SU1597729A1

SU1597729A1 - Устройство дл измерени параметров движени

Info

Publication number: SU1597729A1
Application number: SU884365772A
Authority: SU
Inventors: Виктор Николаевич Архипов; Валерий Феоктистович Клабуков; Василий Иванович Сильченко
Original assignee: Институт технической механики АН УССР
Priority date: 1988-01-19
Filing date: 1988-01-19
Publication date: 1990-10-07

Abstract

Изобретение относитс к области приборостроени и может быть использовано на железнодорожном транспорте дл измерени скорости и пути, пройденного локомотивом. Цель изобретени - повышение точности измерени скорости. Блок 4 вычислений, использу информацию о длине рельса и количестве импульсов с выхода датчика с формирователем 3 от одного стыка до другого стыка, рассчитывает два коэффициента N₁ и N₂, которые поступают соответственно в первый 5 и второй 9 счетчики. Оба коэффициента рассчитываютс дл диаметра измерительного колеса с учетом его текущего износа. Коэффициент N₁ задает интервал времени, за который подсчитываетс пройденный путь, а значит, измер етс скорость. Коэффициент N₂ задает отрезок пути дл подсчета общего их количества, т.е. измерени пути. Измерение скорости осуществл етс блоком 6, а пути - блоком 8. 4 ил.

Description

Выход /

Выход$

СП

СО

tvO

со

31

Изобретение относитс к приборостроению и может быть использовано н железнодорожном транспорте дл измерени скорости и пути, пройденного локомотивом.

Целью изобретени вл етс повы- пение точности измерени скорости.

На фиг. 1 представлена структурна схема устройства; на фиг. 2 - схема блока вычислений коэффициента пересчета времени измерени и коэффициента пересчета пути; на фиг. 3 - схема блока измерени скорости дви- жeшi ; на фиг. Д - осциллограмма процесса ускорений буксового узла.

Устройство содержит датчик 1 ускорений с согласугогтим усилителем,, компаратор 2, импульсньп датчик 3 с формирователем, блок 4 вычислений, первый счетчик 5, блок 6 измерени скорости, генератор 7 имггульсов, блок 8 измерени пути, второй счетчик 9. Блок 4 вычислений содержит микропроцессор 10, ОЗУ 11, ПЗ У 12, входной 13 и выходной 14 регистры. Блок 6 измерени скорости содержит счетчик 15, регистр 16, передатчик 17. Последовательно соединенные датчик ускорений с согласующим усилителем 1, компаратор 3, блок 4 вычисле- ний, первьп счетчик 5, блок 6 измерений скорости, выход генератора импульсов соединен с вторым входом первого счетчика 5, второй выход блока вычислений - с первым входом второго счетчика 9, второй вхоД которого соединен с выходом датчика с формирователем 3 и первым входом блока 6 измерени скорости, выход второго счетчика 9 соединен с входо блока 8 измерени пути.

Устройство дл измерени параметров движени работает следуицим образом .

При движении локомотива от датчи 3 оборотов колеса поступают импуль- сы,число которых пропорционально проденному пути, а частота пропорциона на скорости движени локомотива

f 3-- V n,V,

(1)

f - частота импульсов датчика;

Z - число импульсов датчика на оборот колеса;

Л - ;ц- аметр круга катани колеса;

п - число импvльcoв на один метр

If

круга катани колеса.

5

0

5

0

45

50

55

Число и частота импульсов при посто нных значени х пути и скорости мен ютс по мере износа колеса локомотива . Импульсы датчика 3 поступают на первьпЧ вход блока 6 измерени скорости и второй вход второго счетчика 9. На. второй вход блока 6 поступают импульсы интервала Т времени измерени скорости движени . Интервал времени измерени формируетс счетчиком 5 с переменным коэффициентом заполнени , KoTopbtfi устанавливаетс равным коэффициенту N. пересчета времени измерени , вычисленному блоком 6 в период проведени коррекции. Импульсы генератора 7 поступают на второй вход счетчика 5 и заполн ют его до значени , равного коэффициенту N пересчета време ни измерени . После заполнени счетчика 5 он обнул етс и цикл его заполнени повтор -. етс . На выходе счетчика 5 формируют-, с импульсы, период которых равен интервалу , времени измерени .

Сигнал поступает на второй вход счетчика 15, который подсчитывает количество импульсов, поступивших с выхода датчика 3 оборотов колеса за врем Tj,3 , и записьшает в выходной регистр 16 код скорости, который затем через передатчик 17 поступает на первый выход устройства, а счетчик 15 и регистр 16 с приходом последующего импульса Туд обнул етс .

Измерение пути движени осуществл етс следующим образом.

На первый вход второго счетчика 9 поступает значение кода коэффи1щента Нл пересчета пути движени , вычисление которого осуществл етс в период проведени коррекции устройства. N численно равно количеству импульсов датчика 3 на единицу длины пройденного пути.

Счетчик 9 подсчитывает число импульсов , поступающих с выхода датчика 3, а по достижении числа N формирует на выходе импульс переноса и начинает счет с нул . Таким образом, счетчик 9 формирует один импульс на каждую .единицу пройденного пути. Эти импульсы поступают в блок 8 измерени пути на вход суммирующего счетчика, который производит подсчет пройденного пути. Код пройденного пути через передатчик поступает на второй выход устройства.

515

При движении локомотива по рельсам известной длины сигналы начала и конца рельса выдел ютс компаратором 2 из процесса ускорений, измеренного датчиком 1 ускорений, который установлен на буксовом узле локомотива . В качестве примера на фиг. 4 представлена осциллограмма записи процесса ускорений буксового узла, замеренного датчиком -ускорений. На осциллограмме четко различаютс всплески при прохождении стыков рельсов, т,.е. начала и конца рельсов. Дл

ИЭлл

выделени сигнала начала и конца рель-, но равен 1 с. Значение оптимального

са компаратор настраиваетс на уровень порогового напр жени , который -показан на осциллограмме линией. При значении напражени датчика 1, превьш1аюгцего этот уровень, на выходе компаратора по вл ютс им- пульсм соответствую1ч 1е началу и концу .рельса.

После включени в блоке 4 режима коррекции по фронту первого импульса, поступающего с вьпсо да компаратора 2, в блоке 4 начинаетс счет импульсов датчика оборотов, по фронту второго счет заканчиваетс . По результату счета в блоке 4 осуществл етс расчет коэффициентов N, N по формулам полученным из следуюршх соотношений.

Частота следовани импульсов датчиков оборота колеса

интервала получено на основании пра тического опыта, а также исход из известных данных. Например, в извест ном устройстве интервал времени из20 мерени скорости равен 1 с. Увеличение Ту в несколько раз приводит к потере информ гцга на коротких участках пути, а также увеличению погрешности измерени особенно при измене25 НИИ скорости движени , так как устро ство при этом измер ет среднее значе ние скорости за интервал Т , которое отличаетс от скорости за более короткое врем внутри этого интерва30 ла Т

W3«

Уменьшение интервала

чзм

в

несколько раз приводит к получению избыточной информации, а также увеличению погрешности измерени , особенно при малых скорост х движени .

f- - Nr Т

МЗЛД

где N - число импульсов датчика 3 за интервал времени измерени ТИЭГУ ,

тогда интервал Tj времени измерени

полученный из соотношений (1) и (2) определ етс как

Nr

иглА п . V

Число N импульсов датчика оборотов колеса выбираетс равным значению тeкyFJ eй скорости движени

.; т- Укм/ч 3,6V ---,

(4)

Тогда интервал Tj , вычисленньй из формул (3) и (4) принимает вид

Т -

НЗМ II

зависит

к от

численного

например, при п 3,(

этом вычисл етс НИИ по формуле

в блоке 4

т 1 - излл

вычислепри

п„ :-

LP

(6)

где N- - импульсов датчика оборотов по длине Lp, номинальное значение которой записано в посто нной пам ти блока 4.

Оптимальное значение интервала Т скорости движени выбираетс исход из указанных требований к частоте поступлени результатов измерени скорости движени локомотива. Наиболее оптимальньпЧ интервал Т

ИЭлл

примерно равен 1 с. Значение оптимального

интервала получено на основании практического опыта, а также исход из известных данных. Например, в известном устройстве интервал времени из20 мерени скорости равен 1 с. Увеличе ние Ту в несколько раз приводит к потере информ гцга на коротких участках пути, а также увеличению погрешности измерени особенно при измене25 НИИ скорости движени , так как устройство при этом измер ет среднее значение скорости за интервал Т , которое отличаетс от скорости за более короткое врем внутри этого интервала Т

W3«

Уменьшение интервала

чзм

в

35

Лл вычислени оптимального интервала ТУЗИЛ с заданной точностью выра жение (5) представим в следунщем виде:

ИЗЛЛ

п „

(7)

где

К 45

коэффициент увеличени точности вычислени , выбираетс из р да К( 1, 10, 1000. При этом число соотношени

п вычисл етс из

п

с.К.

(8)

где с выбираетс близким или равным значению числу 3,6.

5Q По мере износа колес локомотива число импульсов датчика на оборот колеса увеличиваетс , а интервал Т, вычисл емый блоком 6 по формуле (7), уменьшаетс .

55

Погрешность интервала Т св зана с определением числа импульсов датчика оборотов колеса на эталонной длине рельса. При числе импульсов п на метр оборота колеса, равным 4,

число импульсов на длине 1, рельса 25 и составит

NP т ..п , 100 имп. , (9) Относительна погрешность определени интервала из-за дискретности счета в, этом случае равна:

100% 1%

. (10)

Np. Np

где 4Np ± 1 мм - абсолютна погрет- ность из-за дискретности счета импульсов в начале и конце рельса.

, имп „ При К. 10 п , 36 ---,. N 900 имп, относительна погрешность интервала Т,,, составл ет уже

0,1%.

Таким образом, погрешность вычислени интервала Т м Увеличением значений п и К. уменьшаетс . Лопол- нительное уменьшение погрешности достигаетс ойреднением Т, по результатам нескольких щклов подсчета N. ,Пд формировани интервала , осуществл емого счетчиком 5, в блоке 4 рассчитываетс коэффициент N пересчета скорости измерени , равный числу импульсов генератора 7 за интервал Тц5лд

т - т f111;

I 1 - ИЗМ -г -,

Где f - значение частоты генератора /. Подставив в (11) (5) и (6), получают

«, 4 f г (12)

Рассчитанное значением поступает дл хранени в выходной регист 14 блока 4. Из блока 4 коэффициент N поступает на первый вход счетчика 5.

Коэффициент N пересчета пути вычисл етс на блоке 4 по формуле

0

г IT

(13)

5

О

где m - единица измерени пути.

Значение коэффшшента N,, поступает в регистр 14 блока 4.

Claims

Таким образом, измерение параметров движени локомотива производитс в соответствии с рассчитанными коэффициентами М, , значени которых пропор1Щональны диаметру колеса. Формула изобретени

Устройство дл измерени параметров движени , содержащее и пульсньЛ датчик с формирователем, генератор импульсов, счетчик, блок вычислений, блоки вычислени скорости и пути, выходы которых вл ютс первым и вторым выходами устройства, отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени скорости , оно снабжено датчиком ускорений и согласующим усилителем, компаратором , вторым счетчиком, при этом выход формировател подключен к первом входу блока измерени скорости, к второму входу второго счетчика и первому входу блока вычислени , второй вход которого через согласующий усилитель и компаратор соединен с датчиком ускорений, первьп выход .блока вычислений соединен с первым входом первого счетчика, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к второму входу блока измерени скорости, второй выход блока вычислений соединен с первым входом второго счетч11ка, выход которого подключен к входу блока .измерени пути.

Фиг.2

Процесс ускорений Монемты прокож ни стыкод

логе

Jp- ZSn

Фиг. 5

Уродем cfloSamuiuMa нанааратоа