Измерительный преобразователь угловой скорости Советский патент 1983 года по МПК G01P3/489 

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть исполь зёвано для преобразования скорости вращения валов и других вращающихся элементов в аналоговый электрический сигнал.

По основному авт. св. 964540 |известен измерительный преобразова;Тель угловой скорости, содержащий .последовательно соединенные-индук{ционный датчик и формирователь им|Пульсов, которЕлй выполнен в.виде компаратора с регулируемым порогом срабатывания и преобразователя период-напряжение, причем выход индукционного датчика подключен к сигнальному входу компаратора, вход управления которого соединен с выходом преобразователя период-напряжение, а выход - с входом преобразователя период-напряжение fl.

Сигнал с инду-кционного датчика . поступает на сигнальный вход компаратора, а с его выхода - на вход . преобразователя период-напряжение7 выходной сигнал которого поступает |на управляющий вход компаратора и изменяет его порог срабатывания. Величина изменения порога определяется у.словиями помехоустойчивости, с ростом угловой скорости величина порога увеличивается от минимально допустимой до рабочей. Выходной сигнал компаратора имеет импульсную форму, а сигнал с выхода преобразователя период-напряжение зависит нелинейно от угловой скорости и не мож.ет быть использован в системах автоматического управления скорости вращения, т.е.управляющее порогом срабатывания компаратора напряжение не может полностью соответствовать оптимальному значению.

Цель изобретения - расширение диапазона, увеличение точности и ли- . нейности на нижнем пределе диапазо-на работы. ,

Поставленная цель достигается тем что в измерительном преобразователе угловой скорости преобразователь период-напряжение выполнен в виде преобразователя частота-код с изменяемы коэффициентом преобразования, преобразователя код-напряжение, управляемого делителя напряжения и схемы управления, причем выход компаратора соединен с входом схемы управления С сигнальным входом преобразователя частота-код, вход управления которог подключен к входу управления преоб / разователя код-напряжение, к входу управления управляемого делителя напряжения и к входу схемы управления, а выход - информационному входу преобразователя код-напряжение, один из выходов котброго соединен с входом управления компаратора, а другой с сигнальным входом управляемого дёлителя напряжения.

На фиг. 1 приведена схема измерительного преобразователя угловой скорости вращени.я, на фиг. 2 - амплитудно-частотные характеристики.

Устройство включает в себя индукционный датчик 1, компаратор с регулируемым порогом срабатывания 2 и преобразователь период-напряжение 3, который содержит преобразователь частота-код с изменяемым коэффициентом преобразования 4, преобразователь код-напряжение. 5, управляемый делитель напряжения б и схему 7 управления,причем сигнальный вход 8 компаратора 2 подключен к датчику 1, а выход комцаратора 2 - к входу схемы 7 управления и сигнальному входу 9 преобразователя частота-код выход которого присоединен к информационному входу 10 преобразователя код- напряжение.5, а его выход 11 подключен к сигнальному входу делителя напряжения б, выход схемы управления соединен с входами управления преобразователей 4,5 и делителя б, вход управления 12 компаратора 2 подключен к выходу 13 преобразователя код-напряжение 5.

Измерительный преобразователь угловой скорости работает следующим образом.

При вращении вала или другого объекта, угловую скорость которого нужно измерить, модулируется магнитное поле индукционного датчика 1, например, при изменении магнитного потока, проходящего через зубчатый диск датчика, связанный с объектом вращения. На выходе индукционного датчика 1 появляется сигнал, форма которого близка к синусоидальной, частота прямо пропорциональна, а амплитуда нелинейно зависит от угловой скорости вращения объекта. Сигнал с индукционного датчика 1 поступает на сигнальный вход 8 компаратора 2, например операционного усилителя, охваченного положительной обратной связью. Выходной сигнал прямоугольной формы с компаратора 2 поступает на вход схемы 7 управления и на сигнальный вход .3 преобразователя частота-код 4 с изменяемым коэффициентом преобразования, например с переключаемым опорным генератором. Выходной сигнал преобразователя 4 в цифровой форме поступает на информационный вход 10 преобразователя код-напряжение 5, напряжение на выходе 11 которого линейно зависит от цифровой информации, записанной в преобразователь 5, а напряжение на выходе 13, управляющее порогом срабатывания компаратора 2, определяется уело.ВИЯМИ оптимальной помехоустойчивости устройства. Преобразователь 5 в общем случае содержит две матрицы преобразования код-напряжение. Напряжение с выхода 11 преобразователя 5 поступает на сигнапьный вход управляемого делителя 6, выходной сигнал которого является аналоговым выходом устройства Выход 1. Схема 7 управления при частоте сигнала, превышающей определенньй уровень, например 20% рабочего диапазона устройства, производит переключение коэффициента преобразования преобразователя 4, отключение выхода 13 преобразователя 5, переключение коэф фициента передачи управляемого делителя напряжения 6. Выходы преобразователя частота-код 4 и схемы 7 управления являются цифровым выходом y ройства Выход 2.С ростом угловой скорости вращения сигнал с выхода индукционного датчика 1 растет, а затем уменьшается и стабилизируется на определенном уровне, так как с увеличением угловой скорости растут электродвижущая сила и индукционное сопротивление, катушки датчика. Элементы матрицы по выходу 13 преобразователя код-напряжение 5 подбираются таким образом, чтобы при изменении частоты сигнал на выходе индукционного датчика от нуля- до уровня, соответствующего уровню переключения схемы 7 управ ления, порог срабатывания компараТора 2 определялся условиями оптимальной помехоустойчивости.

При увеличении частоты выходного сигнала компаратора 2 от нуля до

выбранного уровня срабатывания схе1Ж 7 управления выходной сигнал преобразователя чаЪтота-код 4 изменяется в пределах, соответствующих изменению напряжения на выходе преобразователя код-напряжение 5 от нуля до максимального значения диапазона преобразования. При превышении частоты выходного сигнала компаратора 2 уровня срабатывания схемы 7, например, производящей сравнение входной частоты с задан- . ной, схема управления производит ; переключение коэффициента преобразования преобразователя 4, напри-. мер, переключая частоту опорного генератора преобразователя, соответственно изменяется напряжение на выходе преобразователя 5. Одновременно происходит изменение коэффициента передачи управляемого делителя напряжения б, например, на прецизионном операционнсм усилителе, которое обеспечивает точное согласование диапазонов работы преобразователя.

Амплитудно-частотные характеристики индукционного датчика, порога срабатывания компаратора, схемы управления, преобразователя кодг напряжение, управляемого делителя и зависш сть выходного напряжения на Выходе 1 от частоты приведены на фиг. 2.

Предлагаемый преобразователь помехоустойчив, обладает высокой линейностью и точностью, в том числе и в нижней части диапазона преобразования, и обеспечивает работу в широких пределах измерения и регулирования скорости.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ПО авт.св. 964540, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона, увеличения точности и линейности на нижнем пределе диапазона работы, преобразователь периоднапряжение выполнен в виде преобразователя частота-код с изменяемым коэффициентом преобразования, преоб1/ разрвателя код-напряжение, управляемого делителя напряжения и схемы управления , причем выход компаратора соединен с входом схемы управления с сигношьным входом преобразователя частота-код, вход управления которого подключен к входу управления преобразователя код-напряжение, к входу управления управляемого делителя напряженияи к выходу схемы управления, а выход - к информационному входу преобразователя код-напряжение j один из выходов которого О) соединен с входом управления компаратора, а другой - с сигнальным входом управляемого делителя напряжения.