Стробоскопический тахометр Советский патент 1987 года по МПК G01P3/40 

1 : 12

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения частоты вращения валов, шкивов, барабанов и других частей различньрс механизмов.

Цель изобретения - расширение области однозначного отсчета показаний стробоскопического тахометра.

На фиг.1 изображен общий вид стробоскопического тахометра и схема устройства управления импульсными осветителями, на фиг.2 - видимые изображения меток вращающего диска при работе стробоскопического тахо- метра, на фиг.З - схема кольцевого пересчетного устройства.

Стробоскопический тахометр содержит темный диск 1, вращающийся с измеряемой скоростью. На двух радиусах этого диска, образующих угол

360°

, где п 1, на равных расстояниях от центра нанесены две одина- ковые метки 2 и 3. Против диска 1 установлены два импульсных осветителя 4 и 5 (один из которых снабжен красным 6, а другой зеленым 7 светофильтрами) , подключенных к выходам 8 и 9 устройства 10 управления, содержащего генератор 11 импульсов с регулируемым периодом следования Т, кольцевое пересчетное устройство 12, выходы которого соединены с управляющими входа- ми электронных ключей 13 и 14, связывающих источник 15 питания с осветителями 4 и 5.

В общем случае пересчетное устрой- ство 12. содержит-двоичный счетчик 16 емкостью п и дешифратор 17 состояния счетчика 16, причем дешифратор 17 имеет лишь выходы с номерами (п-1) и п, соответствующие заполнению : счетчика 16 (п-1) импульсами и п импульсами. Выводы от остальнь1х выходов дешифратора 17 в данном случае за ненадобностью отсутствуют.

Вход счетчика 16 объединен с одним их входов дешифратора 17 и подключен к выходу генератора 11. Остальные входы дешифратора 17 подключены к выходам счетчика 16, а (п-1)-и и п-й выходы дешифратора 17 соединены с уп- равляющими выходами электронных ключей 13 и 14 соответственно.

Стробоскопический тахометр работает следующим образом.

732

При поступлении от генератора 11 импульсов на вход кольцевого пересчетного устройства 12 на (п-1)-и выход дешифратора 17 проходит каждый импульс с порядковым номером (п-1) + + а, где а 0,1,2, .... На п-й выход дешифратора 17 проходит каждый импульс с порядковым номером п + а, т.е. отставание одного выходного импульса кольцевого пересчетного устройства 12 от другого выходного импульса составляет 1/п часть от периода следования этих импуль.сов, равного Т Т-п.

Эти импульсы отпирают электронные ключи 13 и 14 и, соединяя с источни- |ком 15 питания осветители 4 или 5, включают их, вызывая, благодаря наличию светофильтров 6 и 7, происходящие одну за другой кратковременные красную и зеленую вспышки света, направленные на вращающийся с измеряемой скоростью диск 1 с метками 2 и 3.

Таким образом, устройство 10 управления обеспечивает освещение диска с метками 2. и 3 парами импульсных вспышек (сначала - красного, затем зеленого цвета), следующих с периодом .Т Т. п, причем при любом периоде следования пар вспышек зеленая вспьш - ка отстает от красной на время

Т

-« . п

При рабрте устройства остановка видимого изображения вращающегося диска 1 может быть достигнута при различных соотношениях периода вращения диска 1 и периода следования импульсов генератора 11.

Пусть при некотором периоде Т,., следования вспьшек осветителей 4 и 5 и при отставании зеленой вспьш1ки осТ

ветителей 4 на время т - внцимое

п

изображение диска 1 остановлено.. Если период Т„ несколько меньше периода вращения диска 1, то изображение диска 1 с метками 2 и 3 (угол между

360.

которыми выглядит следующим образом.

В момент зеленой вспьш1ки осветителя 5 метка 2 занимает место между радиусами ОБ и ОД, метка 3 занимает место между радиусами ОЖ и ОИ. Обе метки отражают зеленый свет. Важно, что в секторе между радиусами ОГ и ОД наблюдаются отражения двух вспышек: красной от метки 3 и зеленый от

312901

метки 2. Малый интервал времени между этими двумя вспышками приводит к тому, что свет, отраженный метками в этом секторе, воспринимается как желтый .с

Таким образом, оператор, наблюдающий изображение вращающегося диска 1, видит три изображения меток, располагающихся в направлении вращения диска 1 в следующем порядке: красная метка, jo трехцветная метка, состоящая из ра- диально расположенных зеленой, желтой и красной полос, и зеленая метка.

Аналогично, если остановка изображения диска 1 достигнул а при периоде J5 Т несколько большем, чем период вращения диска 1, то оператор, наблюдающий изображение вращающегося диска 1, видит три изображения меток 2 и 3, расположенных в направлении вращения 2о диска 1 в следующем порядке: красная, метка, трехцветная метка из красной, желтой и зеленой радиальных полос, зеленая метка.

Чем больше при остановленном изо- 25 бражении диска 1 разница периода обращения диска 1 и периода Т„ следования вспышек осветителей, тем меньше ширина желтой полосы в средней метке. В принципе желтой полосы в изображении средней метки может вообще не быть, тогда средняя метка распадается на две (красную и зеленую) и оператор наблюдает четыре метки: две красные и две зеленые, что также свидетельствует о неравенстве

35

периода вращения диска 1 и периода Т„.

При точном равенстве периода Т, и периода Т вращения диска 1 положения радиусов ОБ и ОГ, а также ОД и ОЕ попарно совпадают, так как за время Т между вспьш1ками осветителей 4 и 5 диск 1 поворачивается на угол

Ч и метка 2 занимает при зелеп

ной вспьпике то самое место, которое при красной вспьшке занимала метка 3. Оператор, наблюдающий изображение вращающегося диска 1, при этом видит три неподвижные одноцветные метки

734

одинакового размера соответственно красного, желтого и зеленого цветов (последовательность цветов приведена в направлении вращения диска 1). Период вращения диска 1 равен

Т Т.п (п + 1Г, где q 0,1,2..

jo

J5 о

5

5

0

0

Для получения такого же изображе- .ния меток на вращающемся диске 1 при другой частоте вращения последнего и неизменном периоде следования Т выходных импульсов генератора 11 потребовалось бы увеличить частоту вращения диска 1 в (п+1) раз (т.е. при п 100 по показаниям предлагаемого тахометра можно было бы спутать частоты вращения диска 1, равные, например, 60 и 6060 оборотов в минуту). Внутри такого широкого диапазона частот вращения отсчет показаний тахометра однозначен.

Формула изобретения

Стробоскопический тахойетр, содержащий п-ерестраиваемый импульсный генератор, диск, закрепленный на исследуемом объекте, установленные перед диском два импульсных осветите-- ля, .подключенных к источнику питания, один их которых снабжен красным, а другой - зеленым светофильтром, отличающийся тем, что, с целью расширения области однозначного отсчета показаний, поверхность диска выполнена темной с двумя одинаковыми белыми метками, расположенными на равных расстояниях от центра диска вдоль радиусов, образующих угол 4 360°/п, где п 1 - целое число, при этом дополнительно введены кольцевое пересчетное устройство емкостью п импульсов и два электронных ключа, два импульсных осветителя подключены к источнику питания через электронные ключи, управляющие входы которых соединены с (п-1)-ым и п-ым выходом дешифратора кольцевого пере- .счетного устройства, вход которого подключен к выходу генератора.

А f:f

Изобретение относится к измерительной технике и может обеспечивать отсчет частоты вращения шкивов, барабанов и других предметов. Цель изобретения - расширение области однозначного отсчета показаний стробоскопического тахометра, который имеет диск 1, вращающийся с измеряемой скоростью, импульсные осветители 4 и 5, один с красным 6, а другой с зеленым 7 светофильтрами. На темной поверхности диска нанесены две белые метки 2 и 3, расположенные на радиусах, образующих угол if 360°/п, где п 1. Импульсные осветители 4 и 5 подключены к устройству 10 управления, содержащего генератор 11 импульсов, кольцевое пересчетное устройство 12, электронные ключи 13 и 14, связывающие источник питания 15 с импульсными осветителями 4 и 5, Устройство 10 управления обеспечивает освещение диска с белыми метками 2и 3 парами импульсных вспышек, где зеленая вспышка отстает от красной на определенное время. Остановка видимого изображения вращающегося диска 1 может быть достигнута при различных соотношениях периода вращения диска 1 и периодов следования импульсов генератора 11 импульсов. 3ил. г (Л фиа}

Редактор А.Ревин

Составитель Ю.Власов Техред л. Сердюкова

Заказ 7893/39Тираж 798Подписное

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

ftuf.3

л-/4

Корректор Л.Патай