Цифровой измеритель угловой скорости и ускорения Советский патент 1984 года по МПК G01P11/00 G01P3/489 

сд

со 11 Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров движения и использования в системах автоматического регулирования углово скорости. По основному авт.св. № 817593 известно устройство, содержащее импульсный датчик скорости, генератор эталонной частоты, соединенный через ключ с входом счетчика числа периода второй ключ, набор схемы И, одни |ВХоды которых соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика числа периода, а выходы - с входами схемы Ш1И, счетчик числа импульсов датчика скорости, блок измерения при ращения угловой скорости, три регистра памяти, делитель частоты и элемент стабилизации интервала времени измерения, один вход которого подключен к выходу соответствующего разряда счетчика числа периода, цругой вход, соединенный с входом счетчика числа импульсов датчика скорости и входом второго ключа, подключен к выходу дат чика скорости, а выход соединен с третьим входом первого ключа, с входа ми блока измерения приращения угловой скорости, другой вход которого соединен с выходом первого ключа, при этом другой вход первого регистра памяти, соединенный с входом третьего регистра памяти, подключен к йыходу счетчика числа периода, а выход - к другим входам набора схем И, выход третьего регистра памяти подключен к третьему входу блока измерения приращения угловой скорости, а другой вход треть его регистра памяти, соединенный с входом второго ключа и с четвертым входом блока измерения приращения .угловой скорости, подключен к выходу второго регистра памяти, другой вход которого соединен с выходом счетчика числа импульсов датчика скорости, а третий - с выходом схемы ИЛИ Lll« Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем определения центробежного ускорения. Поставленная цель достигается тем, что в 1ЩФРОВОЙ измеритель угловой скорости и ускорения введены второй двоичный умножитель частоты, второй управляемый делитель частоты, второй делитель частоты, третий ключ, четвертый счетчик и регистр памяти чис59ла, пропорционального центробежному ускорению, причем выходы регистра памяти числа периодов соединены с информационными входами второго двоичного умножителя частоты, счетньш вход которого подключен к выходу первого управляемого делителя частоты, а выход - к счетному входу второго управляемого делителя частоты, информационные входы которого соединены с выходами регистра памяти числа импульсов датчика скорости, счетный вход - с выходом второго двоичного умножителя частоты, а выход через второй делитель частоты - с первым входом третьего ключа, второй вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а первый выход - к входу перезаписи регистра памяти числа, пропорционального центробежному ускорению, информационные входы которого соединены с выходами четвертого счетчика, счетный и установленный входы которого соответственно подключены к второму и третьему выходам третьего ключа. На чертеже показана схема цифрового измерителя угловой скорости и центробежного ускорения. Измеритель содержит импульсный датчик 1 скорости, генератор 2 эталонной частоты, ключ 3, элемент 4. стабилизации интервала времени измерения, счетчик 5, регистр 6 памяти числа периода, счетчик 7, регистр 8 памяти числа импульсов датчика скорости, первый двоичный умножитель 9 частоты, первый управляемый делитель 10 частоты, первый делитель 11 частоты, второй ключ 12, счетчик 13, регистр 14 памяти числа , пропорционального угловой скорости, второй двоичньш умножитель 15 частоты, второй управляемый делитель 16 частоты, второй делитель 17 частоты, третий ключ 18, счетчик 19 и регистр 20 памяти числа N , пропорционального центробежному ускорению. В соответствии с алгоритмом работы известного устройства к концу интервала времени измерения Т на выходе счетчика 5, заполняющегося частотой эталонного генератора, формируется число N., пропорциональное периоду Т следования импульсов с датчика 1 скорости, а в счетчике 6 - число Г1 -г. На выходе воичного умножителя 9 получается i частота f -г где N. М « AJ) А коэффициент деления дЪоичного умножителя. Частота f I измеряем частоты с выхода датчика 1 скорости Частота f подается на вход управляемого делителя 10 с коэффициентом деления п , информационные входы которого подключены к регистру 8 па мяти. На выходе.делителя 10 получае Период Т ся частота f W3 -у- прямо пропорциона о о лен измеряемой частоте и соответственно угловой скорости. Для увеличе ния точности преобразования период увеличивается путем деления частоты f2 делителем 11 с коэффициентом дел ния К-, . На выходе делителя 11 частоты получаются импульсы с периодом N...K следования Т 2 . Этот период заполняется импульса ми эталонной частоты, поступающими через ключ 12 на счетный вход счетч ка 13, на выходе которого в конце каждого интервала преобразования получается число и, пропорциональное угловой скорости. Так как f -- (где z число им пульсов, вырабатываемых импульсным датчиком СКОРОСТИ за один оборот), то ,1 -ТтГг- Для формирования числа N, пропорционального центробежному ускорению частота подает на счетный вход двоичного умножителя 15, информационные входы которого соединены с регистром 6 памяти. На выходе двоичного умножителя 15 полуNчается частота rf А AS На выходеуправляемого делителя 16, информационные входы которого подключены к регистру 8 памяти,получаетfnДля увеличения ся частота точности преобразования, а также с целью выбора необходимого масштабног коэффициента преобразования частота делится на делителе 17 с коэффиС его выхода циентом деления К2. период следовани поступают импульсы. iXi которых пропорционален квадрату угловой скорости. Известно, что центробежное ускорение . Период Tg через ключ 18 заполняется частотой и на выходе счетчика 19 в конце каждого интервала преобразования получается число «2 k .2 пропорциональN Г Т W обнов центробежному ускорению. При заданном R и Мду и выбранных величинах и К 2 в регистре 20 памяти запоминается цифровой отсчет в единицах центробежного ускорения с десятичным коэффициентом кратности. Цифровой измеритель угловой скорости и ускорения работает следуюищм образом. Ближайший импульс с выхода датчика 1 своим задним фронтом производит установку в состояние 1 элемента 4, перепись информации со счетчиков 5 и 7 в регистры 6 и 8, сброс счетчиков в состоянии О (схема формирования импульсов переписи и сброса не показана, а ее функции приписаны элементу 4) и открьшание ключа 3. Начинается заполнение счетчика 5 импульсами эталонной частоты f с генератора 2 и счетчика 6 импульсами с выхода датчика 1. По мере заполнения счетчика 5 на выходе соответствующего разряда появится импульс, который своим передним фронтом установит элемент 4 в состояние О. Далее заполнение счетчика 5 импульсами частоты Q происходит до прихода ближайшего импульса с выхода датчика 1, который своим задним фронтом производит, как описано выше, установку элемента 4 в 1, счетчиков 5 и 7 в О и перепись информации в регистры 6 и 8. При этом в регистре 6 памяти записано число , а в регистре 8 - число h. Число N с выхода регистра 6 поступает на информационные входы двоичных умножителей 9 и 15, при этом на счетный вход умножителя 9 поступают импульсы эталонной частоты с генератора 2, Выход умножителя 9 соединен со счетным входом управляемого делителя 10, на информационные входы которого поступает число и с выхода регистра 8.

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ по авт.св. № 817593, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем определения центробежного ускорения, в него введены второй двоичный умножитель, второй управляемый делитель частоты, второй делитель частоты, третий ключ, четвертый счетчик и регистр памяти числа, пропорционального центробежному ускорению, причем выходы регистра памяти числа периодов соединены с информационными входами второго двоичного умножителя частоты, счетный вход которого подключен к выходу первого управляемого делителя частоты, а выход - к счетному входу второго управляемого делителя частоты, информационные входы которого соединены с выходами регистра памяти числа импульсов датчика скорости, счетньш вход - с выходом второго двоичного умножителя частоты, а выход через второй делитель частоты - с первым входом третьего ключа, второй вход которого подключен к выходу генератоi ра эталонной частоты, а первый выход - к входу перезаписи регистра памяти числа, пропорционального центробежному ускорению, информационные входы которого соединены с выходами с четвертого счетчика, счетный и устае новочньй входы которого соответственно подключены к второму и третьему выходам третьего ключа.