Устройство для взвешивания железнодорожных вагонов

Устройство для взвешивания железнодорожных вагонов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсини

Социалистические

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл .

G 01 G I 9/02 (22)Заявлено 11.12.80 (21) 3216072/18-10 с присоединением заявки М

3Ъвударствеииый комитет

СССР ае деим изо4ретеиий и открытиЯ (23) Приоритет

Опубликовано 23.06.82. Бюллетень J+ 23

Дата опубликования описания 23.06.82 . (53) УДК681.269 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н.М.Товстоног, А.С. Малюга, И.Л. Стромц

1 т

:1

Днепропетровский ордена Трудового Красного;,::Знамени горный институт им. Артема" . (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЗВЕШИВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ

ВАГОНОВ

Изобретение относится к весо— измерительной технике и предназначено для взвешивания движущихся желез нодорожных вагонов.

Известен способ взвешивания дви5 жущихся объектов путем интегрирования сигнала датчика веса с произвольного момента времени, когда до конца измерений остается интервал времени, не меньший периода низкочастотной гармонической помехи . При этом через одинаковые интервалы времени производят последовательные сравнения двух смежных измефений, начинающихся с начала первого положительного полупериода, а заканчивающихся с заданным интервалом времени, и выбирают наименьшее значение иэ всех произведенных измерений в качестве результата взвешивания (фо

Способ не обеспечивает требуемую точность взвешивания, зависящую от периода базовой частоты помехи.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для взвешивания железнов дорожных вагонов, содержащее датчик веса, включенный на первые входы элементов совпадения, путевые датчики, блок приема информации (2).

Недостатком устройства является сравнительно низкая точность измерения. связанная с тем, что устройство рассчитано на определенятй диапазон скоростей движения состава.

Цель изобретения †.повышение точности измерения.

Для достижения поставленной цели в устройство введены блок определения скорости, таймер и микропроцессорное вычислительное устройство, причем путевые датчики включены на вход блока определения скорости, на другой вход которого включен таймер, выход которого связан с вторыми входами схем совпадения, выходы которых через. блок приема информации связаны

3

9 3802 с входами микропроцессорного вычислительного устройства, чьи выходы подключены к таймеру и блоку приема информации, при эком выход блока определения скорости связан с микропроцессорным вычислительным устройством.

На фиг,. 1 представлен график выходного сигнала датчика веса в зависимости от времени, на фиг. 2 — устройство, реализующее описываемый алго- !6 ритм обработки сигнала датчика веса.

Устройство для взвешивания железнодорожных вагонов содержит весовую платформу 1 с датчиком 2 веса и путевыми датчиками 3-5. 15

Датчик 2 в ес а подключ ен к в ходам схем И 6 совпадения, на один из входов которых подключен таймер 7, а

/ выходы схем И 6 подключены к входам блока 8 памяти. выполненного в виде оперативного запоминающего устройства для микропроцессорного вычислительного устройства. Информацион ные выходы блока 8 памяти подключены на вход центрального лроцессор— ного элемента 9, один из выходов которого подключен на вход блока 8 памяти, а другой — на вход таймера 7.

Выход таймера 7 подключен к входу блока 10 определения скорости, на

30 второй вход которого подключены путевые датчики 3-5, а выход блока 10 определения скорости подключен к одному из входов центрального процессорного элемента 9. Микропроцессорное вычислительное устройство выполнено с использованием микропрограммной реализации команд основ— ной программы алгоритма обработки сигнала датчика веса, которая хра— нится в перепрограммируемом запоми40 нающем устройстве 11.

Общую синхронизацию работы выполняет кварцевый генератор 12, на выходе которого подключен центральный 45 процессорный элемент 9 и один иэ входов блока !3 управления, на вто рой вход которого подключен выход

"Сдвиг вправо", а выход "Сдвиг вправо" блока 13 управления подключен на один из входов центрального процессорного элемента 9. На информационный выход блока 13 управления подключено перепрограммируемое запоминающее устройство 11, а на выходе 55 его подключен центральный процессорный элемент 9 посредством (7 разрядов) маскирующей шины, а также (11

8 ф разрядов) блока 13 управления, предназначенных для управления признаком (4 разряда) и командой перехода (7 разрядов) в микроинструкции.

На один из информационных выходов центрального процессорного элемента

9 подключено оперативное запоминающее устройство 14, предназначенное для приема и выдачи оперативной информации в центральный процессорный элемент 9 и в блок 15 световой индикации. Оперативное запоминающее устройство работает под управлением (блока 13 управления и команд, хранящихся в перепрограммируемом запоминающем устройстве 11 ° На второй информационный выход центрального программируемого элемента 9 подключено печатающее устройство 16, предназначенное для печати результатов по взвешиванию движущихся объектов, алгоритм работы которого хранится в перепрограммируемом запоминающем устройстве !1. Индикация результатов измерения обеспечивается блоком 15 световой индикации, подключенным к оперативному запоминающему устройству 14, На информационные входы центрального процессорного элемента 9 подключен блок 8 памяти, через который сигналы с датчика 2 веса поступают на обработку.

Устройство работает следующим об— разом.

При отсутствии взвешиваемых объектов таймер 7 выдает на вход блока 10 определения скорости временные метки.

При двюкении взвешиваемого объекта, например железнодорожного вагона, от реборд колеса срабатывает путевой датчик 3, установленный на определенном расстоянии от путевого датчика 4. Так как на один из входов блока 10 определения скорости поступает разрешающий сигнал, то временные сигналы от таймера 7 теперь поступают для расчета в блок 10. Эти сигналы служат для предварительного определения скорости движения взвешиваемого объекта на участке между путевыми датчиками 3 и 4, При срабатывании путевого датчика 3 зафиксированное в блоке 10 определения скорости количество временных меток в кодовой форме передается в центральный процессорный элем мент 9, в котором после поступления кода соответствующего времени прохож5 93802 дения контрольного участка движу щимсяя объектом по сигналам с кварце-( вого генератора 12 произойдет выборка первой команды из перепрограммируемого запоминающего устройства 11 по адресу, указанному блоком 13 управления. Под воздействием этих команд и анализа их выполнения блоком 13. управления производится анализ скорости движения взвешиваемого объек- 10 та. Определение скорости и анализ ее позволяет выработать необходимый оптимальный интервал времени, в течение которого производится измерение сигнала датчика 2 веса. После l5 анализа скорости движения центральный процессорный элемент 9 по шине управления выдает код в таймер 7, по которому и устанавливается длительность интервала измерения Д . ?0

Предположим, что сигнал от датчика 3 поступает в момент времени

t (фиг. 1), измерение производится за интервал времени равный ht=t2-С1

Этот интервал времени вырабатывает р5 таймер 7 по коду, поступающему от центрального процессорного элемента

9, и выдает его на вход одной из схем И 6 совпадения. В то же время в блок 8 памяти поступает сигнал на прйем информации от датчика 2 веса через открытый элемент схемы

И 6 совпадения.

Прием информации прекращается в момент выдачи сигнала путевого датчика 4, что означает конец приема

° информации от датчика 2 веса. По сигналу блока 10 скорости центральный процессорный элемент выдает сигнал таймеру 7 и он прекращает sblмомент времени таимер 7 от . 35 крывает следующий элемент схемы И 6 . совпадений и на вход блока 8 памяти поступает информация от датчика веса за интервал времени дй =to- ., ((„1 рав ный $ t Ho сдвинутый no QTHome- 40 нию первого интервала на величину и /2. Информация, поступившая за интервал Дt и Ьй(заносится в различные ячейки блока 8 памяти, построенного по магазинному типу т.е. при поступлении следующих порций информации, ранее поступившая за интервал t информация сдвигается в следующую ячейку, освобождая первую для приема последующей. Напри50 мер, в момент времени t< происходит перезапись ранее записанной информации за время й=Ф -1,1, после чего в первую ячейку блока 8 памяти опять осуществляется передача ин55 формации от датчика 2 веса за время

Аналогичным образом проЪ 2. и сходит пер ез анись . и нформации в момент времени tg. В дальнейшем нри8 6 емом и перезаписью информации управляет таймер 7.

После приема информации на промежутке ДА=(- -й и St =at=t -t вы1 полняется операция сравнения первых двух измерений. Происходит определение приращения измеряемой величины. Если приращение имеет положительный знак, результат первого измерения стирается, а результат второго измерения остается для дальнейшего сравнения в центральном процес@ сорном элементе 9.

В дальнейшем происходит следующее сравнение измерений, получен( ных на интервалах времени pt=t -1, 2 и gt=t -t и определение знака приа .ращения, В нашем случае для дальнейшего сравнения остается тот результат измерения, у которого знак прира. щения положительный.

Сравнение выполняется до тех пор, пока приращение не изменяет свой э знак на противоположный. Например, изменение знака происходит на интервале д С= ; С (фиг. 1), Сигнал об йзмене-т 6 нии знака обеспечивает занесение информации, полученной на интервале p t=

=t7-t6 в оперативное запоминающее устройство 14.

Операция сравнения осуществляется в дальнейшем до определения следующего изменения знака приращения, в нашем случае это происходит н интервале g t=t 4 tq3

После определейия первого изменения знака приращения на интервале t=t>-й6, данное измерение эаносит1 ся в оперативное запоминающее устройство 14. В дальнейшем все изме— рения, которые осуществляются до определения изменения следующего знака приращения, заносятся в это запоминающее устройство, т.е. в нашем случае заносятся все измерения в.: промежутке С -t<. При дальнейшей (работе центральный процессорный элемент 9 определяет следующие моменты изменения знака приращения и все измерения заносятся в оперативное запоминающее устройство 14.

7 93802 дачу управляющих интервалов на схемы И 6 совпадения, При записи информации в оперативное запоминающее устройство 14> указывающей на изменение знака приращения, 3 заносится дополнительный код, указывающий какое было изменение знака, т.е. с положительного на отрицательный или наоборот.

В дальнейшем определяется коли- 10 чество изменений знака приращения> т.е. сколько периодов помех при данной скорости обработано.

После определения количества периодов производится сложение полученных измерений и деление результата на время измерений. Полученный результат соответствует весу движущегося объекта.

Центральное процессорное устрой- gp ство 9 этот результат выдает в оперативное запоминающее устройство !

4, где он индицируется с помощью световой индикации, а также отпе— чатывается с помощью печатающеГо устройства 16.

После печати измеренного веса работа устройства прекращается и оно переходит в режим ожидания.

Смещение интервала измерения на ве .яичину gt/2 позволяет с большой точностью определить изменение зна— ка приращения и повысить точность измерений на больших скоростях движения .взвешиваемых объектов.

Предварительное определение скорости взвешиваемого объекта позволяет выбрать оптимальную величину интервала измерения Дt что позволяет получать удовлетворительную точность и на больших скоростях движения взвешиваемых объектов.

Ф

Точность измерений зависит от величины временного интервала g t, который можно менять, от количества отработанных периодов помехи, так как происходит усреднение измерений при возрастании количества периодов.

По предварительным расчетам точность измерений устройства возра50 стет не менее чем в 2 раза при скорости движения взвешиваемых объектов в диапазоне 7 — 10 км/ч. Точность

8 8 измерений останется также удовлетворительной при увеличении скорости движения до 15 км/ч.

Выполнение предлагаемого устройства на базе микропроцессорного набора позволит производить его программирование без замены самой электронной схемы, что снизит затраты на разработку устройства для данной цели.

Повышение точности измерения при увеличении скорости движения взвешиваемых объектов, использование универсальных микропроцессорных устройств позволит повысить пропускную способность весоизмерительного устройства и снизить затраты на его разработку.

Формула изобретения

Устройство для взвешивания железнодорожных вагонов, содержащее датчик веса, включенный на первые входы элементов совпадения, путевые датчики, блок приема информации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измере,ния, в него введены блок определения скорости, таймер и микропроцессорное вычислительное устройство, причем путевые датчики включены на вход блока определения скорости, на другой вход которого включен таймер, выход которого связан с вторыми входами схем совпадения, выходы которых через блок приема информации связаны с входами микропроцессорного вычислительного устройства, чьи выходы подключены к таймеру и блоку приема информации, при этом выход блока определения скорости связан с микропроцессорным вычислительным устройством.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2624506/18-10, кл. G 01 G 19/02, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по.заявке N 2777543/18-10, кл. G 01 G 19702, 07.06.79 (прототип) .