Датчик нулевой скорости носителя информации Советский патент 1985 года по МПК G11B15/48 

Изобретение относится к прнборостроению и может быть испота зоваао в системах автоматического уяравпения, где требзется точное измеретке «инейных или угловых скоростей дви- s жения.

Известны устройства, xoToiHiie осуществляют HSMei eniie скорости в процессе торможения противовюягаением электродвигателя и лырабагыват to сигнал о достиженрщ нулевой скорости. Наиболее совершенные из Них содержат в измерительной цепи частотные датчики. ПериоА сигналов частотного атчика измеряется в процессе тор- 15 охения с помоцыо устройства синхонизации, генератора и)мпульсов, счетчика, элемента заде1пкки и схем клапанирования. При уве1 1чвтт пеиода до какой-то определенной вели- 20 ины вырабатывается сигнал нулевой скорости ftj и 2.

Недостатком Э1тих устройств является то, что сигнал о нулевой скорости вьфабатывается у них со значитель-25 ной погрешностыо. Уменьшение шага искретизации, применяемое для уменьения погрешности, приводит к тому, что под действием различюлхдестабилизирукздих факторов (климатические эо и механические воздействия, разброс отрицательных ускорений при торможении) сигнал нулевой скорости может вообще не выработаться, что является недопустимьач для многих изделий. j,

Наиболее близким к изобретению по технической сущност и и достигаемому результату является устройство, содержащее генератор импульсов, блок клапанирования, счетчик импульсов, частотный датчик, блок задержки, формирователь сигнала и блок синкро- низации. Если у этого устройства формирователь сигнала, связанный с последним старшим разрядом счетчика 5 не бырабаты вает сигнала нулевой скорости, то сработает блокировка, построенная на триггере, элененте совпадения,инверторе и Ш{оговходовом элементе совпадения, ПодкгаоченНом 50 ко всем младшим разрядам счетчика. . Вьфаботанньй при этом сигнал дублирует сигнал нулевой скорости и формируется за зоной поиска нулевой скорости .55

Однако в известном устройстве сигнал нулевой скорости вырабатывается в любом месте зоны поиска.

не„ достигнув физического состояния покоя либо перейдя его. Введенные элементы блокировки не увеличивают точность работы устройства, а только дублируют сигнал нулевой скорости за зоной поиска. При зтом сигнал блокировки за зоной поиска обладает уже значительной погрешностью. Кроме того, количество разрядов счетчика и частота заполнения его от генератора импульсов рассчитьгааются на определенную интенсивность торможения. Но в критических ситуациях, когда торможение может происходить с большей интенсивностью, чем рассчитано (например, торможение вызвано воздействием ударной нагрузки, либо резко возросшим сопротивлением) не сработает и блокировка, так как .счетчик недосчитает и до предпоследнего разряда. В этом случае в различных изделиях начнется аварийное движение.

Цель изобретения - увеличение точности и одновременно функциональной надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее nepBbei элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с выходом блока синхронизации, а выход соединен с входом синхроннзации счетчика преобразователь скорость-частота, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, и входом первого злемента задержки, введены регистр, элемент сравнения кодОв и второй элемент задержки, причем выход второго элемента задержки соединен с установочным входом счетчика а его вход соединен .с выходом первого элемента задержки и входом синхронизации регистра, при этом информа ционные входьг регистра соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика и с первой группой входов элемента сравнения кодов, а выходы разрядов регистра - с второй группой входов элемента сравнения кодов, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, выход второго элемента И соединен с входом блока синхронизации и являетсявыходом датчика.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор импульсов 1 , вырвбатывающий высокостабильную последовательность прямоугольных импульсов. Выход генератора 1 соединен с первым входом элемент , та И 2, выход которого соединен со счетным входом С счетчика 3. Второй вход элемента И 2 соединен с выходом блока синхронизации 4. В простейшем случае блок синхронизации 4 может ю состоять из одного триггера 5, у которого установочный вход 5 связан с клеммой сигнала разрешения поиска нулевой скорости, а вход сброса R - с выходной клеммой устройства. j Разрядные выходы счетчика 3 соединены с соответствующими одноименными входами регистра 6 и входами числа

8элемента 7 сравнения. Разрядные выходы регистра 6 соединены с входа- JQ ми числа А элемента 7 сравнения, который предназначен для сравнения двух чисел А и В, находящихся .на

его разрядных входах, и если число Л будет больше числа В, то на его 25 выходе, связанном с вторым входом второго элемента И 8, должен появиться разрешающий уровень. Первый вход .второго элемента И 8 связан с выходом преобразователя скорость- JQ частота 9. Преобразователь скоростьчастота 9 может состоять из зубчатого диска 10, лампы 11 накаливания, фототранзистора 12 и формирователя 13 импульсов. Выход формирователя

13является выходом преобразователя

9и.связан с входом первого элемента

14задержки выход которого подключен к входу е занесения информации

в регистр 6 и входом второго элемента 15 задержки. Выход второго элемента 15 задержки подключен к входу сброса счетчика 3.

В качестве элементов 14 и 15 задержки могут быть использованы одно- 45

вибраторы, которые должны з&пускаться по заднему фронту входных импульсов. Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы суммарная длительность импульсов формирователя 13 50 и элементов 15 и 14 задержки бьща меньше периода следования импульсов генератора 1. KpoMie того,, необходимо учитывать, что точность работы устройства зависит от частоты сигнала 55 преобразователя 9 (от.количества зубьев диска 10) и от количества разрядов счетчика 3, регистра 6 и блока

7 сравнения. Чем они выше, тем большей точностью будет обладать датчик нулевой скорости.

Устройство работает следующим обоазом.

В исходном состоянии блок 4 синхронизации запрещает прохождение импульсов генератора 1 через схему И 2 в счетчик 3, ас преобразователя 9 в процессе движения поступают импульсы. Эти импульсы через элементы 14 и 15 задержки поддерживают счетчик 3 и регистр 6 в нулевых состояниях. При этом элемент 7 сравнения не вырабатывает разрешающего уровня, так как числа А и В на его входах равны. С началом торможения поступит сигнал поиска нулевой скорости на клемму блока 4 синхронизации. При этом триггер 5 вырабатывае сигнал, разрешающий заполнение счетчика 3 импульсами. В процессе счета на выходах счетчика 3 будет находиться число, отражающее количество поступивших импульсов, а навыходе элемента 7 сравнения будет запрещающий уровень сигнала, так как число А будет меньше числа В. Очередной импульс, вьфаботанный преобразователем 9, по-прежнему непройдет через элемент И 8, но через элемент 14 эадержки занесет число счетчика 3 в регистр 6, а затем через элемент 15 задержки сбросит счетчик 3. В процессе торможения этит цикл будет повторяться все время, так как при торможении период сигнала преобразователя 9 все время возрастает, а значит в момент выработки импульса формирователем 13 число В, накопленное счетчиком 3, всегда больше числа А, занесенного в регистр 6 в предыдущем цикле измерения. Но как только фаза торможения закончится, зубчатый диск 10 начнет поворачиваться и разгоняться в другую сторону,формирователь13 вырабатывает при этом сигнал с меньшим периодом, чем в предыдущем цикле измерения. В этом случае число В, накопленное счетчиком 3, будет меньше числа А, хранимого в регистре 6, и на выходе элемента 7 сравнения будет находиться разрешающий уровень сигнала, который пропустит импульс преобразователя 9 на выходную клемму устройства и на сброс триггера 5 блока 4 синхронизации. Таким образом, выработается сигнал нулевой скорости. Применение данного датчика позволит вьфаботать сигнал нулевой скорости с погрешностью +3, -0% и с высокой функциональной надежностью, обеспечивающейся тем, что датчик работает практически при любой величине ускорений и тем, что информация 11 7 об изменении знака ускорения (т.е. о переходе от торможения к разгону) анализируется по каждому сигналу преобразователя скорость-частота). Предлагаемый датчик может использоваться, например, в накопителях на магнитной ленте, аппаратах контооля магнитной ленты и др.

ДАТЧИК НУЛЕВОЙ СКОРОСТИ НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащий первый элемент И, первьй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с выходом блока синхронизатора, a выход соединен с входом синхронизации счетчика, преобразователь скорость-частота, выход которого соединен с первым входом второго элемента И и с входом первого элемента задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены регистр, элемент сравнения кодов и второй элемент задержки, причем выход второго элемента задержки соединен с установочным входом счетчика, a его вход соединен с выходом первого элемента задержки и входом синхронизации регистра, при этом информационные входы регистра соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика и с первой группой входов элемента сравнения кодов, a выходы разрядов регистра - с второй группой входов эле(Л мента сравнения кодов, выход которого соединен с вторьв входом второго элемента И, a выход второго элемента И соединен с входом блока синхронизации и является выходом датчика. 4: 4 4 1