышленных изделий. Сущность: заключается в том, что шланговый гамма-дефектоскоп для радиографического контроля промышленных изделий содержит оснащенную ампулопроводом радиационную головку с корпусом, систему блокировок с замком и блоком защиты из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473073
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1de3

Способ переработки жидких радиоактивных отходов от применения дезактивирующих растворов

Изобретение относится к радиохимической технологии, конкретно к очистке жидких радиоактивных отходов. Способ переработки жидких радиоактивных отходов от применения дезактивирующих растворов включает сорбцию радионуклидов, обработку реагентами при комнатной температуре, осаждение осадка при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473145
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c9

Ультразвуковой способ контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена

Использование: для ультразвукового контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена. Сущность: заключается в том, что возбуждают ультразвуковые волны в заданной зоне исследуемой детали с известной начальной плотностью ρ, измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473894
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2137

Способ изготовления многоуровневых тонкопленочных микросхем

Изобретение относится к области изготовления микросхем и может быть использовано для изготовления многоуровневых тонкопленочных гибридных интегральных схем и анизотропных магниторезистивных преобразователей. Технический результат - упрощение технологии изготовления микросхем и повышение их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474004
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.218e

Способ герметизации трубчатых электронагревателей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении трубчатых электронагревателей. Технический результат изобретения заключается в увеличении надежности герметизации и срока службы ТЭН, а также снижении трудоемкости и ускорении процесса герметизации. В способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474091
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2360

Способ получения керамических блочно-ячеистых фильтров-сорбентов для улавливания газообразных радиоактивных и вредных веществ

Настоящее изобретение относится к области химической технологии высокопористых керамических материалов и предназначено для использования непосредственно для фильтрации и адсорбции газообразных радиоактивных и вредных веществ в условиях высоких температур (свыше 1000°С) и химически агрессивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474558
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.245f

Широкополосный спектрометр мягкого рентгеновского излучения

Использование: для определения пространственно-спектральных характеристик рентгеновского излучения. Сущность: заключается в том, что широкополосный спектрометр мягкого рентгеновского излучения включает герметичный корпус, в котором расположены каналы регистрации, каждый из которых включает в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474813
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.28bf

Блок трансформаторной развязки

Изобретение относится к области схемотехники. Техническим результатом является передача сигналов с меньшей длительностью. Блок трансформаторной развязки содержит генератор импульсов 5, первый трансформатор 14, первый резистор 6 и второй резистор 30, первый диод 22, трансформаторы 15, 16, 17,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475951
Дата охранного документа: 20.02.2013
Показаны записи 1-10 из 530.
20.01.2013
№216.012.1cd2

Гальванопластический способ изготовления сложно-рельефных элементов антенно-фидерных устройств

Изобретение относится к гальванопластике и может быть использовано для изготовления элементов антенно-фидерных устройств повышенной сложности. Гальванопластический способ включает использование форм из алюминия или его сплавов и гальваническое нанесение на формы никеля с последующим их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472872
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d92

Пневматическая установка для испытаний

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к установкам для испытаний на ударные воздействия конструкций различного назначения. Пневматическая установка для испытаний содержит ресивер со сжатым газом, полость которого отделена от внешнего пространства диафрагмой, средство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473064
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1d9b

Шланговый гамма-дефектоскоп

Использование: для радиографического контроля промышленных изделий. Сущность: заключается в том, что шланговый гамма-дефектоскоп для радиографического контроля промышленных изделий содержит оснащенную ампулопроводом радиационную головку с корпусом, систему блокировок с замком и блоком защиты из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473073
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1de3

Способ переработки жидких радиоактивных отходов от применения дезактивирующих растворов

Изобретение относится к радиохимической технологии, конкретно к очистке жидких радиоактивных отходов. Способ переработки жидких радиоактивных отходов от применения дезактивирующих растворов включает сорбцию радионуклидов, обработку реагентами при комнатной температуре, осаждение осадка при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473145
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.20c9

Ультразвуковой способ контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена

Использование: для ультразвукового контроля плотности в процессе эксплуатации деталей из высоконаполненных композитных материалов на основе октогена. Сущность: заключается в том, что возбуждают ультразвуковые волны в заданной зоне исследуемой детали с известной начальной плотностью ρ, измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473894
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.2137

Способ изготовления многоуровневых тонкопленочных микросхем

Изобретение относится к области изготовления микросхем и может быть использовано для изготовления многоуровневых тонкопленочных гибридных интегральных схем и анизотропных магниторезистивных преобразователей. Технический результат - упрощение технологии изготовления микросхем и повышение их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474004
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.01.2013
№216.012.218e

Способ герметизации трубчатых электронагревателей

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении трубчатых электронагревателей. Технический результат изобретения заключается в увеличении надежности герметизации и срока службы ТЭН, а также снижении трудоемкости и ускорении процесса герметизации. В способе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474091
Дата охранного документа: 27.01.2013
10.02.2013
№216.012.2360

Способ получения керамических блочно-ячеистых фильтров-сорбентов для улавливания газообразных радиоактивных и вредных веществ

Настоящее изобретение относится к области химической технологии высокопористых керамических материалов и предназначено для использования непосредственно для фильтрации и адсорбции газообразных радиоактивных и вредных веществ в условиях высоких температур (свыше 1000°С) и химически агрессивных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474558
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.02.2013
№216.012.245f

Широкополосный спектрометр мягкого рентгеновского излучения

Использование: для определения пространственно-спектральных характеристик рентгеновского излучения. Сущность: заключается в том, что широкополосный спектрометр мягкого рентгеновского излучения включает герметичный корпус, в котором расположены каналы регистрации, каждый из которых включает в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474813
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.28bf

Блок трансформаторной развязки

Изобретение относится к области схемотехники. Техническим результатом является передача сигналов с меньшей длительностью. Блок трансформаторной развязки содержит генератор импульсов 5, первый трансформатор 14, первый резистор 6 и второй резистор 30, первый диод 22, трансформаторы 15, 16, 17,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475951
Дата охранного документа: 20.02.2013

Похожие РИД в системе