Устройство для подсчета предметов,движущихся в двух противоположных направлениях

Устройство для подсчета предметов,движущихся в двух противоположных направлениях

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ПОДСЧЕТА ПРЕДМЕТОВ,. ДВИЖУЩИХСЯ В ДВУХ ПРОТИВОПОЛОЖНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ,.содержащее два датчика, выходы каждого из которых подключены к входу соответствующего формирователя импульсов и инвертора, пять элементов И, выходы каждого инвертора соединены с первым входом Соответствующего элемён;та И, выход второго элемента И подключен к первому входу элеменiTa ИЛИ, триггеры, прямой выход перiBoro триггера соединен с первый входом пятого элемента И, третий формирователь импульсов и элемент задержки, отличающееся тем, , с целью повышения точности , в него введены шестой элемент ,И, третий инвертор и третий триггер. выходы первого и второго датчиков подключены к вторьм входам второго и первого элементов И соответственно , выход первого формирователя импульсов соединен с первыми входами первого и второго триггеров, « выход второго формирователя импульсов подключен к второму входу первого триггера и к первому входу третьего триггера, второй вход которого соединен с вторым входом второго триггера и с выходом третьего элемента И, выход элемента ИЛИ через третийформирователь импульсов подключен к первому входу четвертого элемента И, второй и третий входы которого соединены с инверсными выходами второго и третьего триггеров соответственно, инверсный выход первого триггера подключен к первому входу шестого элемента И, второй вход которого и второй вход пятого элемента И объединены и сое .динены с выходом четвертого элемента И, который подключен к входу третьего инвертора, выход которого через , элемент задержки соединен с первым входом третьего элемента И, втО рой йход которого подключен к входу устройства. а Г) ND

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(511 G 06 M 7/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

F.

1 (ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i ) 3520878/18-24 (22) 15. 12.82 (46) 28.02.84. Вюл. Р 8 (72) Е.М. Музычко (53) 621.374.32(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 760140, кл. 0 06 M 7/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

9 767795, кл. G 06 М 7/02, 1979 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДСЧЕТА

ПРЕДМЕТОВ, . ДВИГАЮЩИХСЯ В ДВУХ ПРОТИВОПОЛОЖНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ, . содержащее два датчика, выходы каждого из которых подключены к входу соответствующего формирователя импульсов и инвертора, пять элементов И, выходы каждого инвертора соединены с первым входом боответствующего элемента И, выход второго элемента И подключен к первому входу элемен,та ИЛИ, триггеры, прямой выход первого триггера соединен с первый входом пятого элемента И, третий формирователь импульсов и элемент задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены шестой элемент

И, третйй инвертор и третий триггер, выходы первого и второго датчиков подключены к вторым входам второго и первого элементов И соответственно, выход первого формирователя импульсов соединен с первыми входами первого и второго триггеров, выход второго формирователя имйульсов подключен к второму входу первого триггера н к первому входу третьего триггера, второй вход которого соединен с вторым входом второго триггера и с выходом третьего элемента И, выход элемента ИЛИ через третий формирователь импульсов подключен к первому входу четвертого элемента И, второй и третий входы которого соединены с инверсными 3 выходами второго и третьего триггеров соответственно, инверсный выход первого триггера подключен к первому входу шестого элемента И, второй вход которого и второй вход пятого элемента И объединены и сое- Я динены с выходом четвертого элемента И, который подключен к входу третьего инвертора, выход которбго через элемент задержки соединен с первым входом третьего элемента И, вто. рой вход которого подключен к входу устройства.

Изобретение относится к техническим средствам информационных систем и может быть использовано для повышения помехоустойчивости и расшире-, ния области применения устройств для определения направления движения и подсчета числа объектов различной конфигурации и ширины или групп объектов, перемещающихся в двух противоположных направлениях.

Известно ус ройство для подСчета предметов, содержащее датчики, подключенные К блоку пороговых элементов„ триггер, соединенный с коммутатором и блоком элементов

И, и счетчики (1) .

Недостатками данного устройства являются низкая точность и надежность устройства.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для подсчета предметов, движущихся в двух противоположных направлениях, содержащее два датчика, выходы каждого из. которых подключены к входу соответствующегО формирователя импульсов и инвертора, пять элементов

И, выходы каждого инвертора соединены с первым входом соответствующего элемента И, выход второго элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, триггеры, прямой вы" ход первого триггера соединен с первым входом пятого элемента И, третий формирователь импульсов и элемент задержки, формирователи соединены с соответствующими элементами И

Недостатком известного устройства является невозможность поцсчета движущихся предметов с шириной мень=шей, чем расстояние между точками визирования датчиков, что ограничивает его применение для подсчета движущихся предметов произвольной ширины .

Цель изобретения — повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее два датчика, выходы каждого из которых подключены к входу соответствующего формирователя импульсов и инвертора, пять элементов И, выходы каждого инвертора соединены с первым входом соответствующего элемента И, выход второго элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, триггер, прямой выход первого триггера соединен с первым входом пятого элемента И, третий формирователь импульсов и элемент задержки, ввецены шестой элемент И, третий инвертор и третий триггер, выходы первого и второго датчиков поцключены к вторым входам второго и первого элементов И соответственно, выхоД первого формирователя импульсов сое.- динен с первыми входами первого и второго триггеров, выход второго формирователя импульсов подключен, к второму входу первого триггера и к первому входу третьего триггера, второй вход которого соеДинен с вторым входом второго триггера и с выходом третьего элемента И, выход элемента ИЛИ через третий формирователь импульсов подключен к первому входу четвертого элемента И, второй и третий входы которого соедине1 ны с инверсными выходами второго и третьего триггеров соответственно, инверсный выход первого триггера подключен к первому входу шестого элемента И, второй вход которого и второи вход пятого элемента И объединены и соединены с выходом четвертого элемента И, который подключен к входу третьего инвертора,, выход которого через элемент задержки соединен с первым входом ! третьего элемента И, второй вход которого подключен к входу устройства.

В качестве датчиков могут быть использованы любые датчики перемещения с дискретным выходом, например фотоэлектрические, контактные, индуктивные.

30 Расстояние между точками визирования датчиков не зависит от ширины объекта, и при прохождении объектов сложной конфигурации или группы объектов через зону контроля оно

35 должно быть больше ширины просветов в объекте или расстояния между объектами соответственно.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устрой4Q ства.

Устройство состоит из датчиков

1 и 2, инверторов 3-5, элементов

И 6-11, формирователей 12-14 импульсов, триггеров 16-17, элемента ИЛИ

18, элемента 19 задержки.

В исходном состоянии, определяемом отсутствием объекта в зоне контроля датчиков 1 и 2 и подачей импульса "Сброс" "0" на нулевые вхо-ды триггеров 16 и 17 через элемент

И 8, на выходах датчиков 1 и 2 и формирователей 12 и 13 импульсов появляется сигнал "1", положение триггера 15 произвольное, на нуле-. вых выходах триггеров 16 и 17 сигнал "0", элементы И б и 7 блокированы отсутствием сигналов на выходах инверторов 3 и 4, элемент

ИЛИ 18 — отсутствием сигналов на выходах элементов H 6 и 7, форми6Î рователь 14 импульсов, на выходе которого сигнал "0", - отсутствием сигнала на выходе элемента ИЛИ 18, инвертор 5 и элементы И 10 и 11 отсутствием сигнала на выходе элемента И 9.

1076927

Импульс "Сброс" может подавать.ся в устройство только один раз перед началом его работы. Во всех остальных случаях на вход элемента И 8 в процессе работы устройства от источника питания (не показан) поступает сигнал "1".

В зависимости от направления движения объекта и его ширины по,отношению к расстоянию между точками визирования датчиков 1 и 2 сигналы

"0" с их выходов могут появляться в следующей последовательности.

При движении объекта условно

"Вперед".

11,01,11,10,11 - ширина объекта меньше, чем расстояние между точками визирования датчиков;

11,01,00,10,11 - ширина объекта больше, чем расстояние между точками визирования датчиков.

При движении объекта условно

"Назад".

11,10,11,01,11 - ширина объекта меньше, чем расстояние между точками визирования датчиков, 11,10,00,01,11 - ширина объектаi больше, чем расстояние между точка-, ми визирования датчиков.

Рассмотрим случай движения объекта "Вперед" при его ширине меньше, чем расстояние между точками визирования. датчиков. При этом сначала срабатывает датчик 1 и сиг. нал "0" с -его выхода поступает на первый вход элемента И 7 и на вход инвертора 3 и на вход формирователя

12, выдающего короткий импульс "0", который устанавливает триггеры 15 и 16 в нулевое состояние. Одновре менно сигналом "1" с выхода инвер,тора 3 разблокируется элемент И 6, ic выхода которого сигнал "1" через элемент ИЛИ 18 вызывает появление импульса "1" на выходе формирователя 14, т.е. на первом входе элемента И 9, блокированного сигналом

"0" с выхода триггера 17. При попадании объекта в зону между точками визирования датчиков отпускает датчик 1, что приводит к блокировке элементов И б и 7 и формирователей 12-14, т.е. установленное предыдущее состояние схемы устройства не изменяется.

При дальнейшем продвижении объекта "Вперед" срабатывает датчик

2, что вызывает появление на выходе формирователя 13 импульса "0", который перекидывает триггеры 15 и

17 соответственно в единичное и ну,левое состояние ° В этот момент сигналом "1" с выхода инвертора

4 происходит разблокирование элемента И 7, и сигнал "1" с его выхода через элемент ИЛИ 18 вызывает появление на выходе формирователя

14 импульса "1", который через раз60

Возможны ситуации, когда объект изменяет направление движения в зоне контроля, что соответствует сле-. дующим возможным комбинациям сигналов с выходов датчиков.

11 01,11 10,11,01 11 †при шири не объекта меньше, чем расстояние . блокированные элементы И 9 и 10 формируется в выходной сигнал "Вперед" и, пройдя последовательно включенные инвертор 5, задержку 19 и элемент И 8, устанавливают триггер 16

5 и 17 в единичные состояния, приводя схему в исходное положение.

При выходе объекта из эоны контроля отпускает датчик 2, сигнал

"1" с выхода которого блокирует фор10 мирователь 13, и совместно с сигналом "1" с выхода датчика 1 — элементы И 6 и 7 и через элемент ИЛИ

18 - формирователь 14. Таким образом, исходное состояние устройства !

5 сохраняется.

Аналогично работает схема при движении объекта "Назад". При этом выходной сигнал формируется на выходе элемента И 11.

20 При движении объекта "Вперед" или

"Назад" с шириной большей, чем расстояние между точками визирования датчиков на их выходах, наблюдаются комбинации сигналов, представленные выше. Как видно из этих комбинаций, до срабатывания датчика 2 при движении объекта "Вперед" (датчика 1— при движении объекта "Назад" ) схема . работает, как и в предыдущем случае.

Затем срабатывает датчик 2 (1) при сохранении во включенном состоянии датчика 1 (2). Сигналами "0" с выходов датчиков 1 и 2 блокируются элементы И б-и .7 и через элемент

ИЛИ 18 — формирователь 14.

B момент срабатывания датчика

2 (1) на выходе формирователя 13 (12) появляется импульс "0". Так как к моменту его возникновения завершается формирование импульса

40 "0" на выходе формирователя 12 (13), то этот импульс перебрасывает триггер 15 и 17 (16) соответственно в единичное (нулевое) и нулевое состояния.

45 При дальнейшем продвижении объекта отпускает датчик 1 (2), разблокируется элемент И 7, и сигналом "1" с его выхода через элемент ИЛИ 18 формирователь 14, что вызывает по50 явление на его выходе импульса "1", который через разблокированные элементы И 9 и 10 (11) формируется в выходной сигнал "Вперед" (" Назад" ), и, пройдя последовательно соединенные инвертор 5, задержку 19 и элемент И 8, устанавливает триггеры 16 и 17 в единичное состояние, приво.дя схему в исходное положение.

1076927 между точками визирования датчиков, 11,01,00,10, 00,01,11 — при ширине объекта больше, чем расстояние между точками визирования датчиков.

В обоих случаях до срабатывания датчика 2 и отпускания датчика 1 схема работает аналогично вышеописанной.

Затем объект изменяет направление движения и вместо выхода его из зоны контроля и отпускания датчика

2 следует в первом случае попадание объекта в зону между точками виэирования датчиков, во втором — срабатыванием датчика 1.

В первом случае это вызывает отпускание датчика 2 и приведение схемы в исходное состояние, как указано ранее. При дальнейшем продвижении объекта "Назад" срабатывает дат, чик 1, что вызывает появление импуль-Щ са "0" на выходе формирователя 12, который обнуляет триггеры 15 и 16, Одновременно происходит разблокирование сигналами с выходов датчиков 1 и 2 элемента И 6 и сигнал

"1" с его выхода через элемент ИЛИ

18 вызывает формирование импульса

"1" на выходе формирователя 14. Импульс не открывает элемент И 9, так как он заблокирован сигналом "0" с выхода триггера 17, тем самым.предотвращается выдача ложных сигналов на выходе схемы. Далее следует отпускание датчика 1. При этом сигналами с выходов датчиков блокируются элементы И 6 и 7, и Через элемент .ИЛИ 18 — формирователь 14. На выходах схемы сигналы отсутствуют.

При движении следующего объекта в направлении "Вперед" ("Назад ) часть схемы, содержащая инвери

40 торы 3 и 4, элементы И б и 7, элемент ИЛИ 18, формирователь 14, работает как выше описано.

При срабатывании датчика 1 (2) на выходе формирователя 12 (13)

45 образуется импульс "0", который подтверждает йулевое состояние триггеров 15 и 16 (или обнуляет триггеры 15 и 17).

Сигнал на выходах элементов И

10 и 11 отсутствует, так как элемент И 9 заблокирован сигналом "0" с нулевого выхода триггера 17. выходе элемента И 11 появляется сигнал "назад, так как элемент 55

И 9 разблокируется сигнала а "1" с выходов триггеров 16 и 17. Одно временно сигналом "1", сфорьярован ным на выходе элемента И 9 и прошедшим через последовательно вклю- 6Ц ченные инвертор 5, задержку 19, елемент. И 8, устанавливаются в единичное состояние триггеры 16 и 17 и схема подготавливается к новому циклу ь 65

При отпускании датчика 1 (2) схе. ма предыдущего состояния не меняет.

Последующее включение датчика

2 {1) вызывает появление импульса "0" на выходе формирователя 13 (12), который перебрасывает триггеры 15, 17 (16) соответственно в единичное (нулевое) и нулевое состояния, В тот же >ямент времени образуется импульс "1" с выхода формирователя 14, который, пройдя через разблокированные элементы И 9 и 10, сформирует на выходе схемы сигнал

"Вперед" И через последовательно включенные инвертор 5, задержку 19, элемент И 8 установит в единичное состоянйе триггеры 16 и 17 (сигналы на выходах элементов И 10 и 11 отсутствуют, так как элемент И 9 заблокирован сигналом "0" с выхода триггера 17). При отпускании датчика 2 (1) предыдущее состояние схемы не меняется.

Схема готова для подсчета следующих объектов, Во втором случае возвращение объекта вызывает срабатывание датчика 1, что приводит к появлению импульса "0" на выходе формирователя 12, который обнуляет триггеры

15 и 16.

Одновременно сигналом "0" с выходов датчиков 1 и 2 блокируются элементы И 7 и б соответственно, которые в свою очередь создают совместно с элементом ИЛИ 18 сигнал-. блокировки на входе формирователя

14. При последующем продвижении объекта отпускает датчик 2 и работа схемы повторяется, как и в первом случае.

Движение объектов сложной конфигурации, имеющих просветы-или группы объектов, перемещающихся в одном направлении с промежутками между ни ми меньшиьи, чем расстояние между

-датчиками, соответствует следующим комбинациям сигналов датчиков:

11,01,11,01„,,00,11,00 „, 10,11, 10...,11 — При ширине объекта мень ше, чем расстояние между датчикамиJ

11,01,00,10,00,01,00....10, У. при ширине объекта больше, чем расстояние между датчиками.

Схема будет работать также, как при движении одного объекта.. Устройство выдает сигнал "Вперед" (или

"Назад".) только при следующей последовательной смене режимов работы датчиков: срабатывание датчика 1. (2), отпускание датчика 1 (2), срабатывание датчика 2 (1).

На все остальные повторяющиеся комбинации сигналов формируемые на выхбдах датчиков в промежутках между

1076927

Составитель Н. Баганова

Редактор Н. Ковалева Техред Л.Микеш Корректор А. Тяско

Заказ 751/47 Тираж 699 Подписное

ВНИИП 1 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 рабочими, устройство не реагирует.

В качестве датчиков используют пары светодиод-фотодиод типа АЛ-107Б и ФД-ЗА соответственно, логические функции реализуют на микросхемах серии К155, формирователи импульсов и элемент задержки - на емкостях с последовательно включенными инверторами, в результате чего функции устройства реализуются полностью, прохождение ложных сигналов при счете объектов сложной конфигурации и групп объектов при ширине объекта больше или меньше, чем расстояние между точками визирования датчиков, а также при изменении направнения движения объектов в зоне контроля не наблюдается °

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет с высокой помехоустойчивостью опреде5 лять направление и подсчет числа объектов сложной конфигурации и групп объектов с произвольной шириной каждого объекта, не допускающего подсчет предметов с шириной

1Î меньшей, чем расстояние между точками визирования датчиков, проходящих через зону контроля в двух противоположных направлениях, что дает возможность повысить его точность.