Измеритель скорости вращения вала Советский патент 1983 года по МПК G01P3/489 

Ю

4 Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и мож быть использовано в системах автома тического управления электроприводами. Известны измерители скорости вра .йдения на базе индукционных фазовращателей, представляющие следящую систему за углом поворота фазовраща теля Недостатком таких устройств являе ся низкое быстродействие и малый ди апазон измерения. Известен также измеритель скорос вращения вала, который содержит индукционный фазовращатель, соединенн через формирователь со счетчиком пе риодов, генератор импульсов , подклю ченный к первому входу счетчика импульсов, выход которого соединён со входом нуль-органа и две схемы совпадения. В устройстве измеряется из менение фазы начала С И+1)-го периода сигнала на выходе индукционного фазовращателя по сравнен.ию с фазой начала ( И+1)-го периода опорного напряжения. Выходная характеристика устройства определяется соотношениемN-fX (1) Wb-l-Шр частота заполняющих импульсов ; Wa, скорость вращения вала фазовращателя/ ct)jj - углоюая частота эталонног сигнала; ft - код измеряемой скорости; 2Ти - время измерения/ У) - заданное чи.сло периодов измерения f2 J. Недостатком устройства являет-. он то, что его выходная характеристика, описываемая соотношением (1), .нелинейна. Цель изобретения - повышение точности измерений путем обеспечения линейности выходной характеристики в широком диапазоне скоростей. Поставленная цель достигается тем что измеритель скорости вращения вала содержащий фазовращатель, соединенный через формирователь со счетчиком периодов, генератор иг- пульсов подключенный к первому входу счетчика импульсов, выход которого соединен со входом нуль-органа, снабжен Д4-триггером и компаратором, причем А-вход Яв-триггера подключен к выход нуль-органа, а S-вход - к выходу счетчика периодов, первый выход - к первому входу компаратора, а его второй выход - ко вторым входам счет чика импульсов и компаратора. На фиг. 1 представлена функционал ная схема устройства, где приняты обозначения: ( угловая скорость вращения вала фазовращателя; Wg - код нулевой скорости; И- число периодов измерения; U - выходное напряжение устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу (): приОиэ 0, при вращении вала фазовращателя против направления электромагнитного поля в нем, при 1вращении вала фазовращателя согласно направлению электромагнитного поля {на фиг. 2 приняты обозначения: UH - выходное напряжение фазовращателя, Ua. напряжение на выходе счетчика периодов, 11-% - напряжение на выходе нуль-органа, выходное напряжение устройства, 0- среднее значение выходного напряжения. Измеритель скорости вращения вала содержит индукционный фазовращатель 1, соединенный через формирователь 2 со счетчиком периодов 3, генератор импульсов 4, соединенный с первым входом счетчика импульсов 5. Выход счётчика импульсов подключен ко входу нуль-органа б, выход которого соединен с R -входом R.5-триггера 7, а 5-вход его - с выходом счетчика периодов 3. Первый выход В5-триггера 7 соединен с первым входом компаратог ра 8, а его второй выход - со вторыми входами счетчика импульсов 5 и компаратора 8 соответственно. Выход компаратора является выходом устройства. . Устройство работает следующим образом. На счетчике периодов 3 устанавливается необходимое число периодов измерения и , которое выбирают, исходя из требований по быстродействию как целую часть выражения где С,. требуемое быстродействие измерителя. В дальнейшем используется скорректированное по возможности реализации время измерения t - 27i ((3) гдеи - определяется из (2). Частота тактового генератора выбирается из соотношения :. Шо где UJ - минимальная Скорость вращв ния вала, которую необходимо контролировать или ра рёшакяцая способность измерителя сГ-бь На счетчике импульсов 5 устанавливается число .NQ , определяемое выражением, .bL. :.i По прохождении и периодов выход- . ного напряжения фазовращатели Ui на выходе счетчика периодов 3 появляетс импульс ) определяющий момент вре мeниt начала i-ro цикла измерения. При этом RS -триггер 7 переводится в исходное состояние. На выходе компар тора 8 устанавливается напряжение + Uyi, и вырабатывается сигнал на разре шение счета счетчиком импульсо.., который в течение времени fg работает в режиме вычитания. В момент времени -t ti+ Т счетчик импульсов 5 обнуляется и сигналом нуль органа б RS -триггер 7 переходит в но вое состояние. При этом на выходе компаратора устанавливается напряжение на счетчик импульсов 5 поступает сигнал запрета счета и устанавливается число MQ. Длительность цикла измерения определяется соотношением , н Выходное напряжение компаратора 8 представляет собой частотно- модулиро ванный сигнал с частотой следование импульсов г , а;о4 WQ tewx- - - ависящий от скорости вращения вгша азовращателя, где €0ы - частота вы- одного напряжения измерителя. Среднее значение напряжения U на ыходе компаратора 8 i Tri,t tUlt -)dt . ,)(тД-); .t,(2 ,)(Ти-Т,) ли с учетом (3),и (б) Как видно из (9) устройство имеет линейную выходную зависимость среднего значения напряжения от.скорости вращения вала фазовращателя. Причем знак О определяется HanpaBлением вращения вала фазовращателя. Максимальная частота вращения (и 18°. которую можно определить по алгоритму (9)(ti g™ - Щз г что значительно превосходит конструктивные возможности фазовращателей.

ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОС.ТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА, содержащий индукционный .фазовращатель, соединенный через ФОЕ мирователь со счетчиком периодов, импульсов, подключенный к JnepBOMy входу с етчика импудтьсов, , выход которого соединен со входом нуль-органа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет обеспечения линейности выходной характеристики в широком диапазоне скоростей, он снабжен R.S-триггером и компаратором, причем R-вход RS -триггера подключен к Ъыхо ду нуль-органа, 5-вход - к выходу счетчика периодов, первый выход - к jпервому входу компаратора, а второй i выход - ко вторым входам счетчика .. импульсов и компаратора..