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    重庆时时彩二星必赢: 使用时钟脉冲计数器的速度测量方法及装置.pdf

    关 键 词:
    使用 时钟 脉冲 计数器 速度 测量方法 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201510098751.6

    申请日:

    2015.03.06

    公开号:

    CN104714046A

    公开日:

    2015.06.17

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01P 3/36申请日:20150306|||公开
    IPC分类号: G01P3/36 主分类号: G01P3/36
    申请人: 周家军
    发明人: 周家军
    地址: 545005广西壮族自治区柳州市城中区沿江路7号双渔汇广场1号楼4楼工程部
    优先权:
    专利代理机构: 代理人:
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510098751.6

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2015.07.15|||2015.06.17

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种使用时钟脉冲计数器的速度测量方法及装置。本公开发明的工作原理是根据光线在介质传播速度不变原理及运动叠加原理,使用了光线发射装置、光线接收装置、腔体、时钟脉冲信号发生器、时钟脉冲计数器、微处理器、显示器、电源。在腔体内安装光线发射装置、光线接收装置,用时钟脉冲计数器测量光线在腔体的传播时间,反馈到微处理器,微处理器根据特定公式、参数进行编程逻辑运算,计算出物体的运动速度及运动方向。用3个这样装置组成xyz三维直角坐标系,可测量物体在x轴、y轴、z轴方向的运动速度及运动方向。本装置可测量旋转物体的旋转角速度。本装置可作为导航仪使用,可用于飞船、飞机、火箭上。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  使用时钟脉冲计数器的速度测量方法及装置,其特征在于,它主要包括:
    ——光线发射装置,用于发射脉冲光线,将电信号转为光信号;
    ——光线接收装置,用于接收光线,将光信号转为电信号;
    ——腔体,用于光线传播,使脉冲光线在腔体内由光线发射装置向光线接收装置传播;
    ——配套的电子设备,配合时钟脉冲发生器、时钟脉冲计数器、微处理器 、显示器、电源使用,由时钟脉冲信号发生器产生固定频率、宽度时钟脉冲信号,时钟脉冲计数器测量脉冲光线在腔体内从光线发射装置到光线接收装置的传播时间, 微处理器根据光线传播时间、腔体长度、光线传播速度按特定的公式进行逻辑运算,计算出测量物体的运动速度,根据物体运动时的光线传播时间和物体静止时的光线传播时间进行比较,可判断出物体的运动状态,是前进、后退还是静止,用显示器显示出物体的运动速度和运动状态,整套装置可自带电源使用。

    2.  根据权利要求1的一种装置,其特征在于,腔体是一个固定长度、可传播光线的中空的物体,腔体有2种形式:
    第1种形式的腔体是密闭的,内部抽成高真空;
    第2种形式是腔体是敞开的,腔体内部和腔体外部的介质可自由的流通、交换。

    3.  根据权利要求1的一种装置,其特征在于,在腔体内安装有光线发射装置、光线接收装置,光线发射装置发射脉冲光线,脉冲光线在腔体内从光线发射装置向光线接收装置传播。

    4.  根据权利要求1的一种装置,其特征在于,腔体内的光线传播方向和测量物体的运动方向要互相平行。

    5.  根据权利要求1的一种装置,其特征在于,本装置需要使用时钟脉冲信号发生器、时钟脉冲计数器、微处理器 、显示器、电源,微处理器定时发出采样信号,同时激发光线发射装置、时钟脉冲计数器启动,利用时钟脉冲计数器测量光线在腔体内的传播时间,微处理器根据特定的公式、参数进行编程逻辑运算,计算物体的运动速度及方向,通过显示器显示运算结果,计算公式为:

    v为运动速度,c为光线传播速度,L为腔体长度,n为脉冲数量,t0为脉冲宽度,+为物体运动方向和光线传播方向判断,当物体运动方向和光线传播方向相同时,为“+”;当物体运动方向和光线传播方向相反时,为“-”。

    6.  根据权利要求1的一种装置,其特征在于,测量光线在腔体内的传播时间可以判断物体的运动状态:
    当测量的光线的传播时间大于腔体静止时的光线的传播时间,说明物体的运动方向和光线传播方向相同,可将物体的运动状态定义为前进;
    当测量的光线的传播时间小于腔体静止时的光线的传播时间,说明物体的运动方向和光线传播方向相反,可将物体的运动状态定义为后退;
    当测量的光线的传播时间等于腔体静止时的光线的传播时间,说明物体相对于腔体静止时对应的参照系静止,可将物体的运动状态定义为静止。

    7.  根据权利要求1的一种装置,其特征在于,光线发射装置、光线接收装置、腔体、时钟脉冲计数器、微处理器、时钟脉冲发生器、显示器、电源可以??榛桓龆懒⒄?,和测量物体安装固定在一起。

    8.  根据权利要求7的一种装置,其特征在于,本装置集成化后是可移动的,可从一个物体上拆下,安装到另外的物体上。

    9.  根据权利要求1的一种装置,其特征在于,本装置安装在旋转物体的转盘上,使腔体的光线的传播方向和转盘运动方向互相平行,可以测量物体的旋转线速度及方向,也可以测量物体的旋转角速度及方向。

    10.  根据权利要求1的一种装置,其特征在于,当介质静止,装置运动时,本装置测量的是装置的运动速度,当介质运动,装置静止时,本装置测量的是介质的运动速度,用3个这样的装置组成xyz三维直角坐标系,可以测量物体在x轴、y轴、z轴方向的运动速度及方向。

    说明书

    说明书使用时钟脉冲计数器的速度测量方法及装置
    技术领域
    本公开发明是一种使用时钟脉冲计数器的速度测量方法及装置,属于电学技术领域。
    背景技术
    本发明装置使用了光线发射装置、光线接收装置、腔体、时钟脉冲信号发生器、时钟脉冲计数器、微处理器 、显示器、电源,工作原理是用光线发射装置在腔体内向光线接收装置发射脉冲光线,根据运动叠加原理,因为腔体的运动,使得光线在腔体的传播长度发生变化,从而使得光线在腔体的传播时间发生变化。用时钟脉冲计数器测量光线在腔体的传播时间,建立方程组,可以推算出物体的运动速度及方向。使用微处理器按特定公式、参数进行编程逻辑运算,可以计算出物体的运动速度及方向,反馈计算结果到显示器,可以显示出物体的运动速度及方向。
    发明内容
    用一个中空的、可传播光线的腔体3,在其一端安装光线发射装置1,在另一端安装光线接收装置2,对腔体3抽高真空并密封。精确测量腔体3内从光线发射装置1到光线接收装置2之间的长度,记为L。
    把腔体3安装固定到测量物体上,使腔体3中的光线传播方向和物体的运动方向5互相平行(图中未画出物体,只画出物体的运动方向)。
    配套的电子设备,配合时钟脉冲发生器、时钟脉冲计数器、微处理器 、显示器、电源使用(图上未画出电子设备)。
    本公开发明所采用的技术方案是:
    时钟脉冲发生器产生固定频率、宽度计数时钟脉冲信号,输入到时钟脉冲计数器计数脉冲数量。
    微处理器定时发出信号,激发光线发射装置1、时钟脉冲计数器同时动作,光线发射装置1开始发出脉冲光线4,时钟脉冲计数器也开始计数脉冲信号。
    光线在腔体3中传播的速度是恒定的。在时间t内,当脉冲光线4到达光线接收装置1后,光线接收装置1反馈信号到时钟脉冲计数器,使时钟脉冲计数器停止计数脉冲数量。若时钟脉冲计数器计数的脉冲宽度是t0,脉冲数量为n,则脉冲光线4在腔体的传播时间为t为:

    当物体带动腔体3的运动方向和脉冲光线4的传播方向相同时,根据运动叠加原理,在时间t内,光线传播的长度等于腔体3长度加上腔体运动长度,即:


    c为真空光速度,L为腔体长度,v为物体运动速度。
    当物体的运动方向和脉冲光线4的传播方向相反时,根据运动叠加原理,在时间t内,光线传播的长度等于腔体3长度减去腔体运动长度,即:


    当腔体3静止时,测量腔体3的光线传播时间,记为T0,对比脉冲光线4在腔体3的传播时间t和腔体静止时的传播时间T0,就可以判断物体相对于光线的运动方向:
    当测量的光线的传播时间t大于腔体静止时的光线的传播时间T0时,即t>T0,说明物体的运动方向和光线传播方向相同,可将物体的运动状态定义为前进;
    当测量的光线的传播时间t小于腔体静止时的光线的传播时间T0时,即t<T0,说明物体的运动方向和光线传播方向相反,可将物体的运动状态定义为后退;;
    当测量的光线的传播时间t等于腔体静止时的光线的传播时间T0时,即t=T0,说明物体相对于腔体静止时对应的参照系静止,可将物体的运动状态定义为静止。
    微处理器根据方程式、参数进行编程逻辑运算,就可以计算出腔体3的运动速度,腔体3和物体安装固定在一起,腔体3的速度就是物体的运动速度。反馈计算结果到显示器,就可以显示出物体的运动速度及方向。
    用3个这样的装置组成xyz三维直角坐标系,就可以测量物体在x轴、y轴、z轴方向的运动速度及方向。
    当装置静止,介质运动时,本装置测量的是介质的运动速度。
    本装置安装在旋转物体的转盘上,光线的传播方向和转盘运动方向互相平行,可以测量物体的旋转线速度及方向,计算式为:

    ω为物体的旋转角速度,v为物体的旋转线速度,R为物体的半径。
    附图说明:
    图1是本装置实施的正面示意图。
    图2是本装置实施的控制系统图。
    图3是本装置另一个实施例的正面示意图。
    图中:光线发射装置1、光线接收装置2、腔体3、脉冲光线4、物体的运动方向5。
    具体实施方式:
    参见附图1,腔体3是一个长方体密闭的空腔,其内抽成了高真空,光线发射装置1、光线接收装置2对应内嵌安装在腔体3的两端,测量腔体3内光线发射装置1到光线接收装置2之间的长度,记为L,输入微处理器保存。
    腔体3和测量的物体安装固定在一起,使腔体内的脉冲光线4传播方向平行于物体的运动方向5。
    本发明装置需要使用时钟脉冲信号发生器、时钟脉冲计数器、微处理器、显示器、电源,图上未画出。
    在物体静止时,测量脉冲光线4的传播时间,记为T0,反馈到微处理器保存。
    对微处理器进行编程,按
    方程1:
    方程2:t>T0
    方程3:t<T0
    方程4:t=T0
    方程5:
    方程6:
    进行编程,输入常量真空光速c、长度L、脉冲时间宽度t0、静止时间T0的数值到微处理器,微处理器根据测量的计数脉冲数量n触发相应的方程进行程序运算。
    当时钟脉冲计数器测量的计数脉冲数为n时,微处理器根据方程1计算出光线的传播时间t:

    微处理器将t和T0进行逻辑比较大小。若t>T0,微处理器输出结果显示此时此刻物体的运动状态为前进;若t<T0,微处理器输出结果显示此时此刻物体的运动状态为后退;若t=T0,微处理器输出结果显示此时此刻物体的运动状态为静止。
    微处理器将t和T0进行逻辑比较大小。若t≥T0,微处理器执行方程5运算,反馈运算结果到显示器显示物体的运动速度;若t<T0,微处理器执行方程6运算,反馈运算结果到显示器显示物体的运动速度。
    图2为本发明装置的控制系统图,时钟脉冲信号发生器产生特定频率、宽度的时钟脉冲,微处理器定时发出信号,激发光线发射装置1发出脉冲光线4、同时激发时钟脉冲计数器开始计数脉冲。脉冲光线4到达光线接收装置2后,光线接收装置2发出电信号使时钟脉冲计数器停止计数脉冲。时钟脉冲计数器反馈计数脉冲到微处理器,微处理器根据拟定的公式、参数编程逻辑运算,计算出物体的运动速度及运动状态,反馈到显示器显示结果。
    在图3的本发明装置另一个实施例,腔体3是一个敞开的空腔,腔内和腔外的介质可自由的流通、交换。微处理器编程运算时,就不能使用真空光速,而要使用该介质的光速进行计算。

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    本文标题:使用时钟脉冲计数器的速度测量方法及装置.pdf
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