устройство для измерения скорости трамвая

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости трамвая, содержащее датчик и регистратор, отличающееся тем, что регистратор состоит из задающего генератора, делителя частоты, формирователя интервала счета, суммирующего счетчика, дешифратора с регистром памяти, схемы управления, согласующего устройства, индикатора и дополнительно устройства коррекции интервала счета, содержащего вычитающий счетчик с предустановкой и переключатели, при этом выход задающего генератора соединен с входом делителя частоты, первый выход которого соединен с первым входом схемы управления, второй выход - со счетным входом вычитающего счетчика с предустановкой, а третий выход - с первым входом формирователя интервала счета и с входом разрешения предустановки вычитающего счетчика, выход которого соединен с вторым входом формирователя интервала счета, а входы предустановки связаны с переключателями, задающими величину изменения интервала счета в зависимости от изменения диаметра колеса, выход формирователя интервала счета соединен с вторым входом схемы управления и входом разрешения счета суммирующего счетчика, счетный вход которого соединен с выходом согласующего устройства, вход согласующего устройства связан с выходом датчика, вход сброса суммирующего счетчика - с первым выходом схемы управления, а выход - с входом данных дешифратора с регистром памяти, вход записи которого связан с вторым выходом схемы управления, а выход соединен с входом индикатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости трамвая.

Известны устройства аналогичного назначения, состоящие из последовательно включенных датчика, усилителя, формирователя импульсов и регистратора (см. Утямышев Р.И. Радиоэлектронная аппаратура для исследования физиологических процессов. М. 1969 г, стр. 74-77). Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство, описанное в а.с. N 1061051 МПК G 013/46, содержащее последовательно соединенные датчик, усилитель, формирователь импульсов с нагрузкой, размещенные в корпусе датчика, а также регистратор и трансформатор.

Известное устройство, а также вышеописанные технические решения имеют ограниченные возможности, т.к. не учитывают изменение диаметра колес после их ремонта, достигающее 15% по диаметру в течение периода эксплуатации трамвая, что приводит к значительному увеличению погрешности измерения скорости. Целью настоящего изобретения является расширение возможностей устройства за счет исключения погрешности измерения скорости трамвая после изменения диаметра колес (ремонта).

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее последовательно соединенные датчик, и регистратор, введены задающий генератор, делитель частоты, формирователь интервала счета, суммирующий счетчик, дешифратор с регистром памяти, схема управления, согласующее устройство, индикатор и, дополнительно, устройство коррекции интервала счета, содержащее вычитающий счетчик с предустановкой и переключатели, размещенные в корпусе регистратора; при этом выход задающего генератора соединен со входом делителя частоты, первый выход которого соединен с первым входом схемы управления; второй выход соединен со счетным входом вычитающего счетчика с предустановкой, а третий выход делителя соединен с первым входом формирователя интервала счета и со входом разрешения предустановки вычитающего счетчика, выход переноса которого соединен со вторым входом формирователя интервала счета, а входы предустановки связаны с переключателями, задающими величину изменения интервала счета в зависимости от диаметра колеса, выход формирователя интервала счета соединен со вторым входом схемы управления и входом разрешения счета суммирующего счетчика, второй (счетный) вход которого взаимодействует с выходом согласующего устройства, вход которого соединен с выходом датчика; третий вход (вход сброса) суммирующего счетчика связан с первым выходом схемы управления, а выход суммирующего счетчика взаимодействует с входом данных дешифраторов с регистром памяти, второй вход (вход записи) которого связан со вторым выходом схемы управления, а выход соединен со входом индикатора.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства для измерения скорости трамвая.

Устройство содержит датчик 1 и регистратор 2, состоящий из задающего генератора 3, делителя частоты 4, формирователя интервала счета 5, суммирующего счетчика 6 (двоично-десятичного), дешифратора с регистром памяти 7, индикатора 8, схемы управления 9, согласующего устройства 10 и устройства коррекции интервала счета 11, содержащего вычитающий счетчик с предустановкой 12 и переключатели 13.

Устройство работает следующим образом. Датчик 1 установлен на редукторе колесной пары трамвая, при вращении которой осевой модулятор, выполненный в виде зубчатого вращающегося диска, периодически перекрывает путь света от излучателя к фотоприемнику и модулирует световой поток в области инфракрасного спектра в зависимости от скорости вращения колесной пары трамвая. На выходе датчика 1 появляются сигналы с частотой, прямо пропорциональной скорости вращения колесной пары, которые через согласующее устройство 10 поступает на счетный вход суммирующего счетчика.

На вход разрешения счета этого счетчика 6 подается импульс T_c с формирователя интервала счета 5, в течение которого счетчик 6 суммирует импульсы датчика. По окончании сигнала T_c схемой управления 9 производится запись результата счета в дешифратор с регистром памяти 7 и сброс суммирующего счетчика 6. Устройство 7 дешифрирует записанное число и подает его на индикатор 8 до окончания следующего цикла измерения. Формирование интервала счета T_o производится следующим образом: начало импульса T_o совпадает с началом импульса, поступающего с выхода делителя 4 и имеющего длительность T_o/2. В течение действия этого импульса блокируется работа вычитающего счетчика с предустановкой 12 по входу E и производится операция записи в вычитающий счетчик с предустановкой 12 числа, заданного переключателя 13. По окончании импульса длительностью T_o/2 вычитающий счетчик с предустановкой 12 начинает счет импульсов, поступающих на его счетный вход с промежуточного выхода T1 делителя частоты 4, а по обнулению вычитающего счетчика с предустановкой 12 сигналом переполнения P производится завершение формирования интервала счета T_c устройством 5. Таким образом, изменением длительности интервала счета T_c с помощью переключателей 13 производится компенсация погрешности измерения скорости из-за изменения диаметра колеса после ремонта. Наличие неизменяемой части T_c, равной T_o/2 позволяет уменьшить разрядность вычитающего счетчика 12 и количество переключателей 13 при заданной погрешности измерения скорости.

Значение скорости трамвая V определяется по формуле



где D - диаметр колеса в метрах;

m - число импульсов с датчика 1 за один оборот колеса;

T_c - интервал счета в секундах;

N - число импульсов с датчика за время T_c.

Для того, чтобы определять скорость простым суммированием импульсов с датчика, необходимо, чтобы



Отсюда при известных значениях D и m



Максимальный интервал счета формируется устройством по принципу T_c = 0,5 T_o + 2^К T₁, где T_o определяется по минимально допустимому значению диаметра колеса D_min в конце эксплуатации, T₁ - по допустимой погрешности измерения скорости из-за износа. K - количество переключателей, которое определяется по необходимому диапазону изменений диаметра при эксплуатации (D_max - D_min) и выбранному значению T₁. Таким образом, введение в измеритель скорости трамвая устройства коррекции интервала счета позволяет сохранить неизменной заданную погрешность измерения скорости в течение всего времени эксплуатации трамвая, в том числе и после ремонта (обточки) колесных пар, тем самым расширяя его возможности.