Цифровой измеритель скорости вращения Советский патент 1984 года по МПК G01P3/54 

Цифровой измеритель скорости вр щения предназначен для измерения скорости вращения турбоагрегатов, установленных на тепловых и атомны электростанциях и может быть исполь зован для измерения скорости враще 1ия и других машин и механизмов (электродвигателей, насосов и др.) Известен цифровой измеритель скорости вращения, содержащий датчи скорости, генератор эталонной часто ты, два ключа, счетчик импульсов эталонной частоты, дешифратор, регистр, компаратор, счетчик импульсо ,датчика, делитель Tj . Наиболее-близким к изобретению по технической сущности является цифровой измеритель скорости враще(Ния, содержащий датчик импульсов, первый ключ, генератор эталонной частоты, соединенный с первым делителем частоты, счетчик импульсов с индикацией, при этом первый вход первого ключа соединен с первым делителем частоты, а второй вход - с датчиком импульсов, выход первого ключа подключен к счетчику импульсов с индикацией , Недостатком известного устройств является низкое быстродействие, которое особенно сказывается при изме рениях на низких скоростях вращения Целью изобретения является повышение быстродействия„ Поставленная цель достигается тем, что цифровой измеритель скорое ти вращения, содержащий датчик импульсов, первый ключ, генератор эта лонной частоты, соединенный с первы делителем частоты, счетчик импульсов с индикацией, при этом первый вход первого ключа соединен с первы делителем частоты, а второй вход с датчиком импульсов, выход первого ключа подключен к счетчику импульсов с индикацией, снабжен элементом задержки, вторым, третьим и четвертым ключами, первым и вторым источНИКОМ тока, первым и вторым конденса гором, преобразователем напряжение - частота, триггером, BTOpbnvi делителем частоты, ко второму выходу которого подключен первый источник тока, первый конденсатор, третий и четвертый ключ, к которому последовательно подсоединены второй конденсатор и преобразователь напря жение - частота, при этом второй вы ход третьего ключа подключен ко вто рому источнику тока, а его управляющий вход - к выходу триггера, к нулевому входу которого подключен второй делитель частоты, соединенны с выходом преобразователя напряжение - частота и вторым входом перво го ключа, кроме того, к единичному входу триггера присоединены управля .щий вход четвертого ключа и вход элемента задержки. На фиг,1 представлена блок-схема цифрового измерителя скорости вращения; на фиг.2 - временная диаграмма напряжений, поясняющая работу цифрового измерителя скорости вращения. Цифровой измеритель скорости вращения содержит датчик 1 импульсов, элемент 2 задержки, ключи 3-6, источники 7 и 8 , триггер 9, преобразователь напряжение - частота 10, конденсаторы 11 и 12, делитель 13 частоты, счетчик 14 импульсов с индикацией, генератор 15 эталонной частоты и делитель 16 эталонной частоты. Цифровой измеритель скорости вращения работает следующим образом. Датчик 1 импульсов вырабатывает один короткий импульс за один оборот ротора турбоагрегата (фиг.2а). С помощью элемента 2 задержки эти. импульсы сдвигаются во времени на длительность входных импульсов (фиг. 26). Импульсы с элемента 2 задержки управляют ключом 3, разряжающим конденсатор 11, который заряжается непосредственно от источника 7 тока и через ключ 4 от источника 8 тока. Перед разрядом конденсатор 11 через ключ 5, управляемый импульсами, поступающими с датчика 1 импульсов, з.аряжает конденсатор 12, Таким образом, на конденсаторе 12 образуется напря,жение, равное максимальному напряжению на конденсаторе 11, Временная диаграмма напря жения на конденсаторе 11 представлена на фиг. 2д, а диагр.амма напряжения на конденсаторе 12 - на фиг.2е. Постоянное напряжение на конденсаторе 12 определяется по формуле , токи, вырабатываемые источниками 7 и 8 токов; период следования входных импульсов; относительное время включения ключа 4, . Напряхсение с конденсатора 12 преобразуется в частоту, в преобразователе напряжение - частота 10, выход которого через делитель 13 частоты соединен с входом установки нуля триггера 9. На вход установки единицы этого триггера поступают импульсы с датчика 1 импульсов. Коэффициент деления делителя 13 частоты выбран равным 60, а схема преобразователя напряжение - частота выполнена так, что, при ot5rO,5, частота импульQOB на его выходе и частота входных импульсов связаны соотношением f i2 Тх

Временные диаграммы работы ключа 4 и преобразователя напряжение частота 10 представлены на фиг. 2г и фиг, 2ж соответственно. При отклонении частоты следования импульсов на выходе преобразователя 10 от точного значения, равного 60, увеличивается или уменьшается время включения ключа 4. При этом изменяется напряжение на конденсаторе 12 и происходит автоматическая подстройка частоты преобразователя 10 до точного значения, равного 60, Как видно из временных диаграмм, подстройка происходит за один оборот вращения ротора, или за время, равное Тд,

и

Импульсы с преобразователя напряжение - частота поступают на один вход ключа 6, на второй вход которого поступают и 1пyльcы длительностью 1 с, формируемые с помощью делителя 16 частоты и кварцевого генератора 15, Таким образом, число импульсов, поступивших за одну секунду на счетчик импульсов с индикацией 14,равно

60

NCM Т

Следовательно, при времени измерений, равном 1 с, один импульс, зарегистрированный счетчиком 14, соответствует скорости вращения 1 об/мин.

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ, содержащий датчик импульсов, первый ключ, генерато|э эталонной частоты, соединенный с первым делителем частоты, счетчик импульсов с индикацией, при этом первый вход первого ключа соединен с первым делителем частоты, а второй вход - с датчиком импульсов, выход первого ключа подключен к счетчику импульсов с индикацией, отличающийс я тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен элементом задержки, вторым, третьим и четвертым ключами, первым и-вторым источником тока, первым и вторым конденсатором, преобразователе м напряжение - частота, триггером, вторым делителем частоты, ко второму выходу которого подключен первый источник тока, первый конденсатор, третий и четвертый ключ, к которому последовательно подсоединены второй конденсатор и преобразователь напряжение частота, при этом второй выход третьего ключа подключен ко второму источнику тока, а его управляющий вход - к выходу триггера, к нулевому входу которого подключен второй де- § литель частоты, соединенный с выходом преобразователя напряжение - частота и вторым входом первого клю- ча, кроме того, к единичному входу Стриггера присоединены управляющий I вход -четвертого ключа и вход элемен- 2 та задержки. СЛ С f/e.f j 15