Измеритель угловой скорости Советский патент 1983 года по МПК G01P3/481 G01P3/489 

о о со

Изобретениеотносится к измерительной технике и предназначено для использования в системах регулирования, стабилизации и измерения угловой скорости.

Известны цифровые измерители угловой скорости,в основе которых лежит подсчет Числа импульсов эталонной частоты за время поворота вала на фиксированный угол 1. Однако эти измерители обладают рядом не достатков при широком диапазоне измеряемой скорости, а именно: неэффективным использованием канала связи, информационной избыточностью кода скорости, проявляющейся при значениях скорости, близких к нижней; границе диапазона, повышенными аппаратурными затратами.

Частично данные недостатки устранены в известном цифровом измерителе угловой скорости, основанном на подсчете импульсов эталонной частоты в течение числа периодов импульсов датчика, которое выбирается с учетом текущего значения угловой скорости.

Известное устройство измерения угловой скорости содержит датчик скорости, генератор эталонной частоты, делитель, счетчик импульсов датчика, счетчик импульсов эталонной частоты, счетчик импульсов делителя, первый и второй ключи, регистр, блок инвертирую1ЦИХ ключей, компаратор 2.

Недостатком известного устройства являет ся то, что оно требует для осуществления процесса измерения отдельного регистра для хранения кода, определяющего количество периодов импульсов датчика, составляющих интервал измерения, наличия многоразрядного компаратора для сравнения данного кода с текущим значением кода счетчика импульсов датчика и наличия делителя, емкость которого при используемых эталонных частотах весьма значительна.

Цель изобретения - упрощение измерителя и повышение его надежности.

Цель достигается .тем, что в измерителе, содержащем импульсный датчик скорости, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов датчика, к управляющим входам первого и второго ключей и к управляющему входу блока инвертирующих ключей, генератор эталонной частоты, выход которого соединен через первый ключ со счетным входом счетчика импульсов эталонной частоты, счетчик импульсов промежуточной частоты, выходы которого подключены к информационным входам блока инвертирующих ключей, а вход - к выходу второго ключа, выходы блока инвертирующих ключей соединены с установочными входами счетчика импульсов датчика, выход старщего разряда которого подключен к твторому управляющему

входу первого ключа, а промежуточный выход счетчика импульсов эталонной частоты соединен с информационным входом второго ключа.

На чертеже приведена структурная схема измерителя угловой скороста.

Устройство содержит импульсный датчик скорости, генератор 2 эталонной частоты, ключ 3, счетчик 4 импульсов датчика, ключ счетчик 6 импульсов эталонной частоты, счетчик 7 импульсов промежуточной частоты, блок 8 инвертирующих ключей.

Выход датчика 1 соединен с входом счетчика 4 импульсов датчика, с управляющи ми входами блока 8 инвертирующих ключей и с управляющими входами ключей 3 и 5. Генератор 2 эталонной частоты, ключ 5 и счетчик 6 импульсов эталонной частоты соединены последовательно. Промежуточный выход счетчика 6 эталонной частоты через ключ 3 подключен к входу счетчика 7 импульсов промежуточной частоты. Выходы счетчикч 7 импульсов промежуточной частоты подсоединены через блок 8 к входам предварительной установки счетчика импульсов датчика.

Датчик 1 предназначен для формирования импульсов, период (Тх) следования которых обратно пропорционален скорости вращения. При повороте на угол 2Jl датчик 1 формирует Z импульсов. Счетчик 4 импульсов датчика подсчитывает число импульсов датчика и имеет предварительную установку от блока инвертирующих ключей. Счетчики 6 и 7 импульсов служат соответственно для подсчета импульсов эталонной частоть и промежуточной частоты. Блок 8 инвертирующих ключей предназначен для предварительной установки по сигналу с датчика 1 в счетчик импульсов датчика кода обратного коду счетчика импульсов промежуточной частоты.

Измерение угловой скорости осуществляется устройством следующим образом.

Начало врюменного интервала преббраэования (Ти) определяется приходом импульса датчика 1, при этом открываются кличи 3 и 5 и начинается заполнение счетчика импульсов эталонной частоты 6 и счетчика импулЛо промежуточной частоты 7. По второму импульсу датчика 4 ключ 3 закрывается и блок 8 инвертирующих ключей заносиг в счетчик 4 импульсов датчика код, обратный коду счетчика 7 импульсов промежуточной частоты. Таким образом, в момент Тх, равный одному периоду импульсов датчика, счетчик импульсов датчика устанавливается на основании грубого замера угловой скорости в состояние, определяющее общее время г реобразования из условия Ти Ти допусв счетчике 7 импульсов промежуточной частоты. Счетчик 6 импульсов эталонной частоты продолжает заполняться до переполнения счетчика 4 импульсов датчика. В момент переполнения счетчика 4 формируется импульс, закрывающий ключ 5 и определяющий конец интервала измерения Ти Код угловой скорости однозначно определяется состоянием счетчика 6 импульсов эталонной частоты б и состоянием счетчика импульсов промежуточной частоты. Работа измерителя может быть проиллюст- fs рирована следующим примером. Обозначим число разрядов счетчика 7 импульсов промежуточной частоты п . Максимальная емкость счетчика равна в этом случае N 1. Число импульсов промежуточной частоты, подсчитанное счетчиком 7 за время Тх, обозначим т. В соответствии с принятыми обозначениями блок 8 инвертирующих ключей устанавливает счетчик импуль сов дагшка в момент Тх в состояние сосчитать счетчику 4 импульсов датчика до конца интервала измерения определяется переполнением счетчика и равно т. Пусть . В этом случае при измерении утовой скорости и)ш,,, счетчиком 7 импульсов промежуточной частоты за время Тх Tx, будет подсчитано число m : N. Если, |;апри14 и счетчик 4 импул m 1 ,то 1 сов датчика в момент Тх будет установлен в состояние I, которое определит весь преобразования Ти как Ти 14 Тх. В случае )j,, счетчиком промежуточной частоты за Тх Тх ,п будет Подсчитано т, близкое к N. Пусть, например. m 13, отсюда 1 2 В счетчик импульсов датчика устанавливается в состояние 13, которое определяет весь период преофазованяя как Ти 2Тх. Таким образом,;шнтервап язмереивя Тя остается в заданных пределах. Выбор его в данном измерителе существенно упрощается что обусловлзтает снижение аппаратурных затрат, повышение надежности устройства и уменьщение его стоимости.

ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОЮЙ СКОРОСТ содержащий импульсный датчик скорости, выход которого подключен к счетному входу счетчика импульсов датчика, к управляющим входам первого и второго ключей и к управляющему входу блока инвертирующих ключей, генератор эталонной частоты, выход которого соединен через первый ключ со счетным входом счетчика импульсов эталонной частоть счетчик импульсов промежуточной частоты, выходы которого подключены к информационным входам блока инвертирующих ключей, а вход к выходу второго ключа, отл.ичающийся тем, что, с делью упрощения измерителя и повыщения его надежности, выходы блока инвертирующих ключей соединены с установочными входами счетчика импульсов датчика, выход старшего разряда которого подключен к второму упраюШощему входу первого ключа, а промежуточный выход счетчика импульсов эталонной частоты соединен с информационным входом второго ключа. W