Устройство для измерения колебаний частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК G01P3/42 

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения колебаний частоты вращения коленчатого вала двиг«теля внутреннего сгорания с использованием электрических средств и може быть использовано для измерения колебаний частоты вращения коленчатого шала двигателей. Известно устройство для измерения колебаний вращения, содержащее датчик, усилитель и формирователь импульсов входного сигнала, дхему управления , формирующую измерительный интервал, клапан, один вход которого подключен к генератору эталонной ча стоты, второй к выходу схемы управления, а выход - к выходу счетчика СО. Наиболее близким к предлагаемому по техни ческой сущности является уст ройство, содержащее первичный преобразователь с подключенным к его выхо ду через первый формирователь преобразователем частота-напряжение, первый коммутатор с подключенным к его управляющему входу генератором импульсов, а к его выходам - первым и вторым детекторами, второй коммутатор подключенный своими входами к выхода обоих детекторов, а управляющим входом - к генератору импульсов, первый преобразователь напряжение-частота, индикатор Zj. Недостатком устройства является большая динамическая погрешность измерения величины относительных колебаний частоты вращения. Цель изобретения - повышение точности измерения величины относительных колебаний частоты вращения. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее первичный преобразователь с подключенным к его выходу через первый формирователь преобразователем частотанапряжение первый коммутатор, управляющим входом соединенный с выходом : генератора .импульсов, а выходами с первым и вторым детекторами, выходы которых подключены к входами вто рого коммутатора, управляющим входом соединенного с выходом генератора импульсов, первый преобразователь йапряжение-частота и индикатор, снабжено фильтром низких частот с подключенным к его выходу через блок вычитания выпрямителем; вторым преобразователем напряжение-частота. 10 92 выход которого через делитель частоты с переменным коэффициентом деления соединен с первым входом реверсивного счетчика; вторым формирователем с подключенным к его выходу своим управляющим входом ключом и элементом ПАМЯТЬ, причем выход преобразователя частота-напряжение соединен с входом фильтра низких частот и с вторым входом блока вычитания, выход выпрямителя подключен к входу первого коммутатора, выход генератора импульсов соединен с входом второго формирователя, выход второго коммутатора через последовательно соединенные ключ, элемент ПАМЯТЬ, первый преобразователь напряжение-ча стота подключен к второму входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом индикатора и с управляющим входом делителя частоты при этом фильтра низких частот подключен к входу второго преобразователя напряжение-частота. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 временная диаграмма сигналов. Устройство для измерения колебаний частоты вращения коленчатого вала Двигателя внутреннего сгорания содержит первичный преобразователь 1 с подключенным через цепочку первый формирователь 2- преобразователь 3 частота-напряжение - фильтр k низких частот - блок 5 вычитания - выпрямитель 6 двухполупериодный - первый коммутатор 7 первый детектор 8 пиковый - второй коммутатор 9 ключ 10 - элемент ПАМЯТЬ 11 - первый преобразователь 12 напряжение-частота - реверсивный счетчик 13 индикатором 14; второй дете.ктор 15 пиковый , подключенный своим входом к выходу первого коммутатора 7, а выхо дом - к другому входу второго коммутатора 9; генератор 16 импульсов, выход которого подключен к входу второго формирователя 17, второй преобразователь 1И напряжение-частота, выход которого связан с делителем 19 частоты с переменным коэффициентом деления. Преобразователь 3 подключен также к другому входу блока 5; выход фильтра k подключен также к входу второго преобразователя 18; генератор 16 подключен также к управляющим вАодам первого и второго коммутаторов 7 и 9; выход второго формирователя 17 подключен к 31 управляющему входу ключа 10; выход делителя 19 подключен к другому входу реверсивного счетчика 13, выход которого подключен также к управляющему входу, делителя 19. Первичный преобразователь 1 выполнен в виде магнитоэлектрического преобразова- теля с усилителем переменного тока. При вращении зубчатого диска из ферромагнитного материала, укрепленного на валу контролируемого объ екта, в обмотке nepBtf4Horo преобразователя 1 наводится переменная : ЭДС, которая усиливается встроенным усилителем. Частота выходных им пульсов пропорциональна частоте вращения вала контролируемого объекта. Первый формирователь 2 состоит ; из усилителя и триггера Шмитта и обеспечивает выдачу импульсов фиксированной амплитуды и длительности. Генератор 16 вырабатывает прямоуголь ные импульсы со скважностью равной Д Второй формирователь 1 вырабатывает короткие импульсы по переднему и заднему фронтам входных импульсов. Устройство работает следующим образом. При вращении вала контролируемого объекта на выходе цепочки первичный преобразователь 1 - первый формирователь 2 формируются импульсы фиксированной амплитуды с частотой, пропорциональной частоте вращения вала. Эти импульсы поступают на преобразователь Зг где преобразуются в напряжение, величина которого пропорциональна частоте импульсов. Фильтр k .производит усреднение в одного напряжения. Таким образом, на входе фильтра k будет напряжение, пропорциональное мгновенной частоте . вращения,а на выходе - пропорционально средней частоте вращение.Блок 5выпЪлняет вычитание напряжения, посту:пающего с фильтра , из напряжения, поступающего с преобразователя 3, т.е. выделяет переменную составлящую напряжения, характеризующего колебания частоты вращения относительно средней частоты вращения. Напряжение с блока 5 поступает на вход выпрямителя 6, который преобраз т его в пульсирующее напряжение причем величина пульсаций пропорциоргагльна амплитуде отклонений мгно венной частоты от средней. Первый и второй коммутаторы 7 и 9 работают в противофазе, поэтому когда вход 94 коммутатора 7 подключен к первому детектору -8, то вход второго коммутатора 9 подключен к выходу второго детектора 1 и наоборот. Переключение обоих коммутаторов осуществляется по сигналам генератора 16. Пульсирующее напряжение с выхода выпрямителя 6 поступает через первый коммутатор 7 на один из детекторов 8 или 15, где осуществляется выделение максимального значения напряжения, действующего в течение существования импульса с генератора 1б. Другой де тектор в это же время подключен через второй коммутатор 9 к ключу 10. Поэтому на входе ключа 10 постоянно будет напряжение, пропорциональное величине, максимального отклонения мгновенной скорости от средней за полупериод импульсов генератора 16. С приходом управляющих импульсов с второго формирователя 17 это напряжение поступает в элемент ПАМЯТЬ 1 1, где запоминается на полпериода. Первый преобразователь 12 напряжениечастота с элемента ПАМЯТЬ 11 преобразует в последовательность импульсов с частотой., пропорциональной входному напряжению. Эти импульсы поступают на один вход реверсивного счетчика 13. Второй преобразователь 18 вырабатывает импульсы с частотой, пропорциональной входному напряжению, а значит-; редней частоте вращения. Эта последовательность импульсов делителем 19 преобразуется в другую последовательность с Частотой, равной входной частоте, деленной на коэффициент, определяемый кодом, поступающим на управляющий вход с выхода реверсивного счетчика 13. При изменении частот, поступающих на реверсивный счетчик ТЗ, происходит соответствующее изменение его входного кода до установления состояния равновесия, при котором входные частоты равны. При этом выходной код, равный отношению частоты импульсов с делителя 19 к частоте импульсов с первичного преобразователя 1, т.е. отношению абсолютной величины максимального отклонения мгновенной частоты вращений к средней частоте вращения поступает- -на индикатор 14.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее первичный преобразователь с подключенным к его выходу через первый формирователь преобразователем частота-напряжение первый коммутатор, управляющим вхо дом соединенный с выходом генератора импульсов, а выходами с первым и вторым детекторами, выходы которых подключены к входам второго коммутатора, управляющим-Входом соединен- ; ноге с выходом генератора импуль- сов, первый преобразователь напря- жение-частота и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения величины- относительных колебаний частоты вращения, оно снабжено фильтром низких частот с подключенным к его выходу через блок вычитания выпрямителем; вторым преобразователем напряжение-частота, выход ко- торого через делитель частоты с переменным коэффициентом деления соединен с первым входом реверсивного сметчика; вторым формирователем с подключенным к его выходу своим управляющим входом ключом и элементом ПАМЯТЬ, причем выход преобразователя i частота-напряжение соединен с входом фильтра низких частот и с вторым (Л входом блока вычитания, выход.выпрямителя подключен к входу первого коммутатора, выход генератора импульсов соединен с входом второго формирователя, выход второго коммутатора через последовательно соединенные ключ, элемент ПАМЯТЬ, первый преобразователь напряжение-частота подключен к второму входу реверсивного счетчика, выход которого соединён с входом ин00 00 дикатора и с управляющим входом делителя частоты, при этом выход филь;о тра низких частот подключен к входу второго преобразователя напряжениечастота.