Измерительный преобразователь угловой скорости Советский патент 1986 года по МПК G01P3/48 

t

Изобретение относится к области измерения механических величин и может найти применение в системах автоматики и контроля для получения аналогового сигнала, пропорционального угловой скорости вращения вала

Целью изобретения является рас- ширение динамического диапазона при заданной точности,

Функгрональная схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Преобразователь состоит из источника 1 постоянного напряжения, импульсного датчика 2 скорости, схемы 3 задержки, счетчика 4 импульсов, управляемого генератора 5, регистра

6,цифроаналогового преобразователя

7,усилителя 8 постоянного тока, резистора 9, преобразователя 10 период-напряжение, перекидного ключа 11, первого конденсатора 12, второг конденсатора 13.

Рассмотрим работу преобразователя без резистора 9. Источник напряжения 1, ключ 11, первьй конденсатор 12, усилитель 8, цифроаналоговы преобразователь 7 и конденсатор 13 образуют конденсаторньй частотомер. Конденсатор 13 и цифроаналоговьй преобразователь играют роль сглаживающего фильтра. На вход конденсаторного частотомера поступают импульсы с выхода генератора 5. При наличии достаточно большого коэффициента усиления усилителя 8 средний входной ток 5,( примерно равен току обратной связи ое Здесь

h.--.

c.-f

чг

где емкость дозирующего конденсатора 12;

fj - частота следования импульсов с выхода 5.

Ток.обратной цепи обратной связи,

в свою очередь, равен

oc ььп

экб

где под g понимается эквивалентная проводимость цифроаналогового преобразователя 7, Из равенства ,

1«. - 1ос

получим

UfiblX.I

,г аэк&

(1)

t определяется соотношением

254389

х

(2)

коэффициенты передачи блоков 10 и 5 соответственно;

период входного сигнала , эквивалентная-проводимость цифроаналогового преобразователя, пропорциональная преобразуемому им коду N/.

5

кб f, -N ,

(3)

где т коэффициент передачи блока 7.

Код N обновляется каждьй период записью информации из счетчика 4 в регистр 6 по переднему фронту импульса датчика скорости, сброс счетчика производится коротким импульсом с выхода схемы задержки. В отсутствие этих и}-тупъсов счетчик 4 работает в режиме счета импульсов генератора 5. Число N , фиксируемое в счетчике за период, определяется равенством

бх

f

9Г

(4)

Преобразователь период-напряже- кие и управляемьй генератор являются безынерционными блоками. Подстав- ляя (2), (3), (4) в уравнение (1), получим

и .С,

и

8ЫХ

К 7

ех

(5)

Из соотношения (5) видно, что вы-, ходкое напряжение устройства не зависит от изменения коэффициентов передачи блоков К, , К (хотя наличие нестабильности Kg , К имеет место). Эквивалентная проводимость, как это следует из (3) и (4), определяется соотношением

50

Ж6 K AB-N- 7

KsK.o

откуда следует, что она является постоянной. При нестабильности коэффициентов К,5 ,

кб

К.

KS -.о

где

о - суммарная относительная погрешность коэффициентов

(О .

Изменение q, эквивалентно изменению кода N ,

.Пусть

погрешность изменяется в пределах от - S,

friQX

КОД N меняется от до N

до (5При этом

1 п схк

1

1

.J

Следо s x.d-fi )

fO rmcxx

вательно, д., изменяется от g .

У га rnin

K, до .-- K-f -N .

Неизменная ее часть (тпип упрощения схемы устройства выполняется в виде постоянной проводимости 1/R , где R - сопротивление резистора 9. Таким образом,, состоит из постоянной неизменной части 37tT,ih и изменяющейся составляющей, зависящей от преобразуемого кода. Данньш факт и использован для существенного упрощения схемы устройства. Постоянная составляющая проводимости выполнена в нем в виде резистора 9, .

Счетчик 4, регистр 6, цифроана- логовый преобразователь 7 выполняют ся при этом с малым числом разрядов Это число оказывается равным

baog(N,-N.J,

Из описания работы схемы видно, что конденсатор 13 имеет малую величину и не ухудщает динамических свойств преобразователя, так,как он .предназначен для осреднения импульсов, высокой частоты с выхода генератора 5.

Редактор М.Циткина

Составитель Ю.Мручко Техред И.Попович

Заказ 4714/48

Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10

15

12543894

Формула изобретения

Измерительный преобразователь угловой скорости, состоящий из источника постоянного напряжения, 5 импульсного датчика скорости, подключенного через элемент задержки к входу сброса счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выходы счетчика .. через регистр подключены к управляющим входам цифроанапогового преобразователя, выход датчика соединен с входом записи регистра, потенци- альньм вход цифроаналогового преобразователя подключен к выходу усилителя постоянного тока и к выходу измерителя, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом того же усилителя и одним выводом резистора, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона при заданной точности, в него дополнительно введены преобразователь период-напряжение , два конденсатора и ключ, а генератор импульсов вы полнен управляемым, при этом его вход подключен к выходу импульсного датчика скорости через преобразователь период-напряжение, выход управляемого генератора импульсов подключен к управляющему входу ключа, выход которого через первый конденсатор подключен к входу усилителя постоянного тока, первый вход ключа подключен к источнику постоянного напряжения, а второй - к входу усилителя постоянного тока, другой вывод резистора соединен с выходом усилителя постоянного тока, параллель но резистору подключен в торой конденсатор.

20

25

3.0

35

Корректор Т.Колб

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить динамический диапазон при заданной точности. Источник 1 напряжения, ключ 11, конденсаторы 12 и 13, усилитель 8 и цифроаналоговый преобразователь 7 образуют конденсаторный частотомер, на вход которого поступают импульсы с выхода генератора 5. Код, преобразуемый цифроаналоговым преобразователем 7, обновляется каждый период записью информации из счетчика 4 в регистр 6 по переднему фронту импульса датчика 2 скорости, сброс счетчика 4 производится короткими импульсами с выхода схемы 3 задержки. Конденсатор 13 предназначен для осреднения импульсов высокой частоты с выхода генератора 5. 1 ил. (Л tN9 сд со 00 QD ибых