Устройство для преобразования скорости вращения в цифровой код Советский патент 1985 года по МПК H03M1/22 

4

О5

сх

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, предназначено для преобразования скорости вращения в широком диапазоне изменения ее значений в двоичный цифровой код и может быть использовано для ввода информации в вычислительную машину.

Известно устройство преобразования скорости вращения в цифровой код, содержащее датчик оборотов, преобразователь частота - код, преобразователь временной интервал - код, триггеры, двухвходовые элементы И, трехвходовый элемент И, инвертор и три счетчика

На выходе такого устройства образуются три величины, каждая в виде двоичного кода, по которым может быть вычислена скорость вращения. Точность преобразования уменьшается при увеличении скорости вращения, что сужает диапазон измерения.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство преобразования скорости вращения в цифровой код, содержащее датчик обор&тов, генератор эталонной частоты, выход которого подключен к первому входу первого счетчика, выходы первого счетчика подключены к входам второго элемента И и являются выходами младших разрядов устройства, первый RS-триггер, R-вход которого является стартовым входом устройства, а прямой выход подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого подключен к входу второго счетчика и S-входу второго RS-триггера выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выходы второго счетчика являются выходами старших разрядов устройства, четвертый элемент И, а также третий RS-триггер и пятый элемент И 2.

Однако преобразование скорости вращения в этом устройстве сводится к измерению временного интервала, определяемого поступлением заданного числа импульсов от датчика оборотов, при этом сохраняется недостаток, связанный с потерей точности при измерении высоких скоростей вращения, тем самым снижается и диапазон преобразуемых скоростей вращения.

Цель изобретения - повышение точности устройства в щироком диапазоне значений скорости вращения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для преобразования скорости вращения в цифровой код, содержащее датчик оборотов, генераторiэталонной частоты, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к входу первого счетчика, выходы первого счетчика подключены к входам второго элемента И и являются выходами младших разрядов устройства, первый RS-триггер, R-вход которого является стартовым

входом устройства, а прямой выход подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого подключен к входу второго счетчика и S-входу второго RS-триггера,

выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выходы второго счетчика являются выходами старших разрядов устройства, четвертый элемент И, введены одновибратор и D-триггер, выход генератора эталонной частоты подключен к входу датчика оборотов и входу синхронизации D-триггера, выход которбго через одновибратор подключен к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к первбму входу четвертого элемента И, к второму входу которого подключен выход второго элемента И, выход четвертого элемента И подключен к S-входу первого RS-триггера, инверсный выход которого подключен к R-входу второго RS-триггера.

На фиг. 1 представлена блок-схема устП

роиства для преобразования скорости вращения в цифровой код; на фиг. 2 - блоксхема датчика оборотов; на фиг. 3 - блоксхема одновибратора; на фиг. 4 - временная диаграмма работы устройства для преобразования скорости вращения в цифровой код.

Устройство для преобразования скорости вращения в цифровой код содержит датчик 1 оборотов, D-триггер 2, одновибратор 3, элемент И 4,.счетчик 5, RS-триггеры 6

0 и 7, элемент И 8, счетчик 9, генератор 10 эталонной частоты, элементы И 11 и 12, вход 13 датчика 1 оборотов, вход 14 синхронизации (С-вход), информационный вход 15 (D-вход) и выход 16 D-триггера 2, выход 17 одновибратора 3, R-вход 18 RS-триггера 7,

5 выход 19 генератора 10 эталонной частоты, входы 20 и 21 счетчиков 5 и 9.

Датчик 1 оборотов содержит зубчатое колесо 22, магнитную головку 23, усилитель 24 считывания, элемент И 25. Одновибратор 3

0 содержит элементы ИЛИ 26 и 27, элемент НЕ 28, дифференцирующие цепочки 29 и 30, каждая из которых содержит конденсатор 31, резистор 32 и диод 33.

Датчик 1 оборотов представляет собой зубчатое колесо 22, насаженное на вращающийся вал, скорость вращения которого необходимо преобразовать в цифровой код, и неподвижный считывающий элемент, представляющий собой магнитную головку 23, усилитель 24 считывания и элемент И 25.

0 Эти блоки являются стандартными, широко используемыми в накопителях на магнитных лентах, в серийно выпускаемых преобразователях угол - код ДП-5, ДП-2М и других изделиях.

Сигнал на выходе усилителя считывания появляется в момент совпадения зуба зубчатого колеса 22 с магнитной головкой 23 и сохраняется все время нахождения зуба

под магнитной головкой 23. D-триггер 2 динамического типа с переносом сигнала информационного входа на выход по спаду импульса на входе синхронизации.

Одновибратор 3 служит для формирования коротких импульсов по фронту и спаду импульсов, подаваемых на его вход. Длительно,сть выходных импульсов определяется номиналами времязадающих конденсаторов 31 и резисторов 32.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с генератора 10 эталонной частоты проходят на выход 15 датчика 1, если магнитной головкой 23 считывается зубец колеса 22, и не проходят, если считывается впадина. Ширина зуба колеса 22 выбирается равной ширине впадины, в результате чего на выходе 16 датчика 1 образуется последовательность пачек импульсов и промежутков между ними равной длительности (фиг. 4).

Последовательность импульсов с выхода 15 датчика 1 поступает на информационный вход D-триггера 2, к входу синхронизации которого подключен выход генератора 10 эталонной частоты. На выходе D.триггера 2 образуется последовательность импульсов, фронты и спады которых жестко связаны со спадами импульсов генератора 10 эталонной частоты, а периодичность - с вращением зубчатого колеса 22. Фронты и спады полученной импульсной последовательности преобразуются одновибратором 3 в короткие импульсы, поступающие через элемент И 4 на вход 20 счетчика 5 .

Сигнал «Старт (от ЭВМ, управления, кнопкина панели устройства) устанавливает в единичное состояние RS-триггер 7, в результате чего элемент И 4 открывается для прохождения коротких импульсов на вход 20 счетчика 5. Одновременно первый же сигнал с выхода элемента И 4 устанавливает в единичное состояние RS-триггер 6, отмечая тем самым начальный момент времени преобразования.

Датчик 1, D-триггер 2, одновибратор 3, элемент И 4, счетчик 5 и RS-триггер 7 выполняют функцию преобразователя частота - код. Триггер 6 открывает элемент И 8, через который импульсы с-генератора 10 поступают на вход 21 счетчика 9, отмеряя заданный интервал времени преобразования скорости вращения. Триггеры 6 и 7, элементы И 8, 11 и 12 генератор 10 эталонной частоты и счетчик 9 представляют собой преобразователь временной интервал - код.

0 После формирования заданного кода в счетчике 9, т.е. по истечению заданного времени преобразования скорости вращения в цифровой код, срабатывает элемент И 11, сигнал с его выхода поступает на первый

5 вход .элемента И 12. При поступлении на второй вход элемента И 12 импульса с выхода элемента И 4 выходной сигнал с элемента И 12 устанавливает в нулевое состояние RS-триггер 7. Сигнал с инверсного выхода RS-TpHrfepa 7 устанавливает RS-триг0 гер 6 в нулевое состояние, в результате че(го прекращается поступление импульсов на счетчики 5 и 9. Содержимое счетчика 5 при этом пропорционально углу поворота зубчатого колеса 22 датчика 1, а содержимое счетчика 9 - времени этого поворота.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СКОРОСТИ .ВРАЩЕНИЯ В ЦИФРОВОЙ код, содержащее датчик оборотов, генератор эталоппой частоты, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к входу первого счетчика, выходы первого счетчика подключены к входам второго элемента И и являются выходами младших разрядов устройства, первый RS-триггер, R-вход которого является стартовым входом устройства, а прямой выход подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого подключен к входу второго счетчика и S-входу второго RS-триггера, выход которого подключен к второму входу первого элемента И, выходы второго счетчика являются выходами старших разрядов устройства, четвертый элемент И, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены одновибратор и D-триггер, выход генератора эталонной частоты подключен к входу датчика оборотов и входу синхронизации D-триггера, выход датчика оборотов подключен к информационному входу D-триггера, вуход которого через од-. новибратор подключен к второму входу третьг его элемента И, выход которого подключен i к первому входу четвертого элемента И, к (Л второму входу которого подключен выход второго элемента И, выход четвертого элемента И подключен к S-входу первого RSтриггера, инверсный выход которого подключен к R-входу второго RS-трйггера.

IS

26

29

72П

/7

27

W

HlVl A5J

Ш

J

R

ЫП В)(.20

бх.г/

LTL