Устройство для регистрации времени переходного режима вращающегося механизма Советский патент 1983 года по МПК G07C3/00 

Изобретение относится к контролю и регистрации времени работы вращающегося механизма, например турбоагрегата, и предназначено для измерения времени разгона и выбега при обкатке на стендовых испытаниях..

Известноустройство для регистрации времени выбега, содержащее электронный преобразователь частоты вращения ротора в электрическое напряжение, источник образцового интервала времени, схему совпадения и регистратор времени 1.

Недостатками данного устройства являются низкая точность отсчета времени выбега и невозможность выбора уровней начала и конца отсчета. Это объясняется тем, что начало работы счетчика времени выбега производится от некоторого значения частоты вращения. Значение частоты измеряется электронным частотомером и выбирается оператором, что требует определенного внимания. Кроме того, возможна неравномерность вращения ротора, которая не может быть отслежена оператором, а также исключена возможность автоматизации процесса измерения. . .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для регистрации времени переходного режима вращающегося механизма, содержащее датчик импульсов, первый и второй блоки сравнения , выход последнего из которых соединен с первым вхЬдом элемента И, выход которого подключен к входу счетчика времени, делитель напряжения, преобразователь напряжения и задатчики 2.

Известное устройство обладает недостаточно широким динамическим диапазоном изменения рабочих частот невысокой точностью и линейностью. Это объясняется тем, что сигнал вхоной частоты предварительно преобразвывается в преобразователе в пропорциональное частоте вращения ротора напряжение, а затем сравнивается в аналоговых блоках сравнения с опорными напряжениями заданных уровней. Эти промежуточное преобразования приводят к потере точности, Обеспе,чение высокой точности и линейности находится в противоречии с широким динамическим диапазоном.

Цель изобретения - повышение точности устройства.

Поставленная цеЛь достигается тем, что в устройство для регистрации времени переходного режима вращающегося механизма, содержащее датчик импульсов, первый и второй блоки сравнения, выход последнего из которых соединен с первым входом элемента И, выход которого

подключен к входу счетчика времени, введендл счетчик импульсов, генератор импульсов, дешифратор и элемент НЕ, каждый блок сравнения выполнен из последовательно соединенныхкоммутатора, элемента И-НЕ, формирователя импульсов и демодулятора,выход датчика импульсой подключен к входу счетчика импульсов, выходы которого через дешифратор соединены с входами коммутаторов первого и второго блоков сравнения, выходы демодуляторов которых соответственно через элемент НЕ и непосредственно подключены к входам

5 элемента И, выход генератора импульсов соединен с установочными входами счетчика импульсов и формирователя блоков сравнения.

Кроме того, формирователь импуль-.

Q сов блока сравнения выполнен из первого триггера памяти, элемента задержки и второго триггера памяти,которые соединены последовательно.

На чертеже приведена структурная

5 схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит датчик 1 импульсов, генератор 2 импульсов, счетчик 3 импульсов, дешифратор 4, первый и второй блоки 5 и 6 сравнения,

0 состоящие из коммутатора 7, элемента И-НЕ 8 и формирователя 9 импульсов, который выполнен из первого триггера 10 памяти, элемента 11 задержки, второго триггера 12 памяти

г и демодулятора 13, элемент НЕ 14, Счетчик 15 времени и элемент И 16.

Устройство работает следующим образом.

При вращении ротора на выходе датчика 1 .импульсов образуются

импульсы напряжения, частота которых соответствует частоте вращения. Счетчик 3 импульсов подсчитывает количество импульсов за эталонный промежуток времени,

5 поступающий на вход счетчика 3 импульсов от генератора 2 импульсов бремени. Каждый разряд счетчика кодирует входную частоту в двоично-десятичный код. Закодированные сигналы счетчика подаются на соответствующие входы дешифратора 4 для представления частоты вращения в последовательность п-разрядных десятичных чисел,

5 Десять выходов каждого разряда дешифратора 4 подключены к входам двух параллельно включенных блоков 5 и б сравнения, Задание уровней производится установкой декад коммутаторов 7 .в положения, сортветствующие числовым значениям заданных частот, .

Перед началом обработки сигналов входной частоты все разряды , 65 счетчика 3 импульсов, а также триггеры 10 и 12 памяти устанавливаются в соотояние .логического нуля импульсом сброса .отрицательной полярности, поступающим на их установочные входы. При этом на первых выходах дешифратора 4 всех разрядов устанавливаются логически единицы, а на остальных выходах логические нули. При поступлении первого импульса на счетный вход счетчика 3 импульсов формируется логическая ед иница на втором выходе дешифратора 4 младаего разряд По; мере поступления входных импуль сов :с датчика 1 импульсов логическая единица переходит на другое число дешифратора 4. После заполнения первого г ладшего разряда счетчика 3 импульсов единица перекосится в следую11{ий разряд счётчика и формируется логическая единица на втором выходе дешифрато 4 второго младшего разряда и т.д. При входных частотах ниже задан ных значений, установленных коммут торами 7 в старших разрядах счетчи ка 3 импульсов, за время периода не успевает пройти необходимое количество импульсов входной частоты. На э.лементы-Й-НЕ 8 поступят сигналы разных логических уровней. На выходах элементов И-НЕ.. 8, а также на выходах демодуляторов 13 будут присутствовать сигналы логического нуля. На вход элемента И 16 поступят логическая единица с выхода элемента НЕ 14 и логический нуль с вызсода демодулятора 13 второго блока 6 сравнения. На выхо .Элемента И 16 будет сформирован логический нуль, запрещающий работ счетчика 15 времени. В режиме Разгон вращанвдегос механизма повышае.тся частота враще нйя ротора. При определенн 1 : значении частоты вращения во всех разрядах счетчика 3 импульсов прой .необходимое количество импульсов, соответствукндее установленному ком мутатором. 7 второго блока 6 сравне ния . При совпддении во времени во всех разрядах логических единиц на выходах элемента И-НЕ 8 сформируе ся результирующий импульс отрицательной полярности. Длительность этого импульса соответствует перио ду следования частоты вращения рот ра, а период повторения равен образ цовому интервалу, времени. Срабатывание формирователей 9 и пульсов происходит следук1щим образом. Результирующий импульс с выхода элемента И-НЕ 8 пере.водит первый триггер 10 памяти в состояние логи ческой единицы. По окончании образ цового интервала.времени происходи формирование импульса.сброса отрицательной полярности, во время которого первый триггер 10 памяти возвращается в исходное состояние . логического нуля. С некоторой задерж-, кой от спада импульса первого триггера 10 памяти срабатывает элемент 11 задержки,длительность выходного импульса которого должна перекрывать длительность импульса сброса. Выходной импульс элемента 11 задержки переводит триггер 12 памяти в состояние логической едини1да, а на время задержки импульс сброса возвращает второй триггер 12 памяти в состояние логического нуля. Таким образ9М, на выходе второго триггера 12 памяти формируется высокий логический Уровень с импульсами отрицательной полярности, длительность которого равна времени задержки элемента 11 задержки. Информация с выхода второго , триггера 12 памяти сглаживается, демодулятором 13. Высокий логический уровень, непрерывный по времени на-выходе демодулятора, сохраняется до тех пор, пока частота вращения равна или выше заданного значения,, и с выхода элемента И-НЕ 8 поступает результирующий .импульс. Появление логической единицы на обоих входах элемента И 16 приводит к образованию логической единицы на выходе этого элемента и снятию запрета. Счетчик 15 измеряет время, в течение которого механизм набирает обороты до момента срабатывания первого блока 5 сравнения. Это происходит при совпадении частоты вргицения с числом, установленным в коммутаторе 7 первого блока 5 сравнения, и формирований результирую1цег6 импульса на выходе Элемента И-НЕ 8. Срабатывание формйр.ователя 9 импульсов первог.р блока 5 сравнения происходит аналогично. СфО1 лированная логическая единица на выходе демодулятора 13 инвертируется элементом НЕ 14 в логический нуль и на выходе элемента И 16 образуется логический нуль, запрещающий работу счетчика 15 времени. Счетчик 15 времени прекращает измерение времени ftepeходного режима Разгон . Процесс измерения времени переходного режима Выбег при останог ве вращакадегося механизма происходит в обратном порядке. Приснижении частоты вращения ниже заданного значения, записанного в коммутаторе 7 первого блока 5 сравнения, выключается формирователь 9 импульсов. Счетчии 15 времени измеряет время переходного режима до снижения частоФы вращения до заданного значения, записан 10.15410

нрго в коммутаторе 7 второго блока брасширить диапазон рабочих частот .

сравнения.вращения ротора и вращающегося мехаОтсутствие в предлагаемом устрой-низма. Быстродействие устройства

стве аналоговых преобразователей поз-определяется длительностью образцовоТлопяет повыс 1ть точность измерений иго интервала времени.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРА ЦИИ ВРЕМЕНИ ПЕРЕХОДНОГО РЕЖИМА ВРАЩАЮЩЕГОСЯ МЕХАНИЗМА, содержащее (атчик импульсов, первый и второй блоки сравнения, выход последнего из которых соединен с первым входом элемента И, выход которого подключен к входу счетчика времени, о т л и Ч а ю щ е е ,с я тем, что, с целью повышения точности устройства, 6 него введены счетчик импульсов, генератор импульсов, дешифратор и элемент НЕ, каждый блок сравнения выполнен из последовательно соединенных коммутатора, элемента И-НЕ, формирователя импульсов и демодулятора, выход датчика импульсов подключен к входу счетчика импульсов выходы которого через, дешифратор соединены с входами коммутатора первого и второго блоков сравнения, выходы демодуляторов которялх соответственно через элемент НЕ и непосредственно подключены к входам элемента И, выход генератора импульсов соединен с установоЧн1л ||и входами счетчика импульсов и формирователей импульсов блоков сравнения. 2. Устройство по П.1, о т л и чающееся тем, что формироСО ватель импульсов блока сравнения выполнен из первого триггера памяти, элемента задержки и второго триггера памяти, которые соединены последовательно. СП