Корреляционный измеритель скорости

Корреляционный измеритель скорости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ, содержащий усилитель-ограничитель первого канала, выходом, подключенный к входам первой и третьей схем И, усилитель-ограничитель второго канала, выход которого соединен с входами второй и четвертой схем И, выходы первой и четвертой схем И подключены к первому входу, а второй и третьей схем И к второму вкоду двухканального полярного коррелятора, выход которото соединен с первыми входами вух схем совпадения, выходы которых подключены к реверсивному счетчику пути, второй вход первой схемы совпадения соединен со вторыми входами первой и второй схем И, а второй вход второй схеки совпадения --со вторыми входами третьей и четвертой схем И, о т л и ча ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности определения знака при движении объекта на малых скоростях , он снабжен двумя регистрами сдвига, двумя .синхронными детекторами , двумя интеграторами, компаратором и схемой НЕ, при этом вход первого регистра сдвига подключен к выходу усилителя-ограничителя второго канала, а вход второго регистра - к выходу усилителя-ограничителя первого канала, счетные входы двух регистров соединены .с выходом двухканального полярного коррелятора, а выходы с первыми входами соответствующих (Л . синхронных детекторов, выходы которых подключены соответственно к входам первого и второго интеграторов , выходы которых соединены i с входами компаратора, выход i рого подключен ко второму входу первой схемы совпадения и входу схемы НЕ, выход которой соединен со вторьом входом второй схемы совпадео: ния, причем второй вход первого синхронного л тектора подключенк вхо4 ду первого усилителя-ограничителя, .а второй вход второго синхронного детектора - ко входу второго усГилителя-ограничителя ..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111.q(5D G 01 P 3 68 G 0 22 02

/", ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . - - "" / ъ.»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3435580/18-10 (22) 23.04.82 (46) 07.09.83. Бюл. М 33 (72) Б.Г. Абрамович, В.В. Завьялов и A:.A. Панченко (71) Дальневосточное высшее инженер- " ное морское училище им. адм. Г.И.Невельского (53) 621.317 39.531.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 466453, кл. G 01 P 3/64, 1975 °

2. Авторское свидетельство СССР

В 402803, кл. G.01 P 3/68, 1973 (прототип). (54)(57) КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ

СКОРОСТИ, содержащий усилитель-ог- раничитель первого канала, выходом подключенный к входам первой и третьей схем И, усилитель"ограничитель второго канала, выход которого соединен с входами второй и чет- . вертой схем И, выходы первой и четвертой схем И подключены к первому .входу, а второй и третьей схем Ик второму взсоду двухканального полярного коррелятора, выход которого соединен с первыми входами двух схем совпадения, выходы которых подключены к реверсивному счетчику пути, второй вход первой схемы. совпадения соединен со вторыми входами первой и второй схем И, а второй .вход второй схемы совпадения †-со вторыми входами третьей н четвертой схем И, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения анака при движении объекта на малых скоростях, он снабжен двумя регистрами сдвига, двумя .синхронными детекторами, двумя интеграторами, компаратором и схемой НЕ, при этом вход первого регистра сдвига подключен к выходу усилителя-ограничителя второго канала, а вход второго регистра-- к выходу усилителя-ограничителя первого канала, счетные входы двух регистров соединены .с выходом двухканального полярного коррелятора, а выходы с первыми входами соответствующих синхронных детекторов, выходы коТорых подключены соответственно к входам первого и второго интеграторов, выходы которых соединены с входами компаратора, выход кото 1 рого подключен ко второму входу первой схемы совпадения и входу схемы НЕ, выход которой соединен со вторым входом второй схемы совпадения, причем второй вход первого синхронного детектора подключен к входу первого усилителя-ограничителя, .а второй вход второго синхронного детектора — ко входу второго усилителя-ограничителя., 1040418

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано предприятиями, выпускающими и эксплуатирующими измерители скорости.

Известен корреляционный измери- тель скорости, содержащий дна усилителя-ограничителя, два раздель- ных регистра сдвига, схемы совпадения и вычитания, схему ИЛИ, интегратор, генератор тактовых Импульсов, счетчик импульсов и соответствующие связи (11 .

Недостатком данного устройства является то, что оно не определяет знака при движении объекта в прямом и обратном направлениях.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для измерения пути и линейной скорости объекта, содержащее связанные с выходами двух ,фотоэлектрических датчиков усилители-ограничители, подключенные к входам двухканального полярного коррелятора, четыре схемы И, две схемы совпадения разности, дна триггера, один из которых использован н качестве триггера знака„ причем входы .первой и третьей схем И подключены к первому, а второй и четвертой — ко второму усилителям-ограничителям, выходы которых соответственно подключены также к первой схеме совпадения разности, первому входу триггера, второй схеме совпадения разности и второму входу триггера, выход последнего через схемы совпадения разности связан с входами триггера знака, причем выход триггера знака связан с перной и второй, а второй — с третьей и четвертой схемами И, выходы первой и четвертой схем И соединены с первым, а выходы второй и третьей — со вторым входом коррелятора

Е23 .

Недостатком известного устройства является низкая точность определения знака при движении объекта на малых скоростях и, следонательно, невысо- кая точность измерения пути и линейной скорости объекта при движении его в прямом и обратном направлениях. Низкая точность определения знака движения объекта на малых скоростях возникает в результате того, что время задержки между сигнум-сигналами (с выходов усилителей-ограничителей) при движении на малых скоростях больше, чем минимальная длительность импульсов этих сигналов. Это приводит к нарушению последовательности прихода сигнум-сигналов на входы триггера и схем совпадения разности и, сле- довательно, к неправильному состоянию триггера знака, что может привести к нарушению работоспособности всего устройства в целом.

Цель изобретения — повышение точности оп;еделения знака при движении объекта на малых скоростях.

Указанная цель достигается тем, что корреляционный измеритель скорости, содержащий усилитель-,ограничитель первого канала, выходом подключенный к входам первой и третьей схем И, усилитель-ограничитель второго канала, выход которого сое10 динен с входами второй и четвертой схем И, выходы первой и .четвертой. схем. И подключены к первому входу, а второй и третьей схем И - ко второму входу двухканального полярного коррелятора, выход которого соединен с первыми нходами двух схем совпадения, связанных с реверсивным счетчиком пути, второй вход первой схемы совпадения соединен со вторыми входами первой и второй схем И, а второй вход второй . схемы совпадения — co нторыми нходами третьей и четвертой схемы И, снабжен двумя регистрами сдвига, двумя синхронными детекторами, днумя интеграторами, компаратором и схемой НЕ, при этом вход первого регистра сдвига подключен к ныходу усилителя-ограничителя второго ка нала, а вход второго регистра сдвига — к

30 выходу усилителя-ограничителя первого канала, счетные входы двух регистров сдвига соединены с выходом двухканальйого полярного коррелятора, а выходы — с первыми

З5 входами соответствующих синхронных детекторов, выходы которых подключе ны соответственно к входам первого и второго интеграторов, выходы которых соединены с входами компаратора, выход которого подключен ко второму входу первой схемы совпадения и входу схемы НЕ,выход которой соединен со вторым входом второй схемы совпадения, причем второй вход первого синхронного детектора под4S ключен к входу первого усилителяограничителя, а второй вход второго синхронного детектора — к входу второго усилителя ограничителя.

В предлагаемом корреляторе исклюЯ чается блок формирования знака днижения на принципе сравнения времени задержки между сигнум-сигналами и включается блок, который определяет знак с помощью двух тоу чек на функции взаимной корреляции, отстоящих от нулевого временного сдвига на время задержки, определяемое в регистрах сдвига.

На фиг. 1 приведена принципиа- льная схема корреляционного измерителя скорости; на фиг. 2 — кривые функций взаимной корреляции при движении объекта н прямом и обратном направлениях.

Устройство содержит генератор 1, 65 выход которого подключен к нибрато1040418

Корреляционный. измеритель скорос- З5 ти работает следующим образом.

Электрический гармонический сигнал с.генератора 1 подается на вибратор-излучатель 2, где он преоб. разуется в акустический сигнал, - который излучается вертикально вниз и отражается от дна. Отражен-: ный сигнал принимается двумя вибраторами-приемниками 3 и 4, где акустический сигнал преобразуется в электрический и усиливается затем . 45 усилителями 5 и 6 с амплитудным детектированием. С выходов этих усилителей сигналы поступают на усилители-ограничители 7 и 8 и синхрон" ные детекторы 25 и 26. С выхода уси- 50 лителя-ограничителя 7 сигнум;сигнал у» = з1цпх» подается на входы схем И 10 и 12 и регистр 24 сдвига, число разрядов которого меньше чис- ла разрядов регистра 16 сдвига и равно числу разрядон регистра 23 сдвига. С выхода: усилителя-ограничителя 8 сигнум-сигнал у = s1gnxg .подается на входы схем H 9 и 11 . и регистр 23 сдвига. При движении вперед, т.е. положительной скорости, у» через схему И 12, а у через схему И 11 поступают на вход дну сру-излучателю 2, два вибратораприемника 3 и 4, выходы которых подключены к усилителям 5 и б с амплитудным детектированием, соеди". ненным с усилителями-ограничителя ми 7 и 8, четыре схемы И 9 . — 12, на входы которых поступают сигналы с усилителей-ограничителей 7- и 8," двухканальный полярный коррелятор

13, включающий схему 14 совпадения, подключенную к схемам И 9 — 12, генератору 15 тактовых импульсов и регистру 16 сдвига, выход которого подключен к схемам 17 и 18 совпадения, а их выходы — к усредняющей схеме 19, две схемы 20 и 21 совпадения, входы которых подключены к схемам И 9 — 12 и двухканальному полярному коррелятору 13, а выходы .к реверсивному счетчику 2 пути,:, дна регистра 23 и 24 сдвига, входы которых подключены к усилителямограничителям 7 и 8 и генератору 15

-тактовых импульсов, а выходы - к; синхронным детекторам 25 и 26, вторые: входы которых подключены к усилителям 5 и 6 с амплитудным детектированием, а выходы — к интеграто,рам 27 и 28, компаратор 29, входы которого подключены к интеграторам 27 и 28, а выход — к схеме НЕ 30 схемам И 11 и 12 и.схеме 20 совпа дения, выход cxew НЕ 30 подключен к схемам И 9 и 10 и схеме .21 совпадения °

1О

30 канального полярного коррелятора

13. Схема 14 совпадений осуществляет дискретизацию поступающего на него сигнум-сигнала у», .после чего он преобразуется в пачку импульсов, которая продвигается через регистр

16 сдвига тактовыми импульсами, вырабатываемыми управляемым генератором 15. При этом время задержки равно произведению периода следонаНия тактовых импульсов на число ячеек регистра 16 сдвига. На схему 17 совпадений поступает задержанный регистром сдвига 16 сигнум-сигнал у» и сигнум-сигнал у . Дифференциальная схема выхода коррелятора

13, выполненная на схемах 17 и 18 совпадения, подает сигнал на усредняющую схему 19, которая управляет работой генератора тактовых импульсов 15, т.е. его частотой на ныходе. Так как величина транспортного запаздывания. сигналон одно- значно связана со скоростью движе.— ния, то аналогом скорости является частота следования тактовЫх импульсов с выхода генератора 15. Для нахождения знака при движении объекта в прямом или обратном направлении вначале определяются две точки 2 и 1 или 1 и 2 (фиг, 2) функции взаимной корреляции, отстоящие от нулевого временного сдвига на время задержки, определенное в регистрах 23 и 24 сдвига.(, и ср 4), Затем в компараторе 29 сравниваются величины аМплитуд функции взаимной корреляции в этих точках. AMплитуды вырабатываются соответственно элементами 25, 27 и 26, 28 °

При движении вперед с выхода компаратора 29 при любой скорости форми-. руется знак плюс, так как амплитуда точки функции взаимной корреляции в положительной четверти (точка 2) больше, чем амплитуда точки функции взаимной корреляции в отрицательной четверти (точка 1 ), и, наоборот, при движении назад с выхода схемы НЕ 30 при любой скорости формируется знак плюс, так как амплитуда точки функции взаимной корреляции в отрицательной четверти (точка 1) больше, чем амплитуда точки функции взаимной корреляции в положительной четверти (точка 2 ).

Применение предлагаемого корре-. ляционного измерителя скорости позволяет повысить точность определения знака при движении объекта на малых скоростях и, следовательно, повысить точность измерения пути и линейной скорости-объекта при движении,его в прямом и обратном направлении.

1040418

1040418

fppg /М

@щи

" Составитель M. Хаустов

Редактор Л. Пчелинская Техред-И,Костик т

Корректор A. Повх

Подписное.

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6922/49 Тираж 873

ЙНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобре ".ений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5