Сигнализатор предельных значений угловой скорости Советский патент 1987 года по МПК G01P3/489 

с датчиков 1-1, 1-2 и 1-3 транслируются на входы вычитания счетчиков 2-1, 2-2 и 2-3, посредством которых организуются циклы измерения угловой скорости. В случае отказа датчика 1-1, либо счетчика 2-1 задатчик 7-1 будет продолжать работу без отклонений, поскс льку по окончании измерительных циклов на его вход будут поступать импульсы напряжения с выхо1

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в системах автоматического контроля предельных значений угловой скорости различных объектов повышенной надежности.

Цель изобретения - повьшение надежности и помехоустойчивости сигна- лизатора за счет резервирования его схемных элементов.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого сигнализатора; на фиг.2 - схема одного из вариантов построения формирователя выходных команд.

Сигнализатор содержит импульсные датчики 1-1, 1-2 и 1-3 скорости, счетчики 2-, 2-2 и 2-3, триггеры 3-1, 3-2 и 3-3, мажоритарные элементы 4-1, 4-2 и 4-3, элементы 5-1, 5-2 и 5-3 задержки, формирователь 6 выходных команд и задатчики 7-1, 7-2, 7-3 предельных значений угловой скорости, включающие каждый счетчики 8 и 9 и генератор 10 эталонной частоты.

№тульсные датчики скорости, выполненные, например, в виде катушек индуктивности, расположены по окружности диска 1 I, изготовленного из немагнитного материала, по внешнему диаметру которого равномерно закреплены магнитные вставки 12-1 ... 12-Z. Диск 11 насажен на вал 13, скорость которого контролируется посредством предлагаемого сигнализатора. Датчики 1-1 ... 1-3 повернуты один относительно другого на углы, кратные шагу вставок 12 (при Z / 3).

Формирователь 6 выходных команд содержит (фиг.2) триггеры 14-1, 14-2

дов счетчиков 2-2 и 2-3 через мажоритарный элемент А-1. Прохождение на вход какого-либо счетчика 2-1, 2-2 и 2-3 импульсного сигнала помехи не скажется на достоверности измерения угловой скорости, поскольку синхронное срабатывание мажоритарных элементов 4-1, 4-2 и 4-3 будет осуществлено при считьгеании до нуля других счетчиков. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

и 14-3, элементы И 15-1, 15-2 и 15-3, мажоритарные элементы 16-1, 16-2 и элементы 17-1, 17-2 памяти. Построение формирователя 6 может быть иным.

Например, при необходимости контроля только лишь одного порога угловой скорости часть схемньпс элементов может быть исключена из его состава. Далее схема мажоритарной свертки формируемых сигналов может иметь другой вид, если выход сигнализатора вьшол- няется с резервированием всех,элементов.

Сигнализатор работает следующим

образом.

При вращении вала 13, например, с постоянной угловой скоростью 03 , на выходе каждого из датчиков 1 -1, 1-2 и 1-3 формируется последовательность- импульсов напряжения, период следова- ния которых определяется из выражения

t.

о.

2

7.Ш:

(1)

где . - угол между магнитными вставками 12-1 ... 12-Z; Z - количество магнитных вставок.

импульсные сигналы с датчиков 1-1, 1-2 и 1-3 транслируются на входы вычитания счетчиков 2-1, 2-2, 2-3, посредством которых организуются циклы измерения угловой скорости. А именно

при считьгоаний содержимого этих счетчиков до нуля на их выходах формируются импульсы напряжения, которые переключают триггеры 3-1, 3-2 и 3-3 в единичное состояние. При поступлении на входы

мажоритарных элементов 4-1 , 4-2 и

А-3 электрических сигналов с двух любых триггеров 3-1, 3-2, 3-3 они открываются, следующим образом видоизменяя состояние-схемы: в счетчики

8задатчиков 7-1, 7-2 и 7-3 записы- вается код предуставки N j,, соответствующий максимально допустимой угловой скорости ; в счетчики

9этих же задатчиков записьшается

код предуставки N , соответствую- щий уровню наименьшей угловой скорости „и„ . при выходе за пределы которой в контролируемом объекте возможно возникновение аварийной ситуации; через промежуток времени, достаточ- ный для выполнения всех операций по переключению схемы и равный настройке элементов 5-1, 5-2, 5-3 задержки, триггеры 3-1, 3-2 и 3-3 переводятся в исходное состояние, а в счетчики 2-1, 2-2 и 2-3 записывается код предуставки п, определяющий число периодов t j, выбранное для задания цикла измерения угловой скорости.

Дпительность цикла равна

Т. 1 7, CJ

(2)

В течение этого цикла из содержи мого счетчиков 8 и 9 считывается код, равный

N T-f 2 f ° Z ы.

IT 3)

где f - эталонная частота, формируемая генераторами 10;

п2-1Т.

V. - . „-f - постоянный коэффициент.

7- -,

Если угловая скорость , с которой вращается вал 13, находится в пределах рабочего диапазона скорости т.е. а)„ : 03 f то считываемый код N. превьш1ает кода предуставки тт счетчиков 9, но больше кода предуставки . Поэтому при считьша- нии содержимого счетчиков В до нуля на их выходах формируются импульсы напряжения, которые переключают триг геры 14-1, 14-2 и 14-3 формирователя 6 в нулевое состояние и закрывают элементы И 15-1, 15-2 и 15-3. Сигналы на выходе мажоритарного элемента 16-1 не воэбутздаются. По окончании измерительного цикла Т триггеры 14-1, 14-2 и 14-3 возвращаются в исходное состояние.

fO 5 0 25

30

,

35

45

40

, 50 55Если вал 13 начинает вращаться с угловой скоростью, превьппающей допустимую величину (а1„„„о ), то за интервал времени, равный длительности измерительного цикла Т., содержимое счетчиков 8 не считывается до нуля и элементы И 15-1, 15-2, 15-3 открыты для прохождения импульсов напряжения, формируемых на выходах мажоритарных элементов 4-1, 4-2 и 4-3, на входы элемента 16-1 и далее на вход элемента памяти 17-1. Последний преобразует эти импульсы в потенциальный сигнал, транслируемый на первый выход формирователя 6.

В тех случаях, когда угловая скорость вала 13 становится меньше допустимого уровня (f - i и5„ ) , длительности измерительных циклов Т; становятся достаточными для считывания до нуля содержимого счетчиков 9. Последние формируют импульсы напряжения, которые поступают на входы мажоритарного элемента 16-2 и запоминаются элементом 17-2. На втором выходе формирователя 6 появляется потенциальный сигнал, являющийся выходным сигналом устройства.

В случае отказа датчика 1-1, либо счетчика 2-1 задатчик 7-1 продолжает рабоГу без каких-либо отклонений, поскольку по окончании измеритапьных / циклов на его вход поступают импульсы напряжения с выходов счетчиков 2-2 и 2-3 (через мажоритарный элемент 4-1). Работоспособность сигнализатора сохраняется и при появлении двух локальных неисправностей, например, в цепях датчик 1-1 ... триггер 3-1 и мажоритарный элемент 4-2 ... элемент И 15-2.

Прохождение на вход какого-либо счетчика 2-1, 2-2 и 2-3 импульсного сигнала помехи не сказьшается на достоверности измерения угловой скорости, поскольку синхронное срабатывание мажоритарных элементов 4-1, 4-2 и 4-3 осуществляется при считывании до нуля других счетчиков.

Формула изобретения

1. Сигнализатор предельных значений угловой скорости, содержащий первый импульсный датчик скорости, выход которого соединен с входом вычи- тателя первого счетчика, и первый задатчик предельных значений угловой

5

ч а

скорости, отличающийся тем, что, с целью повьшения Г1аде нос- ти и помехоустойчивости сигнализатора, в иего введены второй и третий импульсные датчики скорости, выходы которых соединены с входами вычитания второго и третьего счетчиков соответственно, второй и третий задат- чики предельных значений угловой скорости, три триггера, три элемента задержки, три мажоритарных элемента и формирователь выходных команд, выходы которого являются выходами сигнализатора, при этом выход каждого из счетчиков через триггер соединен с одноименными входами мажоритарных элементов, выходы которых через элементы задержки соединены с входами перезаписи соответствующих счетчиков через задатчики предельных значений угловой скорости - с первыми и вторыми входами формирователя выходных команд соответственно и подключены непосредственно к третьим входам этого

1

формирователя.

2, Сигнализатор по п.1, о т л и- чающийся тем, что задатчик

с JO20 69416

предельных угловых скоростей содержит два счетчика, входы переяаписи которых соединены с входом - адатчика, и генератор эталонной частоты, выходом соединенный с входами вьгаитания счетчиков, выходы которых являются выходами задатчика.

3, Сигнализатор по п,1, отличающийся тем, что формирователь выходных команд содержит три триггера, три элемента И и два мажоритарных элемента, выходы которых через элементы памяти соединены с выхо- дами формирователя, при этом его первые входы соединены с первыми входами триггеров, вторые входы триггеров объединены с первыми входами элементов И и подключены к третьим входам формирователя соответственно, инверсные выходы триггеров соединены с вторыми входами соответствующих элементов И, выходы которых подключены к входам первого мажоритарного элемен

а, а входы второго мажоритарного

элемента соединены формирователя.

с вторыми входами

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение надежности и помехоустойчивости сигнализатора з. счет резервирования его схемных элементов. При вращении вала 13 импульсные сигналы А.г.У // (Л Ф ,Т ffwxffff r

Составитель Ю. Мручко Редактор Н. Кищтулинец Техред А.Кравчук Корректор Е. Рошко

Заказ 772/47

Тираж 777Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

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