Цифровой измеритель величины отклонения скорости от заданной Советский патент 1991 года по МПК G01P3/56 

Изобретен 1е от1 осится к измерительной ,технике и может найти применение в автоматических системах для регулирования скорости (или измерения ее девиации) вращающихся валов двигателей внутреннего сгорания в процессе: их доводки., испытания и определения те хнического состояния.

Целью изобретения является умень- .шение погрешности измерения и упрощение конструкции устройства при использовании в автоматических системах .

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства;на фиг. 2 - временные диаграммы ее работы.

Устройство содержит импул :.сный датчик 1 скорости, генератор 2 эталонной частоты, формирователь 3 синхроимпульсов, элементы И 4 и ИЛИ-НЕ 5, реверсивный счетчик 6, дешифратор 7, переключатель 8 и триггер 9,

Выход импульсного датчика 1 скорости подключен к первому входу формирователя 3 синхроимпульсов,второй вход которого и вторые входы элементов И 4 и 5 связаны с выходом генератора 2 эталонной частоты.Первые входы элементов И 4 и ИЛН-НЕ 5 .соединены с выводом формирователя 3 синхроимпульсов. Выход элемента Н 4 подключен к счетному входу С реверсивного счетчика 6, а выход элемента НЛИ-НЕ - к ву.оцу предварительной .установки V реверсивного .счетчика 6 и к тактовому входу С триггера 9, Вход сложе1П1е-вычитание 1 реверсивного счетчика.6 соединен-с входом дешифратора 7 и выход переноса Ро - с установочным входом R триггера 9, установочный вход S которого подключен к выходу дешифратора 7, а ин- формационный вход D - к подвижному контакту переключателя 8,Первый неподвижный контакт переключателя 8 соединен с плюсовой шиной питания +Е и второй - с общей шиной питания. Перед началом измерений определяют значение периода сигнала TJQ, импульсного датчика 1 скорости, соответствующего заданной угловой скорости О

,оА и максимально допустимую

величину его отклонения + дТ, т,е, измерения будут производиться винтервале ТЗОА. - а Т.,. Т,ад йТ

Исходное состояние реверсивного счетчика б вадают таким образом,чть- бы его Состояние на заданной скоросг

ти вращения,т,е, через промежуток времени, равный . быпо нулевым. Для итого вычисляют

К + дК,

где К - целая часть результата деления;

Л К - дробная часть (остаток).

Исходное состояние реверсивного счетчика 6 и положение переключателя 8 определяют по таблице.

Исходное состояние реверсивного

счетчика 6 обеспечивается подачей на информационный вход Di логичес- ких 1 и О, соответствующих значе

нию 1 или йТ/1 - &К/ ± U

Величина дТ задается с помощью

дешифратора 7, который дешифрирует состояние реверсивного счетчика 6, соответствующее величине лТ,и управляет его реверсом.

Устройство работает следующим образом. .

С выхода импульсного датчика 1 скорости, реагирующего на проходящие него зубцы венца маховика, снимается импульсный сигнал (фиг. 2, эпюра А)

с частотой, пропоршональной частоте вращения коленчатого вала двигателя. С приходом импульсного сигнала на первый вход формирователя 3 синхроимпульсов на его выходе образуется

отрицательный сигнал эталонной длительности (фиг. 2, эпюра Б), равньШ периоду импульсов с .выхода генератора 2 эталонной частоты (фиг. 2,эпюра В). Этот отрицательный сигнал открывает элемент ИЛИ-НЕ.5, с выхода которого снимается положительный импульс (фиг. .2, эпюра Г), устаиавлива- ющий реверсивный счетчик 6 в исходное состояние и триггер 9 - в нулевое состояние, если леред началом измерений подвижный контакт переключателя 8 был соединен с общей шиной питания (или в единичное,если был соединен с плюсовой шиной питания

+Е) По окончании отрицательного сигнала через открытый элемент И 4 на счетный вход С реверсивного счетчика 6 начинают поступать импульсы с выхода генератора 2 эталонной частоты. Счетчик 6 осуществляет положительный счет импульсов (фиг. 2. эпюра Д) до величины заданного, отклонения &Т, достигнув которой сигнал с выхода дешифратора 7 переключает

триггер 9 (фиг. 2, эпюра Е), измени ющий процесс положительного счета на отрицательный. При отрицательном счете содержимое счетчика 6 начинает уменьшаться до нуля, при переходе через который на выходе перенос Ро счетчика 6 образуется сигнал,- переключающий триггер 9 в исходное состояние. Реверсивный счетчкк 6 снва осуществляет положительный счет и т.д. (всего К + iKpo,).

Таким образом в течение контролируемого периода, обратно пропорцио .нального частоте вращения коленчатого вала, реверсивный счетчик 6, находящийся в исходном состоянии,через открытьш элемент И 4 осуществляет положительный (отрицательный)затем отрицательный (положительный),потом снова положительный (отрицательный) и т.д. счет импульсов генератора 2 эталонной частоты. Процессом положительного и отрицательного счета реверсивного счетчика 6 управляет триг гер 9, который переключается каждый раз в момент достижения реверсивным счетчиком 6 величины заданного отклонения. С приходом очередного отрицательного сигнала с выхода формирователя 3 синхрош шульсов закрь: - вается эл емент И 4, при этом величина отклонения мгновенной скорости вращения вала относительно заданной (номинальной) однозначно определяется состоянием реверсивного счетчика 6, а знак отклонения - состоянием триггера 9. Далее через промежуток времени, равньй длительности импульса генератора 2 .эталонной частоты, положительный импульс с выхода элемента ИЛИ-НЕ 5 устанавливает реверсивный счетчик 6 и триггер 9 в исходное состояние. Цикл повторяется .

В частном случае при дТ счетчик 6 осуществляет только отрицательный; счет, если очередной сигнал с выхода датчика 1 (синхроимпульс с выхода формирователя 3) поступит раньше момента времени,соответствующего , а если позже, то . в момент времени, соответствующий

эад 5

процесс счета счетчика 6 изме

нится на положительный до прихода следующего синхроимпульса.Дальнейшая работа происходит аналогичным образом.

Выходной код счетчика 6,определяющий вел1гчину .отклонения скорости .относительно заданной,и знак отклонения, снимаемый с выхода триггера 9 по заднему фронту импульсов формирователя 3 синхроимпульсов, подаются в автоматическую систему для регулирования скорости или на устройство цифровой индикации.

Формула изобретения

5

, Цифровой измеритель величины от- клонения скорости от заданной, содер- 20 жащий импульсный датчик скорости,генератор эталонной частоты, счетчик, вькод которого соединен с входом дешифратора, отличающийся тем,что, с целью уменьшения погреш- 25 ности и упрощения конструкции,в него введены формирователь cинxpoи myль- сов, элементы И и ИЛИ-НЕ, переключатель и триггер, при этом вьссод импульсного, датчика скорости подключен 0 к первому входу формирователя синхроимпульсов, второй вход которого и вторые входы элементов И и РШИ-НЕ связаны с выходом генератора эталон- . ной частоты, а первые входы элементов И и ИЛИ-НЕ соединены с выходом формирователя синхроимпульсов, счетчик выполнен реверсивным с информа- ционньм D-входом задания исходного состояния, счетный вход С которого 0 подключен к выходу элемента И,а вход предварительной установки V - к выходу элемента ИЛИ-НЕ и к тактовому входу С триггера, выход которого связан с входом сложения - вьгаитания 5 i -реверсивного - счетчикаjпричем установочный вход R триггера подключен к выходу переноса Ро реверсивного счетчика и установочный вход S -. к выходу дешифратора, а информа- 0 ционный вход D - к подвижноьгу контакту переключателя, первый неподвижный контакт которого соединен с плюсовой шиной питания t-E,a второй - с общей шиной питания.

ЬК/ 1 с плюсовой ШИ ной питания E

ЛК/- 1 С плюсовой ши- . ной питания +Е

UK/+ 1 С общей

шиной

питания

Примечание. Б вьфахсенйи для нсходного cocToHifkH счетчика 6 везде присутствует дополнительная единица, которая компенсирует время (равное одному периоду импульсов генератора 2), ушедшее на управление (остановку счетчика 6 для считыва- ,ния результата и приведение его в исходное состояние).

Изобретение может найти применение в автоматических системах для регулирования скорости вращающихся валов двигателей внутреннего сгорания в процессе их доводки,испытания и определения .технического состояния, Цель изобретения - уменьшение погрешности измерения и упрощение кот струкцпи устройства. Устройство содержит импульсный датчик 1 скорости, генератор 2 эталонной частоты,формирователь 3 синхроимпульсов, элементы И 4 и ШШ-НЕ 5, счетчик. 6, дешифратор 7, переключатель 8 и триггер 9. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами . устройства позволяет достичь того, что выходной Код счетчика 6, определяющий величину отклонения скорости относительно заданной,и знак отклонения, снимаемый с выхода триггера 9 по заднему фронту импульсов формирователя 3 синхроимпульсов, подаются в автоматическую систему для регулирования скорости или на устройство цифровой индикации. 1 табл., 2 ил. Q (Л со 00 4 СО

Фш. f

ШШШШ1ЛЛЛШиШЛ.1ЛШ1ШШЛШи11Ш

п

шлдшшшш.

п

л

Редактор Т.Лошкарева Заказ 3441

Составительн ой И.Полунина

Техред Л.Сердкжова Корректсф Н.Король

Тираж 335Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-Э5, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-полигра тческае предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиъ.г