Устройство для контроля вращения вала Советский патент 1985 года по МПК H03M1/22 

Изобретение относится к контроль ной автоматике и предназначено для использования в системах автсяяатики измерительной техники, в частност в составе средств управления транспортерами различного назначения. Целью изобретения является повышение надежности контроля. На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для контроля вращения вала на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая его принцип действия при вращении вала с нормаль ной скоростью в заданном направлении (на фиг. 1 по часовой стрелке)V на фиг. 3 - временная диаграмма с замедленной скоростью вращения; на фиг. 4 - временная диаграмма при остадовке вращения зубчятргр диска в положе НИИ, изоСраженном на фиг. 1 на фиг. 5 - временная диаграмма при реверсе вращения (на фиг. 1 реверсу вращения соответствует направление против часовой стредки) с нормаяьгНбй скоростью на фиг. 6 - временная диаграмма при колебательном враще ;нии зубчатого диска , на фиг. 7 принциальная схема реле в|)емени5 на фиг. 8 - временная диаграмма реле времени. На фиг. I и 7 связи элементов обозначены прописными буквами. Устройство для контроля вращения вала (фиг. t) содержит зубчатый диск 1, укрепленный на вращаюЩшся валу (на фиг. 1 изображена часть диска, а вал не показан), датчик 2 положения с прямым и инверсным выходами , дополнительный датчик 3 положения с прямым выходом, реле 4-6 вре мени, элемейт И 7 Показанный на фиг, 7 вариант выполнения реле времв |Ни содержит элементы 8-13 И-НЕ, ре зисторы 14-16, конденсаторы 17 и 18. Зубчатый диск 1 выполнен с шагом рубцов.. Устройство работает следующим образом. Датчики 2 и 3 положения выдают сигналы, уровни которых релейио изме «яются при прохождении в их рабочих зонах зубцов диска 1. При нахождении зубца диска 1 в рабочей зоне дат чиков 2 и 3 положения на прямом выходе появляется сигнал, сортветствзлй щий логической единице, а на .инверсном выходе датчика 2 - сигнал логического нуля. Датчики 2 и 3 расположены один относительно другого на расстоянии, меньшем шага.19 зубца (например, 0,75 шага). Реле 4-6 времени осуществляют задержку фронта сигнала на заданные величины t , tj- и tf, соответственно. Срезы входного и выходного сигналов cvв xpoнны. Если в течение времени эадержки входной сигнал исчезает, то сигнал на выходе вообще не появляется. Предлагаемая функция реле времени реализуется, например, элементами времени Т-303 или Т-304 системы Логика. I Требуейую функцию можно осуществлять с помощыо реле времени (фиг. 7), построенного на основе известного одновибратора. Элементы 8 и 9 образуют RS-триггер, элементы И-НЕ 10 и 11 являются инверторами, элемент И-НЕ 12 вместе с дифференцирующей цепью (конденсатор 17 и резистор 15) образуют формирователь узкого импульса по фронту сигнала на входе (7 реле. При наличии единичного сигнала на выходе К RS-триггра на выходе элемента 8 устанавливается нулевой уровень выходного напряжения. Напряжение на вьпсоде элемента И-НЕ 10 принимает единичный уровень. Конденсатор t8 через резистор 16 заряжается, создавая высокий уровень напряжения на входе элемента И-НЕ 9. Поскольку на другом входе элемента И-НЕ 9 действует нулевой уровень сигнала, то напряжение на выходе элемента ИНЕ 9 равно Логической единице. С поступлением сигнала на входе реле времени на вьшоде формирователя узких импульсов (конденсатор 17, резистор 15 и элемент И-НЕ 12) формируется узкий сигнал логического нуля, ведущий К опрокидыванию RS-триггера. На выходе.элемента И-НЕ 8 устанавливается уровень логической единицы, а на выходе элемента И-НЕ 10 - логического нуля. Напряжение на конденсаторе 18 не может измениться скачкам, поэтому после опрокидывания RS-трНГгера конденсатор 18 продолжает создавать на входе Л элемента 9 высокий уровень напряжения, превышающей пороговое значение. При этом конденсатор 18 разряжается через резистор 16, и напряжение на нем понижается. Когда оно снизится до напряжения, соответствующего порогу выключения элемента И-НЕ 9, напряже3НИИ на пьгходе этого элемента снова примет уровень логической единицы, возвращая RS-триггер в исходное со тояние. Напряжение на конденсаторе 1 8 восстанавливается до исходно уровня за счет заряда через резистор 16 вьгходным напряжением инверт ра 1,0. На выходе О реле времени фо мируется сигнал, длительность которого равна вых. .- t где t - длительность входного сиг нала ta - длительность задержки. Сигналы (фиг. 1) с инверсного выхода А и прямого выхода Б датчик положения 2 подаются на входе реле 4 и 5 времени. Сигнал с прямого выхода В датчика 3 положения подае ся на вход реле 6 времени. Выход Б датчика 2 положения и выход Г реле 6 времени подключены на входы логического элемента И 7. Выходы Е и Д реле времени 4 и 5 и выход Ж логического элемента И 7 являются выходами устройства. Работа устройства при заданном направлении вращения с нормальной скоростыо поясняется временной диа граммой на фиг. 2. При повороте зубчатого диска 1 на выходах А, Б и В появляются сиг налы с длительностью импульса tд, tg и tg соответственно. При этом t tg. Сигнал на выходе В отстает от сигнала на выходе Б на величину равную 00 (1 - i )(t, + t), (1) где J - расстояние между датчиками положения 2 и 3 h - шаг зубца. Сигнал на вькоде Д отсутствует при условии tA t 1д + ц. (2) Сигнал на выходе Е отсутствует при условии tb ty t + tp.(3) Сигнал на выходе Ж отсутствует, ес не происходит одновременного посту ления сигналов с выходов Б и Г на входы логического элемента И 7, т. при соблюдении условия о ее tg (4) te -06 tj 3 .4 Диаграмма на фиг. 2 сохраняется неизменной, если датчик положения 3 поместить против заданного направления вращения на расстояние mh, причемm 1,2,3,..,,(п-1), где п - число зубцов диска. При вращательном движении вала с замедленной скоростью (фиг. 3) Сд t и t g tj, т.е. нарушаются условия, оговоренные левой частые неравенств (2) и (3). На выходах Д и Е появляются предупреждающие импульсы, скважность которых зависит от скорости вращения вала. При остановке вращения (фиг. 4), например, в положении, изображенном на фиг. 1, на выходе Б появлется постоянный сигнал. С выхода Е с задержкой t также следует постоянньй сигнал. При реверсе вращения с нормальной скоростью (фиг. 5) сигнал на выходе В отстает от сигнала на выходе Б на величину Oi i(t.A -Ь Ц). При этом oi ) т.е. нарущается условие, оговоренное правой частью неравенства (4). Импульс на выходе Г частично совпадает с сигналом на выходе Б, в результате чего на выходе логического элемента И 7 появляются предупреждающие импульсы. Работа устройства при колебательном вращении вала поясняется на фиг. 6. Зубчатый диск 1 колеблется с амплитудой, равной шагу 19 зубца, причем на фиг. 1 диск 1 показан в крайнем левом положении указанных колебаний. Из этого положения диск 1 перемещается на шаг зубца против заданного направления вращения (т.е. против часовой стрелки), затем диск 1 перемещается на щаг в заданном направлении (т.е. по часовой стрелке) и т.д. Диаграмма на фиг. 6 для определенности показана при колебательном вращении с нормальной скоростыо. С выхода Ж устройства следуют предупреждакицие импульсы. Таким образом, устройство позволяет получить предупреждающие сигналы при реверсе вращения, а также при колебательном вращении зубчатого диска.

6

8 Г

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ВРЩЕНИЯ ВАЛА, содержащее зубчатый диск, датчик положения с прямым и инверснгФ выходами и элемент И, о тл и чающееся тем, что, с целыо повышения надежности контроля, в него введены дополнительный датчик положения с прямым выходом и три реле времени, инверсный выход датчика положения подключен к входу первого реле времени, прямой выход датчика положения подключен к входу второго реле времени и одному входу элемента И, прямой выход дополнительного датчика положения подключен к входу третьего реле времени, выход которого подключен к другому входу элемента И, дополнительный датчик положения установлен относительно датчика положения на расстоянии, меньшем шага зубцов диска, выходы первого и второго реле времени «Л и элемента И обра;зуют выход устройс ства. i4 ф 1чЭ се со

t/ А

ФУ2.2

Фt/z.J

В Г Л

Е

/W

Фиг. 4

Фиг.5

Заданное

А 6

В Г

Ж

Реверс

Фиг. 6

/7

tg.

ft /1

Н О

фуг. 8