Способ взвешивания быстродвижу-щихся об'ектов

Способ взвешивания быстродвижу-щихся об'ектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретеямя

QA.,„.

Н. М. Товстоног и А. С. Малюга

""."" к,д -" ." Ъ 1 : r ° rp, Днепропетровский ордена Трудового Красного Зйаме и горный институт им. Артема (71) Заявитедь (54) СПОСОБ ВЗВЕШИВАНИЯ БЪ|СТРОДВИЖУЩИХСЯ

ОБЪЕКТОВ!

Изобретение относится к весоизмерительной технике и предназначено для взвешивания быстродвнжущихся объектов - автомобилей, железнодорожных вагонов и т.д.

Известен способ взвешивания быстродвижущихся объектов, заключающийся, в том,:что пропорциональный измеряе- . мому весу сигнал весового устройства преобразуют в электрический сигнал и уередняют его во времени. С целью уменьшения влияния динамических по.мех определяют среднее значение че-. тырех интегральных сумм одинаковой

15 длительности, равной величине йорядка длительности одного периода коле баний вблизи первой границы частот" ного диапазона подавляемых помех, смещают начальную точку интегрирования каждой интегральной суммы на половину периода колебаний вблизи второй границы указанйого диапазона и смещают

-начало интегральных сумм на половину

2 периода колебаний, лежащего в середине частотного диапазона f) ).

Известный способ не обеспечивает достаточное подавление динамической помехи, содержащейся в основном сигнале, и не дает удовлетворительную точность с увеличением скорости движения движущихся объектов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ взвешивания движущихся объектов путем интегрирования сигнала датчика веса в заданные одйнаковые интервалы времени. и сравнения соседних значений с выбором общего времени измерения и количества заданных интервалов времени по скорости движения объекта, причем измерение начинают в любой произвольный момент времени с начала поступления сигнала датчика веса f2)..

Недостатком способа является то, чтр он не обеспечивает требуемую точ3 851109

1О

40

55 пасть взвешивания при малом времени взвешивания и не дает удовлетвори тельные результаты при обработке сигнала датчика веса содержащего низкочастотную гармоническую помеху.

Цель изобретения — повышение точности взвешивания движущихся объектов в широком диапазоне скоростей.

Поставленная цель достигается тем, что каждый раз в момент начала интервала интегрирования измеряют значе« ние величины уровня входного сигнала, а сигналы, значения которых отличаются на величину большую, чем заданная. не учитывают, причем заданную величину устанавливают прямо пропорционально скорости движения объекта, определяют посредством быстрого преобразования Фурье амплитудно-частотную характеристику сигнала, по посто янной составляющей которого судят о весе объекта.

Измерения начинают в любой момент времени с начала поступления сигнала с датчика веса, содержащего основной сигнал и динамическую помеху, изменяющуюся как по гармоническому закону, так иопо закону, значительно отличающемуся от гармонического, через равные интервалы времени М, начало которых служит. также определению величины уровня входного сигнала, а полученные значения измерений за время ht и величины уровней сигнала в строгом временном соответствии размещаются в запоминающем устройстве. В дальнейшем с.учетом скорости движения взвешиваемого объекта полученные измерения обрабатываются программным микропроцессорным устройством по программе быстрого преобразования Фурье с получением амплитудно-частотной характеристики сигнала и выделением постоянной составляющей, соответствующей весу движущегося объекта.

На фиг, 1 представлен график выходного сигнала датчика веса в зависимости от времени, изменякицийся по гармоническому закону; на фиг. 2 — . график выходного сигнала датчика веса в зависимости от времени, изменяющийся по закону, отличающемуся от гармонического; на фиг. 3 - устройcTQo для реализации предлагаемого способа. устройство содержит весовую платформу 1 с датчиком 2 веса и путевыми датчиками. Датчик 2 веса подключен ко входу элементов 3 и 4 совпадения ф .и на входы схем 5 определения сигнала (квантования по уровню), выходы которых подключены к блоху б преобразования уровня в код. Выходы элементов 3 и 4 совпадения подключены на вход блока 7 распределения, выход» которого подключен к упорядоченному полю запоминающего устройства 8. На вторые входы элементов 3 и 4 совпадения подключен блок 9 управления устройства. Блок 9 управления устройства выдает необходимую во времени последовательность сигналов и уровней для определения уровня входного сигнала датчика 2 веса, поступакнцего на схемы 5 определения уровня.На вхоф блока.9 управления устрой.,.ства подключены путевые датчики, а также микропроцессор 10 вычислительного устройства при помощи шины А. Выход

В блока 9 управления устройства подключен на вход блока 6 преоб- разования уровня сигнала датчика

2 веса в соответствующий код. Один из выходов блока управления подключен к одному из полей запоминающего уст-ройства 8, а Другой подключен шиной передачи и приема сигналов к логическому блоку ll управления. Выходы

30 схем 5 определения уровня подключены к блоку б преобразования уровня сигнала в код, выход которого подключен к одному из полей запоминающего устройства 8.

На один из входов запоминающего устройства 8 поступают управляющие сигналы выборки от микропроцессора

10, а шина выдачи. информации запоминающего устройства 8 подключена на общую шину ввода-вывода вычислительного устройства. Логический блок Il управления общей шины управляется микропроцессором 10 и выдает управляющие сигналы. К общей шине микропроцессор 10 подключен шиной приема-передачи информации. Микропроцессор 10 имеет также управляющую связь с блоком 12 управления печатью, который подключен в свою очередь информационной шиной к общей шине и к уст50 ройству печати.:

Способ осуществляется следующим образом.

При наезде иа весовую платформу взвешиваемого объекта от датчика

2 веса на вход элементов 3 и 4 совпадения а также на схемы 5 определения уровня начинают поступать сигналы, содержащие. информацию о весе

5 85110 движущегося объекта и низкочастотную динамическую помеху, закон изменения которой может быть как гармоническим (фиг. 1), так и значительно отличающийся от гармонического(фиг. 21 Одновременно с этим в блок 9 уйравления от путевого датчика поступает сигнал о.полком наезде взвешиваемого объекта на весовую платформу.

Предположим, что первое измерение начинается в момент времени t (фиг. 1, 2) а само измерение производится за время bt= 4g -4q- Интервал времени Ъ+ вырабатывает блок

9 управления.

В течение этого времени осуществляется прием информации через открытый элемент 3 совпадения в блокраспределитель 7, а в момент времени 4, информация Р(Ы)передается в ячейку поля запоминающего устройства 8.

Одновременно с этим в момент времени + блок 1 управления выдает уровни сигйала — Р,, — P> и т.д. 2$ на схемы 5 определения уровня. В зависимости от уровня входного сигнала иа выходах схем 5 определения уровня получают сигналы о компенсации сигнала - P, которые поступают на вход бло1 а 6 преобразования уровня сигнала в код по управляющему сигналу В блока

9 управления. В течение промежутка: времени Ь - 1, полученный код Р(О из блока 6 преобразования поступает в отведенное для него поле запоми- " нающего устройства 8.

В момент времени 1 блок 9 управления выдает сигнал на занесение времени начала работы в отведенное 40 поле запоминающего .устройства 8, а также управляющий сигнал на вход логического блока 11 управления шиной ввода-вывода, который включает микропроцессор 10, а тот выдает. сйг- gg нал в запоминающее устройство 3 о сдвиге полученной информации P (М;), Р(.1,)и Ь» на один шаг, чтобы освободить первые ячейки полей. К моменту времени первые ячейки полей запоми-э11 нающего устройства 8 готовы к приему информации Р (

В отличие от первого такта прием информации в блок-распределитель 7 во втором такте осуществляется через элемент 4 совпадения, а определение уровня происходит аналогично предыдущему.

9 б

Запоминающее устройство 8 в каждый момент времени 1.1,1,..., ф,„ по командам микропроцессора 10 осуществляет сдвиг ранее полученной информации вправо на одну ячейку, т.е. используется запоминающее устройство стекового типа.

Занесение информации, в запоминающее устройство .8 прекращается по сигналу путевого датчика, который поступает на вход блоке 9 управления, а блок управления выдает управляющий сигнал в логический блок 11, который включает микропроцессор 10 вычислительного устройства на прием информации и ЗУ 8 через общую шину и обработку ее по программе быстрого преобразования Фурье с получением амплитудно-частотной характеристики сигнала с учетом скорости движения взвешиваемого объекта(время в ЗУ) и получением постоянной составляющей сигнала с высокой точностью.

Сигнал в микропроцессорное вычислительное устройство выдает блок .

9 управления, когда движущийся объект движется с малой скоростью и полученной информации в ЗУ достаточно дл» определения веса взвешиваемого состава с большой точностью. Одновременно с сигналом А микропроцессор 10 выдает сигнал логическому блоку 11„ а тот производит выключение блока 9 управления.

После программной обработки сигнала датчика 2 веса вычислительным микропроцессорным устройством микропроцессор 10 включает блок 12 управления печатью, а тот через общую шину получает информацию для печати устройством печати. Цикл работы окончен.

Вычислительное устройство позволяет производить программную обработку получаемой информации одновременно с ее приемом в запоминающее.устройство 8, что повышает быстродействие всего устройства. Точность измерений зависи от величины временного интервала Ы и точности определения величины уровня сигнала датчика веса при преобразовании его в код и дает хорошие результаты при больших скоростях движения взвеши ваемых объектов.

Для повышения точности измерений необходимо уменьшить интервал времени ht, до оптимальной величины и осуществлять более точное квантование по уровню.

851)09

Формула изобретения

Способ взвешивания быстродвижущихся объектов путем интегрирования сигнала датчика веса в заданные одинаковые интервалы времени и сравнения соседних значений с выбором общего времени измерения и количества заданных интервалов времени по скорости движения объекта, причем измерение начинают в любой произвольный момент, времени с начала поступления сигнала датчика веса, о т л и ч.а ющ н и с я тем, что, с целью повышения точности взвешивания в широком диапазоне скоростей, в каждый момент начала интервала интегрирования измеряют значение величины уровня входного сигнала, а сигналы, значения которых отличаются на величину большую,чем заданная, не учитывают, причем

5 заданную величину устанавливают прямо пропорционально скорости движения объекта, определяют посредством быстрого преобразования Фурье амплитудно-частотную характеристику сигнала, но постоянной составляющей которого судят о весе объекта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Ф..Авторское свидетельство СССР

Р 236052, кл. 8 Dl G 9/00 ° 1967.

2. Взвешивание движущихся объектов, Обзорная информация, И., ЦНИИТЭИ, 1974 с,13 (прототип .,