Цифровой измеритель угловой скорости Советский патент 1983 года по МПК G01P3/489 

Изобретение относится к измерительной технике и приборостроению и может быть использовано для измерени угловой скорости в системах контроля и управления. Известен цифровой измеритель окорости, считающий импульсы частотного датчика на определенном временном ин тервале, выбираемом автоматическим перебором из набора временных интервалов в зависимости от диапазона измеряемой скорости 1. Недостатками измерителя являются непригодность для измерения пер еменной скорости, низкое быстродействие и то, что он определяет не абсолют ные, а относительные в выбранном, диапазоне значения скорости. Известно также устройство для измерения угловой скорости, которое автоматически в зависимости от частоты входных импульсов подбирает интервал времени измерения, в течение которого считаются входные импульсй и тем самым определяются относительные в выбранном диапазоне значения скорости. Устройство содержит формирователь импульсов, включенный через первую схему И на вход связанного с вторым .триггером счетчика, первый триггер, вход которого соединен с вы ходом второй схемы И, а выход - с входами первой схемы И, включенного на вход второй схемы И второго триггера и третьей схемы И, соединенной с входом формирователя интервалов квантования, блок задания интервалов ,квантования, выходами связанный с формирователем интервалов квантовани включенным на входы второй схемы И, блока задания интервалов квантования и управляемого делителя частоты, соё диненного с входом третьей схемы И и состоящего из генератора, делителя частоты, схемы ИЛИ, схем И и блока задания пределов измерения Т23, Недостатки.устройства - невозможность определения абсолютных значени скорости,.приборная погрешность изме рения вследствие прерывания интервалов квантования при заполнении счетчика и сложность ввиду необходимости обеспечения коррекции временных интервалов вследствие переменности час тоты импульсов с управляемого делите ля частоты. Цель изобрй ения - уменьшение погрешности измерения. Поставленная цель достигается тем что в цифровой измеритель угловой скорости, содержащий датчик импульсов, три двоичных счетчика, генератор импульсов, двухвходовую схему И, схему ИЛИ и триггер, введены сдвиговый регистр, дешифратор, высокочастотный генератор импульсов, две схемы ИЛИ и трехвходовая схема И, причем выход датчика импульсов соединен с суммирующим входом первого счетчика, выходы разрядов которого подключены к входам разрядов сдвигового регистра, выход первого генератора импульсов соединен с суммирующим входом второго счетчика, выходы разрядов и выход переполнения которого подключены через дешифратор к входам второй схемы ИЛИ, включенной на суммирующий вход третьего счетчика и второй вход двухвходовой схемы И,первый вход которой соединен с выходом старшего разряда первого счетчика, а выход - с первым входом первой схемы ИЛИ, второй вход которой подключен к выходу переполнения второго счетчика, а выход к сбросовым входам первого и второго счетчиков, к входу записи информации сдвигового регистра и к установон-ному входу триггера, выход которого соединен с вторым входом трехвходовой схемы И, первый вход которой подключен к выходу высо1Кочастотного генератора импульсов, а третий - к сбросовому входу триггера и к выходу третьей схемы ИЛИ, входы которой соединены с выходами третьего счетчика,- при этом выход трехвходовой схемы И подключен к вычитающему входу третьего счетчика и к входу сдвига сдвигового регистра. На чертеже приведена функциональная схема цифрового измерителя угловой скорости. Измеритель содержит датчик 1 импульсов , первый двоичный счетчик 2, сдвиговый регистр 3, первую схему И 4, первую схему ИЛИ 5, триггер б, .первый генератор 7, второй двоичный счетчик 8 дешифратор 9, вторую схему ИЛИ 10, третий двоичный реверсивный счетчик 11, третью схему ИЛИ 12, второй генератор 13 и вторую схе.му И 14.. Счетчик 2 считает импульсы датчика 1, счетчик 8 накапливает Код временного интервала измерения, а код в счётчике 1.1 определяет число сдвигов кода в регистре 3. Выходы всех разрядов и выход переполнения счетчика 8 включены на входы дешифратора 9, а с выхода детаифратора 9 на входы схемы ИЛИ 10 поданы только те выходы, которые соответствуют записанным в счетчик 8 кодам временных интервалов равным 2,... е 1,2,3,... Тем самым при подборе временных интервалов измерения каждый последующий интервал будет в 2 раза больше предаадущего. Это позволяет при вычислении скорости вместо деления кода счетчика 2 на код счетчика 8 использовать операцию сдвига кода в регистре 3. Наличие незадействованных младших К входов регистра 3 позволяет задавать коэффициент пропорциональности и дробную часть значений скорости. Измеритель работает следующим образом. В исходном положении, а начале очередного интервала измерения скорости всё счетчики, триггер и сдвиго вый регистр обнулены. Импульсы установленного на валу объекта датчика 1 поступают в счетчик 2, а импульсы стабильной частоты с генератора 7 начинают заполнять счетчик 8. Каждьш раз .при образовании в счетчике 8 код числа, равного 2 на соответствую1 м выходе дешифратора 9 и, следовательно, на выходе схемы ИЛИ 10 появляется и записывается в счетчик 11 едини .ца. Появление единицы в старшем разряде счетчика 2, объем которого опре деляется точностью измерения скорости, сигнализирует о ВОЗМОЖНОСТИ; ВЫчисления значения скорости. При этом очередной импульс с выхода |ИЛИ 10, сигнализирующий об окончании щ еменного интервала измерения, прохо дат через схемы И 4. и ИЛИ 5, поступает на вход С записи информации сдвигового регистра 3, переписывая код из счетчика 2 в регистр 3, обнуляет счетчики 2 и В, приготовив тем самкМ;Их к работе на следующем ийтервале измерения скорости, и переводит триггер 6 в единичное - состояние. - €кгнал с выхода триггера 6 позволяет высокочастот ным 1мпуль с eiM ге нератрр а 13 проходить через схему И 14 на вычитающий вход счетчика 11 и вход сдвига регистра 3. Если в счетчике 11 записан код числа (соответственно, в счетчике 8 будет код чисца , это означает, что временной интервал измерения раван 2 и для вычислений скорости следует код счетчика 2 уменьшить в 2 раз, что равнозначно сдвигу 8 раз кода регистра 3 в сторону младших разрядов. Когда счетчик 11 обнулится, т.е. кйгда закончится операция сдвига кода в регистре 3 и в нем будет/сформирован код скорости, на выходе схемы ИЛИ 12 появится нулевой сигнал, сбрасывающий триггер 6 и отключающий генератор 13 от схемы. В случае малой скорости (или останова ) объекта, когда счетчик 8 переполняется (на него пришло 2 импульсовЬ а на выходе старшего разряда счетчика 2 еще не появился сигнал, сигнал переполнения с выхода счетчика 8 поступает на вход схемы ИЛИ 5. Далее схема измерителя работает аналогично вьаиеописанному. Предлагаемый цифровой измеритель угловой скорости по сравнению с известными устройствами обладает более высокими точностью и быстркодействием; возможностью получения абсолютных аначенай скорости} работоспособностью в диапазоне малы скоростей; более простой принципиальной схемой..

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГШВОЙ СКОРОСТИ, содержащий датчик импульсов, три двоичных счетчика, генератор импульсов двух вкодовую схему И, схему ИЛИ и т|зиггер, о т л и ч а ю ад и и с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения,, в него введены сдвиговый регистр, дешифратор, высо кочастот ный геиератор импульсов, две схема ИЛИ и трехвходовая схема И причем выход датчика имйульсов соединен с суммирующим входом первого счётчика, выходы разрядов которого подключены к входам разрядов сдвигового регистра, ВЕзЬсод первого генератора импульсов соединен с с ьфшрующим входом второго счетчика, выходы разрядов и выход переполнения которого подключены через даинфратор к входам второй схемы ИЛИ, включенной на суммирукшщй вход третьего счетчика и второй вход ДВУХВХОДОВОЙ CXBMk И, первый вход которой соединен с выходЬм старшего разряда первого счетчика, .а выход - с первым входом первой схемы ИЛИ, второй вход которой подключен к выходу переполнения второго счетчика, а выход - к сбросовым входам первого и второго счетчиков, к входу записи информации сдвигового регистра и к установочному входу триггера, выход которого соединен с i ВТОРЫМ входом трехвходовой схеьш И„ (Л первый вход которой подключен к выхо ду высокочастотного генератора импульсов, а третий - к сбросовому входу триггера ик выходу третьей схемы ИЛИ, BxojQti которой соединены с выхо- g дами третьего счетчила, при этом вы- ход трехвходовой схемы И подключен к вычитающему входу третьего счетчика и к входу сдвига сдвигового регистра., О5 4