Устройство для измерения скорости вращения вала Советский патент 1987 года по МПК G01P3/489 

112

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в автоматических устройствах , в приборостроении, станкостроении, машиностроении при измерении скорое- тей вращающихся валов, имеющих жесткую механическую связь с импульсным датчиком скорости.

Цель изобретения - снижение погрешности и повышение надежности уст- ройства.

На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит импульсный датчик 1 скорости, вырабатывающий Z импульсов за один оборот вала, пересчетную схему 2, например двоичный счетчик, измеритель 3 временного интервала, состоящий из триггера 4, первого элемента 5 совпадения,генератора 6 эталонной частоты F., дели&

теля 7 частоты с коэффициентом деле- ния S и первого счетчика 8, блок 9 инверсии, поразрядно подключенный к входам управляемого делителя 10 частоты, последовательно соединенные формирователь 11 импульса и формиро- ватель 12 времени измерения, второй 13 и третий 14 элементы совпадения, второй счетчик 15 импульсов, соединенный с блоком 16 индикации.

Устройство работает следующим об- разом.

В исходном состоянии все счетчики делители и триггер находятся в нулевом состоянии (на фиг.1 цепи начальной установки в О не показаны)..

Низкий уровень сигнала с выхода формирователя 12 времени измерения поступает на инвертирующий вход третьего элемента 14 совпадения и разрешает прохождение импульсов с выхо- да импульсного датчика 1 скорости на вход пересчетной схемы 2 и на S-вход триггера 4. Первый из этих импульсов (на фиг.2, а - момент времени t) переводит триггер 4 в единичное сое- тояние.

По окончании п периодов входной частоты на выходе пересчетной схемы 2 появится единичный уровень (фиг.2 ,в) переводящий триггер 4 по R-входу в нулевое состояние. Таким образом, на единичном выходе триггера 4 формируется импульс (фиг.2,б) длительностью

76

Т. ):

т.,

1

(О

где Т. - интервал между (1-1)-ым и 1-ым импульсом датчика 1 скорости.

За время Т„ разрешается прохождение импульсов с делителя 7 частоты через первый элемент 5 совпадения на вход первого счетчика 8 импульсов, который заполняется импульсами с частотой

15

1

(2)

Счетчик 8 просчитывает

NS F

(3)

импульсов (фиг.2,г), т.е. в счетчик 8 за время Т„ образуется двоичный КОД, пропорциональный этому периоду

Передним фронтом импульса с инверсного выхода триггера 4 запускается формирователь 11 импульса (фиг.2,д), выходной сигнал которого сбрасывает в ноль второй счетчик 15 а с выхода измерителя 3 временного интервала через блок 9 инверсии в управляемый делитель 10 частоты записывается код N - Ng, где N., - максимальная емкость управляемого делителя 10 частоты.

Управляемый делитель 10 частоты просчитывает импульсы, поступающие с генератора 6 не от нуля, а от кода N - N о до N и коэффициент пею 8 - - ,0 ресчета этого делителя равен

N,0- Цо - Ng) N3.

(4)

Следовательно, частота импульсов на выходе управляемого делителя 10 равна

F -еNg

(5)

Подставляя в (5) выражения (1), (2) и (3), получим

tTi

(6)

или при введении новой переменной

S q - и подстановке

-1

где Тер интервал времени между импульсами датчика 1 скорости, усред- ненньм за п периодов, уравнение (6) имеет вид

F.. д-Р.„ .

10 X

(7)

Подставляя в (7) F, Z, где F - частота на выходе импульсного датчика 1 скорости, получим

q-z-F.

(8)

т.е. частота следования импульсов на выходе управляемого делителя 10 частоты, пропорциональная частоте вращения импульсного датчика 1, усредненной за п интервалов.

По окончании импульса с формиро- вателя 11 запускается формирователь 12 времени измерения, выходной импульс которого (фиг.2,е) открывает второй элемент 13 совпадения. При этом импульсы с выхода управля- емого делителя 10 частоты поступают на второй счетчик 15 импульсов (фиг.2,ж), где накапливаются за время

60

q-Z

(9)

Тогда

60

5 .0 Т, q.Z F,--- 60-F,, 40

35

где - количество импульсов, накопленных вторым счетчиком 15, и рав-. но числу оборотов вала в минуту.

Формулаиз обретения

Устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее импульс5

0

5 0

0

ный датчик скорости, пересчетную схему, второй счетчик и измеритель временного интервала, состоящий из триггера, первого элемента совпадения, 5 генератора эталонной частоты, делителя частоты и первого счетчика, причем генератор эталонной частоты подключен через делитель частоты к одному из входов элемента совпадения, О другой вход которого подключен к прямому выходу триггера непосредст- Зенно, а выход элемента совпадения соединен со счетным входом первого счетчика, отличающееся тем, что, с целью снижения погреш- ности и повыщения надежности, в устройство дополнительно введены второй и третий элементы совпадения, блок инверсии, управляемый делитель частоты, информационные входы которого поразрядно соединены посредством блока инверсии с выходами первого счётчика, а выход управляемого делителя частоты подключен к первому входу второго элемента совпадения, выход которого соединен с входом второго счетчика, формирователь импульсов и формирователь времени измерения включены последовательно, причем вход формирователя импульсов подключен к инвертирующему выходу триггера, а выход - к входу установки в О второго счетчика и входу записи кода управляемого делителя частоты,

5 выход формирователя времени измерения соединен с входами установки в О первого счетчика и пересчетной схемы, вторым входом второго элемента совпадения и инвертирующим входом третьего элемента совпадения, другой вход которого соединен с выходом импульсного датчика скорости, а выход - с S-входом триггера и входом пересчетной схемы, выход которой

подключен к R-входу триггера, при этом выход генератора эталонной частоты измерителя временного интервала подключен к входу управляемого делителя частоты.

Редактор А.Ревин

Составитель Ю.Мручко

Техред В.Кадар Корректор И.Эрдейи

Заказ 7894/40 Тираж 777Подписное

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

.2

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в автоматических устройст.вах в приборостроении, станкостроении, машиностроении при измерении скорости вращения валов, имеющих же- откую механическую связь с импульсным датчиком скорости (ИДС). Устройство содержит ИДС , пересчетную схему 2, измеритель 3 временного интервала, блок 9 инверсии, управляемый делитель 10 частоты, формирователь 11 импульса, формирователь 12 времени измерения, элементы 13 и 14 совпадения, счетчик 15 импульсов, блок 16 индикации. Изобретение позволяет повысить точность и надежность в работе при достаточно большом быстродействии, так как измеритель 3 временного интервала запускается по окончании импульса формирователя 12 времени измерения ближайшим импульсом ИДС 1. Это достигается за счет введения пересчетной схе- ,мы 2, управляемого делителя 10 частоты, блока 9 инверсии, установленного на выходе измерителя временного интервала, формирователя 11 импульсов, элементов 13 и 14 совпадения. 2 ил. i (Л 1чЭ со CD