Электронный прибор для определения скорости, пройденного расстояния и времени

Электронный прибор для определения скорости, пройденного расстояния и времени

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 04.111.1963 (№ 822710/26 -24) 1;л. 420, 10

42m, 1 4„ с присоединением заявки №

Государственный комитет по делам изобретений и открытий СССР

Приоритет

Опубликовано 23.IV.1965. Бюллетень ¹ 9, 1 П К C 01p

G 06d

УДЫ 681.14(088.8) Дата опубликования описания 2.VI.1965

t ппгрп,,<, Д. Н. Чекалов, Л. Г, Муляр, В. И. Красиков, А. К. Мирошниченко, - 11. 1,"т "Я

Н. Е. Смирнов, Ю. А. Обухов, А. M Воронцов, А. И. Хейфец, 1 Я 1 г".: 1

К. Ф. Смирнов и Г. М. Дьяконов, Г. Б. Дубро и А. Н. Алипов .

Авторы изобретения

Заявитель

ЭЛЕКТРОННЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ, ПРОЙДЕННОГО РАССТОЯНИЯ И ВРЕМЕНИ

Лодппснпя группа Л 176

Известны электронные приборы для определения скорости, пройденного расстояния и времени путем сопряжения высокоточного радиодальномера с фазорегистратором, содержащие устройства преобразования синусоидального сигнала в импульсный сигнал, а также устройства, позволяющие измерить разность фаз.

Предлагаемое устройство отличается от известных следующими особенностями.

1. В нем выход амплитудного детектора высокоточного геофизического радиодальномера подсоединен через усилитель, преобразователь синусоидального сигнала в импульсный и формирователь импульсов к первому входу схемы

«И» определения нулевого отсчета, формирователь круговой развертки высокоточного геофизического радиодальномера подключен через преобразователь синусоидального сигнала в импульсный и формирователь ко второму входу схемы «И» определения нулевого отсчета, частотный детектор подсоединен через линию задержки, формирователь и усилитель к первому входу схемы «И» фазовых циклов, второй вход которой подсоединен к схеме «И» определения нулевого отсчета, подсоединенной к электронному счетчику циклов, подключенному к индикатору циклов и устройству индикации пройденного расстояния; схема «И» фазовых циклов подсоединена к устройству задания диапазона счета циклов, подсоединенному к блоку индикации времени на электрончолучевой трубке, а выход электронного счетчика циклов подключен к устройству счета и инди5 кации скорости. Это позволяет получить наглядную индикацию отсчетов времени, скорости и расстояния.

2. В предлагаемом приборе устройство задания диапазона счета циклов содержит клавиа10 туру задания диапазона циклов, подсоединенную через первую схему «ИЛИ» к первому входу схемы «И», второй вход которой подсоединен к выходу схемы «И» фазовых циклов, а ее выход подключен к группе вентилей, подсо15 единенных к клавиатуре, выходы которых подключены через вторую схему «ИЛИ» на первый вход схемы «И», второй вход которой подсоединен к выходу первой схемы «ИЛИ», а ее выход подключен к нулевому входу триггера, 20 выход которого подсоединен к ключу пропускания импульсов генератора измерительных импульсов, а единичный вход подсоединен к схеме «И», выход ключа подсоединен к счетчику, подключенному параллельно к следяще25 му реверсивному счетчику, выходы которого, через третью схему «ИЛИ» подключены к цифрообразующей схеме, Это увеличивает точность и надежность счета циклов.

3. Выход третьей схемы «ИЛИ» устройства

30 задания диапазона счета циклов подсоединен

170776 к младшему разряду счетчика, содержащего пять десятичных декад, связанных цепями переноса, выходы декад подсоединены к цепочке триггеров, выходы которых подключены к первым входам группы вентилей, вторые входы которых подключены к группе схем «И», входы которых подсоединены к электронным коммутаторам и к схемам формирования напряжения образования цифр, выходы вентилей подсоединены через схему «ИЛИ» к отклоняющим пластинам электроннолучевой трубки. Это позволяет индицировать время.

4. Выход электронного счетчика циклов подсоединен ко входу счетного триггера устройства счета и индикации скорости, нулевой выход которого подсоединен к первым входам первой и второй схем «И», вторые входы которых подключены к генератору измерительных импульсов, выходы которых подключены соответственно ко входам сложения и вычитания первого и второго реверсивных счетчиков, единичный выход счетного триггера подсоединен к первым входам третьей и четвертой схем «И», вторые входы которых также подключены к генератору измерительных импульсов, а выходы подключены соответственно ко входам вычитания и сложения первого и второго реверсивных счетчиков, выходы которых через схему «ИЛИ» подсоединены к преобразователю импульсов в напряжение, а его выход подключен к индикатору скорости. Это позволяет определить скорость, а также осуществить индикацию.

5. Генератор измерительных импульсов подсоединен через первый делитель частоты и вентиль, управляемый триггером, единичный выход которого подключен к выходу электронного счетчика циклов, ко входу кольцевого замкнутого счетчика, последний выход которого подключен к нулевому входу триггера, выходы кольцевого замкнутого счетчика через схему «ИЛИ» и второй делитель частоты подключены к индикатору пройденного расстояния. Это позволяет получить отсчет расстояния в метрах.

Блок-схема предлагаемого прибора изображена на чертеже.

Прибор получает необходимую информацию по данным радиодальномерных измерений, производимых при помощи высокоточного геодезического радиодальномера типа «теллурометр», ведущая станция которого устанавливается на подвижном объекте, а ведомая— на берегу, или наоборот.

Известные в настоящее время геодезические радиодальномеры «ВГРД» не могут быть использованы для измерения расстояния между подвижными объектами. Этому препятствуют следующие причины. При работе на одной частоте модуляции расстояние может быть определено в пределах одного фазового цикла (15 м), при работе на трех дополнительных частотах требуется обработка результатов измерения наблюдателем, Метод индикации, используемый в «ВГРД» не применим для про5

65 ведения измерения движущегося объекта, скорость которого превышает 25 — 30 узлов.

Однако применение предлагаемого прибора не ограничивается одной системой «теллурометр».

При наличии информации другого рода прибор также может быть использован при условии, что возможна обработка информации согласно предлагаемой схеме.

Рассмотрим работу узла счета фазовых циклов. На выходе амплитудного детектора 1 ведущей станции 2 высокоточного геодезического радиодальномера «ВГРД» образуется синусоидальное напряжение с частотой 1000 гц, подаваемое в формирователь 3, круговой развертки, который вырабатывает напряжение развертки для вращения луча на экране электроннолучевой трубки ведущей станции 2.

На выходе частотного детектора 4 выделяются запирающие импульсы с частотой следования 1000 имп1се к, которые подаются на управляющий электрод электроннолучевой трубки и осуществляют гашение луча в момент, соответствующий фазовому сдвигу, выраженному в миллимикросекундах. Напряжение синусоидальной формы подается от амплитудного детектора 1 через усилитель 5 на вход преобразователя б синусоидального напряжения в импульсное. Выработанные преобразователем импульсы (при переходе синусоиды через нуль) подаются на вход формирователя 7 импульсов. Импульсы с его выхода, образуемые при каждом переходе электронного луча через

«нуль отсчета», поступают на вход логического элемента 8 типа «И». На второй вход логического элемента 8 подаются от формирователя

9 импульсов, импульсы на который поступают с формирователя 3 круговой развертки через преобразователь 10 синусоидального напряжения в импульсное, причем со схемы 8 берется только то напряжение, которое в данный момент обеспечивает положение электронного луча по отношению к горизонтальным отклоняющим пластинам в верхней точке окружности, описываемой этим лучом. Эта точка может быть принята за отсчет нуля, а напряжение, действующее в этот момент на луч, подано через формирователь 9 импульсов на вход логического элемента 8. На выходе элемента 8 импульс возникает в том случае, когда электронный луч проходит через точку, принятую за нулевой отсчет. Импульсы с выхода частотного детектора 4 проходят через линию 11 задерики, формирователь 12 и усилитель И и поступают на вход схемы 14 «И», на второй вход которой подаются импульсы с выхода элемента 8.

Схема 14 образует на выходе импульс прн прохождении фазового цикла, и с ее выхода импульсы поступают на электронный счетчик

15 циклов, выдающий число целых фазовых циклов, индикация которых осуществляется с помощью дискового счетчика циклов 1б.

Устройство индикации пройденного расстоянпя подключено к выходу электронного счет170776 чика циклов. Генератор 17 измерительных импульсов через делитель 18 частоты непрерывно подает импульсы на вход логического элемента 19, второй вход которого подсоединен к выходу триггера 20, Импульсы с выхода счетчика 15 подаются на вход триггера 20 и переключают его в такое положение, что элемент

19 отпирается. Импульсы с его выхода поступают на вход кольцевого замкнутого счетчика 21. В соответствии с выбранным масштабом на выход кольцевого замкнутого счетчика поступает определенное количество импульсов (в данном случае 15 импульсов), которые в последовательной форме поступают через схему 22 «ИЛИ» до тех пор, пока последний (15-й) импульс не перебросит триггер 20 в первоначальное состояние, запирая элемент

19. С выхода логической схемы 22 через делитель частоты 28 возбуждают обмотку электромагнитного счетчика 24, суммирующего пройденное расстояние в метрах.

Для определения скорости хода быстроходных объектов необходимо определять с высокой точностью не только пройденное расстояние, но и промежуток времени, за который объект проходит это расстояние. Поэтому в приборе предусмотрены схемы задания диапазона счета циклов, а также индикация счета времени в пределах устанавливаемого диапазона. При помощи схемы задания диапазона счета циклов и его клавиатуры 25 устанавливается диапазон пробега объекта, выраженный в фазовых циклах: «1», «5», «10», «15», «20» и

«25». Пусть требуется определить время, за которое объект совершит пробег, эквивалентный 10 фазовым циклам. Нажимают на клавишу «10». Напряжение с нажатой клавиши циклов подается на схему 26 типа «ИЛИ» и на вход логической схемы 27 из группы схем 28—

82 типа «И» и подготавливает ее к работе. С выхода схемы 26 напряжение подается на логические схемы 88, 84 типа «И»,,подготовляя их также к работе.

Импульс, образованный на выходе схемы 14, поступает на второй вход схемы 88, которая отпирается. Напряжение с ее выхода поступает на триггер 85 и переводит его в такое состояние, что схема «И» 81 открыта. На второй вход схемы 86 подаются импульсы от генератора 17. Импульсы с выхода схемы 86 подаются на вход электронного счетчика 87.

Импульс выхода схемы 88 проходит через схему 27 и вход счетчика 88 из группы кольцевых счетчиков 89 — 48, объем которых соответственно 1, 5, 10. 15, 20, 25 импульсов. Десятый импульс с выхода схемы 88 пройдет через схему 27 и переведет счетчик 88 в такое состояние, что на его выходе появится импульс, который, пройдя через схему 44 «ИЛИ» и схему

84, переведет триггер 85 в первоначальное состояние, вследствие чего схема 86 запирается.

Таким образом, в счетчике 87 оказывается установленным определенное число импульсов, прошедшее с момента от первого по десятый

65 цикл, что соответствует времени прохождения объектом расстояния, равного 150 м.

Импульс с выхода схемы 84 поступает также через линию задержки 45 на триггер 46 и на вход вентиля 47, устанавливая счетчик 87, заполненный информацией, в первоначальное состояние, передавая эту информацию в реверсивный счетчик 87а. Задержанный импульс с выхода схемы 84 изменяет состояние триггера

46, вследствие чего открывается вентиль 47, подсоединенный к генератору 17. Импульсы с выходов реверсивного счетчика 87а поступают через схему «ИЛИ» 48; последний импульс в реверсивном счетчике переключает триггер

46 в первоначальное состояние. Аналогично работает схема и при нажиме любой другой клавиши. Импульсы с выхода схемы 48 подаются в младший разряд пятиразрядных замкнутых десятичных кольцевых счетчиков, где

49 — младшая декада счетчика 50, 51, 52 и

58 — соответственно последующие декады.

Каждая декада 49, 50 5(, 52 и 58 подсоединена к соответствующей схеме преобразования, устройство которых аналогично. Счетчик 49 предназначен для счета сотых долей времени.

При поступлении единицы на вход счетчиков будет возбужден триггер 54 из группы триггеров 54 — 68 со счетным входом. Триггер 54 формирует сигнал разрешения на ключ 64 из группы ключей 64 — 78, подсоединенных также к схеме формирования напряжения изображения цифры, содержащей схему 74 формирования единицы, группу ключей 75 — 80, отпираемых электронным коммутатором 81. Аналогично построены схемы образования цифр 2, 3 и т. д. Схемы 82, 88 — схемы формирования двойки и тройки; схемы 84 и 85 — электронные коммутаторы; схемы 86 — 97 — ключи. Аналогично выполнены схемы формирования других цифр. С выхода ключа 64 напряжение изображения единицы поступает через схему «ИЛИ»

98 на отклоняющие пластины электроннолучевой трубки. На экране трубки появляется изображение единицы, выражающей сотые доли времени.

Второй импульс со счетчика 49 переключает триггер 55, отпирающий ключ 65, через который и пластины электроннолучевой труок", проходят напряжения изображения цифры 2.

Выход триггера 55 возвращает в исходное состояние триггер 54. При счете на экране последовательно образуются изображения цифр

1, 2, 3.

Десятый импульс с выхода схемы «ИЛИ» 48 переключает триггер 68, возвращающий триггер 62 в первоначальное положение, и поступает на ключ 78, открывая его для прохождения нуля. Этот же импульс устанавливает счетчик

50 в состояние «единица» по цепи переноса.

Вывод остальных цифр на индикацию аналогичен.

Устройство счета и информации скорости содержит счетный триггер 99, подсоединенный к выходу счетчика 15. Триггер 99, переключаемый из одного устойчивого положения в дру170776 гое, выдает на своем выходе напряжение на два логических элемента 100 и 101 типа «И», при условии, что возбужден единичный вход, и на два логических элемента 102 и 108 также типа «И», при условии, что возбужден нулевой вход.

Вторые входы схем 100, 101, 102 и 108 подсоединены к генератору 17.

Выход 100 подсоединен к входу суммирования реверсивного счетчика 104. Выход схемы

108 подсоединен к его вхо ó вычитания.

Выходы схем 102 и 101 подсоединены к входам суммирования и вычитания реверсивного счетчика 105.

Счетчик 104 считает полное количество импульсов до тех пор, пока не пришел очередной импульс с выхода счетчика 15 и не перевел триггер 99 в новое состояние. Таким образом в счетчике 104 записывается количество импульсов, пропорциональное времени между началом и концом каждого нечетного цикла. Следующий импульс переключает триггер 88 в другое устойчивое состояние.

С выхода схемы 102 импульсы поступают ча вход суммирования реверсивного счетчика 105, а с выхода схемы !03 — на вход вычитания реверсивного счетчика 104. С его выхода импульсы через схему 10б «ИЛИ» поступают на вход преобразователя 107 импульсов в напряжение. Следующий импульс переводит счетчик

105 в режим вычитания, а счетчик 104 — снова в режим сложения.

Таким образом, попеременная работа реверсивных счетчиков 104 и 105 дает возможность формировать напря>кение, которое требуется на прохождение полного фазового цикла.

Преобразователь 107 импульсного напряжения преобразует число — импульсное представление в аналоговую величину, необходимую для работы индикатора скорости 108.

Предмет изобретения

1. Электронный прибор для определения скорости, пройденного расстояния и времени путем сопряжения высокоточного радиодальномера с фазорегистратором, содер>кащий устройства преобразования синусоидального сигнала в импульсный сигнал, а также устройства, позволяющие измерить разность фаз, от,гичающийся тем, что, с целью получения наглядной индикации отсчетов времени, скорости и расстояния, в нем выход амплитудного детектора высокоточного геофизического радиодальномера подсоединен через усилитель, преобразователь синусоидального сигнала в импульсный и формирователь импульсов к первому входу схемы «И» определения нулевого отсчета, формирователь круговой развертки высокоточного геодезического радиодальномера подключен через преобразователь синусоидального сигнала в импульсный и формирователь ко второму входу схемы «И» определения нулевого отсчета, частотный детектор подсоединен через линию задержки, формирователь и усилитель к первому входу схемы «И»

65 фазовых циклов, второй вход которой подсоединен к схеме «И» определения нулевого отсчета, подсоединенной к электронному счетчику циклов, подключенному к индикатору циклов и устройству индикации пройденного расстояния, схема «И» фазовых циклов подсоединена к устройству задания диапазона счета циклов, подсоединенному к блоку индикации времени на электроннолучевой трубке, а выход электронного счетчика циклов подключен к устройству счета и индикации скорости.

2. Электронный прибор по п. 1, OT ãèчающийся тем, что, с целью увеличения точности и надежности счета циклов, в нем устро";"адания диапазона счета циклов содер>кит кла«иатуру задания диапазона циклов, подсоединенную через первую схему «ИЛИ» к первому

«ходу схемы «И», второй вход которой подсоединен к выходу схемы «И» фазовых циклов, а ее выход подключен к группе вентилей, подсоединенных к клавиатуре, выходы которых подключены через вторую схему «ИЛИ» на первый вход схемы «И», второй вход которой подсоединен к выходу первой схемы «ИЛИ», а ее выход подключен к нулевому входу триггера, выход которого подсоединен к ключу пропускания импульсов генератора измерительных импульсов, а единичный вход подсоединен к схеме «И», выход ключа подсоединен к счетчику, подключенному параллельно к следящему реверсивному счетчику, выходы которого через третью схему «ИЛИ» подключены к ци ф р оо б р а зую щей схем е.

3. Электронный прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью индикации времени, в нем выход третьей схемы «ИЛИ» устройства задания диапазона счета циклов подсоединен и младшему разряду счетчика, содержащего пять десятичных декад, связанных цепями переноса, выходы декад подсоединены к цепочке триггеров, выходы которых подключены к первым входам группы вентилей, вторые входы которых подключены к группе схем «И», входы которых подсоединены к электронным коммутаторам и к схемам формирования напряжения образования цифр, выходы вентилей подсоединены через схему «ИЛИ» к отклоняющим пластинам электроннолучевой трубки.

4. Электронный прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения скорости и ее индикации, в нем выход электронного счетчика циклов подсоединен ко входу счетного триггера устройства счета и индикации скорости, нулевой выход которого подсоединен к первым входам первой и второй схем «И», вторые входы которых подключены к генератору измерительных импульсов, выходы которых подключены сооответственно ко входам сло>кения и вычитания первого и второго реверсивных счетчиков, единичный выход счетного триггера подсоединен к первым входам третьей и четвертой схем «И», вторые входы которых также подключены к генератору измерительных импульсов, а выходы подключены соответственно ко входам вычитания и сложения

170776

10 первого и второго реверсивных счетчиков, выходы которых через схему «ИЛИ» подсоединены к преобразователю импульсов в напряжение, а его выход подключен к индикатору скорости.

5. Электронный прибор по п. 1, отличаюи ийся тем, что, с целью получения цифрового отсчета расстояния в метрах, в нем генератор измерительных импульсов подсоединен через первый делитель частоты и вентиль, управляемый триггером, единичный выход которого подключен к выходу электронного счетчика циклов, ко входу кольцевого замкнутого счетчика, последний выход которого подключен к нулевому входу триггера, выходы кольцевого замкнутого счетчика через схему «ИЛИ» и второй делитель частоты подключены к индикатору пройденного расстояния.