Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта

УДК 621.398.694.4


А. С. РАСКИН, И.В. ВЕНЕДИКТОВ

(ОАО «Концерн «ЦНИИ «ЭЛЕКТРОПРИБОР», Санкт-Петербург)


бесконтактнЫЙ измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта


В докладе рассматриваются достоинства ультразвукового бесконтактного измерителя линейной скорости, работающего относительно подстилающей поверхности. Уникальность измерителя Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта обоснована низкой ценой и низкой погрешностью выработки значений продольной и поперечной составляющих линейной скорости, также наличием интегрированной системы чистки чувствительных частей.


Введение

В текущее время наземные тс в большей степени укомплектовываются измерителями скорости – спидометрами Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта, вырабатывающими скорость движения по оборотам вала. Данное событие приводит к значимым (порядка 10%) погрешностям измерения скорости у такового рода измерителей. Основными причинами появления погрешностей являются: разный поперечник колёс, изношенность шин, изношенность Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта механических частей спидометра, погрешность передачи данных. Внедрение GPS систем для выработки скорости также не обеспечивает способности высококачественного и четкого измерения скорости во всех критериях эксплуатации наземных подвижных объектов.

Спидометры с бесконтактными Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта чувствительными элементами, работающие по эхо-сигналу, отраженному от подстилающей поверхности (асфальт, грунт и т.п.), в отличие от обыденных (обычных) спидометров являются более точными. Бесконтактные спидометры имеют погрешность на уровне 0.5%, которая не находится в Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта зависимости от подвижных частей наземных подвижных объектов, от поперечника колес, степени изношенности шин. В отличие от лазерных, микроволновых и оптических измерителей ультразвуковые датчики более «грязеустойчивы», т.к. не имеют просто загрязняемых Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта оптических частей (линз, зеркал и т.д.) либо микроволновых антенн.

Предлагаемый доклад посвящен решению задачки измерения продольной и поперечной составляющих линейной скорости движения наземного подвижного объекта относительно подстилающей поверхности при помощи бесконтактных Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта ультразвуковых датчиков с погрешностью определения составляющих скорости менее 0.5%.


^ Бесконтактный измеритель


Постановка задачки


Целью работы является разработка бесконтактного ультразвукового измерителя, работающего относительно подстилающей поверхности, производящего измерение продольной и поперечной составляющих скорости с погрешностью менее 0.5%, имеющего встроенную систему Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта чистки чувствительных частей.


Аналоги бесконтактного измерителя


Представлены аналоги бесконтактного измерителя, которые владеют высочайшей ценой и употребляются в большей степени для испытаний наземных подвижных объектов.

Посреди забугорных бесконтактных измерителей скорости следует выделить бесконтактные Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта датчики скорости производства компании «CORRSYS-DATRON» (Германия):

Посреди русских бесконтактных измерителей скорости Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта следует выделить бесконтактные датчики скорости производства компании «ООО «СЕНСОРИКА-М»:




Актуальность


Актуальность разработки заключается в способности использования бесконтактного измерителя для увеличения скорости реагирования систем курсовой стойкости, в Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта способности использования измерителя в навигационных системах счисления пути, также в качестве штатного измерителя скорости.


Механизм работы измерителя


Механизм работы измерителя основан на эффекте Доплера.

Поэтапно работу измерителя можно расписать последующим образом:





Рис. 1. Излучение и оборотное рассеяние акустического сигнала


Структура измерителя


Измеритель состоит из 2-ух блоков «приемник-передатчик», установленных на Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта днище наземного подвижного объекта и блока выработки скорости, находящегося на наземном подвижном объекте (структурная схема измерителя приведена на рис.2).

^ Блок выработки скорости решает задачку преобразования сигналов от чувствительных частей (ультразвуковые приемопередатчики) в готовые выходные Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта характеристики и выдает их потребителям инфы по интерфейсам CAN и RS-232.

Блок выработки скорости состоит из:

  1. Блока согласования, который содержит внутри себя схемы передающего и приемного трактов, вспомогательные устройства для вычислителя Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта, также схему «ультразвуковой чистки чувствительных элементов».

  2. Блока питания, созданного для обеспечения электропитания измерителя, содержит внутри себя стабилизаторы напряжения, гальванические развязки.

  3. Вычислителя, который реализует метод обработки инфы о доплеровских сдвигах частот, приобретенных с Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта каждого приемника, и преобразования этой инфы в значения продольной и поперечной составляющих скорости наземных подвижных объектов в связанной системе координат.

Выходными параметрами измерителя являются:

  1. ^ Продольная составляющая линейной скорости наземного подвижного объекта Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта относительно подстилающей поверхности;

  2. Поперечная составляющая линейной скорости наземного подвижного объекта относительно подстилающей поверхности;

  3. Угол сноса наземного подвижного объекта;

  4. Пройденное расстояние наземного подвижного объекта.





Рис. 2. Структура бесконтактного измерителя


Главные формулы и расчеты


Приведены главные Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта математические и геометрические соотношения для определения линейной скорости наземного подвижного объекта на базе данных о принятых частотах на 2 приемниках (см. рис.3).





Рис. 3. Математические и геометрические соотношения


Внедрение измененной двухлучевой обоесторонней схемы для измерения скорости позволяет Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта восполнить погрешность, связанную с конфигурацией угла прихода акустического сигнала [1]. Потому что схема развернута относительно центра наземного подвижного объекта на 45°, это позволяет определять поперечную составляющую скорости. Блоки «приемник-передатчик» размещены под углом 30° к вертикали Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта наземного подвижного объекта; при таком наклоне блоков доплеровское смещение составляет приблизительно 70% от рабочей частоты [2].


Схема блока выработки скорости


Электронная схема блока выработки скорости (примерная структура блока выработки скорости изображена на рис. 4) содержит Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта:

  1. Схемы передающих трактов (на каждый блок «приемник-передатчик»);

  2. Схемы приемных трактов (на каждый блок «приемник-передатчик»);

  3. Блок «ультразвуковой очистки»;

  4. Блок питания;

  5. Вычислитель.




Рис. 4. Структурная схема блока выработки скорости


Слева на рисунке 4 показаны приемники и Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта передатчики. Пунктиром отмечены многофункциональные элементы передающего, приемного трактов, блока «ультразвуковой очистки» и структура вычислителя (обозначено «ПЛИС»).

Расчетная мощность блока выработки скорости составила приблизительно 1,9 Вт.


Заключение

В работе приведены результаты разработки бесконтактного ультразвукового измерителя Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта линейной скорости наземного подвижного объекта, основанного на эффекте Доплера.

Выполнено макетирование приемного и передающего трактов. Произведено сопоставление черт измерителя с аналогами, указаны плюсы и недочеты разрабатываемого измерителя. Разработана структура измерителя. Разработана Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта электронная принципная схема.


В предстоящем планируется:

  1. Провести моделирование работы измерителя с учетом температурной погрешности (оказывает влияние на скорость звука, а как следует, и на измерение составляющих скорости), с учетом шероховатости Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта подстилающей поверхности, с учетом «сдувания черт направленности» приемников, с учетом вибрации наземного подвижного объекта.

  2. Создать конструкции блоков «приемник-передатчик» и крепления для их крепления на днище наземного подвижного объекта.

  3. Создать системное и прикладное программное обеспечение Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта для вычислителя блока выработки скорости измерителя.

  4. Провести натурные тесты измерителя и выполнить калибровку измерителя по их результатам.


Работа проводится при поддержке ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», также при поддержке ООО «Дипольные Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта структуры» в рамках конкурса «У.М.Н.И.К.» (Контракт № У-2012-2/3).


Литература


  1. Виноградов, К.А. Абсолютные и относительные лаги // К.А. Виноградов, В.Н. Кошкарев, Б.А. Осюхин, А.А. Хребтов. – Л.: Кораблестроение Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта, 1990. – 264 с.

  2. Мартынюк, А.П. Некие нюансы измерения скорости доплеровским лагом на малых глубинах // Гідроакустичний журнальчик (Проблеми, методи та засоби досліджень Світового океану): Зб. наук. пр. — Запоріжжя: НТЦ ПАС НАН України, 2006. — № 3. — С. 84-88. — Бібліогр Бесконтактный измерителЬ линейной скорости наземного подвижного объекта.: 6 назв. — рос.



Текст доклада согласован с научным управляющим.


Соколов Анатолий Игоревич,

ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»,

кандидат технических наук


Подпись __________________________

 Научный управляющий к.т.н., начальник отдела 020, Соколов Анатолий Игоревич



besplatnogo-okazaniya-grazhdanam-medicinskoj-pomoshi-v.html
besplodie-andrologicheskie-aspekti-referat.html
besplodnij-brak.html