Цифровой измеритель скорости Советский патент 1988 года по МПК G01R23/00 

&

ЧУч яв

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частноети к области измерения скорости объектов, оснащеины5{ импульсными датчиками,, и может быть использовано преимущественно на измерении скоростей значения которых -изменяются во времени (переходные процессы)

Целью изобретения является повышение быстродействия измерителя и повышение точности измерения за счет исключения сбоев при изменении входного сигнала во временио

На фиг.1 приведена функциональная схема измерителя; на фиг«2 - временные диаграммь ; поясняющие его работу

Цифровой измеритель скорости содержит регистр-cyMJ aTop 1, формирователь 2 входных импульсов, счетчик 3 целых периодов измерд- емого сигналаj уточняющий счетчик 4,, ключ 5, дополнительный счетчик 6р ф-ормирователь 7 цикла измерения; счетчик 8 значения текущего периода. Выход генератора 9 опорной частоты соединен с входами формирователя 7 цикла измерения, де лителя 10 опорной частоты и делите- , ля 1 частоты с переменньм коэффиця ентом деления;, выход делителя 10 оп-оркой частоты соединен со счетным входом счетчика 8 значения текущего

периодаJ выход делителя J.1 частоты с дерем енним коэффициентом деления - со счетными входами допольштельного и уточняющего счетчиков 6 и А, выход формирователя 7 цикла измерения с входом регистра-сумматора .1 и управляющими входами ключа 5 и счетчика 3 целых периодов измеряемого сиг нала, выход формирователя 2 входных и myльcoв соединен со счетным входом счетчика 3 целых периодов измеряемо- го сигнала,.с входами ключа 5- счетчика 8 значения текущего периода и уточняющего счетчика Aj выход ключа 5 соединен с управляющим входом дополнительного счетчика 65 информа-- ционные выходы счетчика 8 значения текущего периода соединены с входами делителя 1 1 частоты с переменнь М ко-- эффициентом деления, информационмле выходь дополнитапьного счетчика 6 с входаг ш начальной установки уточ-- няющего счетчика , информационные выходы счетчика 3 целых периодов из-- меряемого сигнала и уточняющего счетчика 4 с входами регистра-сумматора о

Измеритель работает сл едующим образом.

Сигнал от датчика в виде импульсной последовательности поступает на вход, формирователя 2 входных импульсов, который вырабатывает короткие импульсы с периодом повторения Т (фиг«2в). Генератор 9 опорной частоты, делитель JO опорной частоты, счетчик 8 значения текущего периода и депитель 11 частоты с переменным коэффициентом деле1-шя служат для формирования импульсной последовательности с частотой следования в К раз больше входной 5 Умножение частоты происходит следующим образом, Сигнгш с частотой .следования fo с выход генератора 9 -опорной частоты поступают

на вход делителя 10 опорной частоты, на выхо.де которого получают импульсную последовательность с частотой fo/Kj где К - коэффициент деления делителя 10 опорной .. частоты. Выход

этого делителя соединен со счетным входом счетчика 8 текущего значения периода, который стробируется импуль- сами с выхода формирователя 2 входных . импульсов в В течение интервала

времени Т., счетчик 8 значения текущего периода подсчитывает импульсы час тоты fo/K Следовательно, за время Т, В счетчике 8 значения текущего периода устанавливается число N(.

Tj,f о/К, В конце каждого интервала времени Т, значение N,,.|. запоминается в делителе 11 частоты с неремен.ным коэффициентом деления и обнуляется счетчик 8 значения текущего периода,

Записанное в делитель 11 частоты с- переменным коэффициентом деления число определяет коэффициент деления (Ktj) этого делителя. Очевидно, что на выходе делителя 11 с переменным коэффициентом деления будет сигнал с

частотой

fo .. fc,K

f ± - °.- f jr

К

частота на выходе делителя 11 частоты с переменным коэффициентом деления в К раз больше входной (фиг,26)о

По заднему фронту импульса 1(в момент времени t) счетчик 3 целых периодов измеряемого сигнала устанавливается в максимальное значение,что бы по приходу первого импульса Т в нем был ноль5 Такая установка связана

с тем, что часть периода входного сигнала с момента времени t, до прихода первого импульса Tj учитывается в дополнителыузм счетчике 6,

В момент времени t ключ 5 открывает счетный вход дсполнительного счетчика 6. В этом счетчике до прихода первого импульса Т (момент времени t) накапливаются импульсы с частотой следования . В момент времени tj, ключ 5 закрывает счетный вход дополнительного счетчика 6,Временная диаграмма работы ключа 5 приведена на фиг.2г.

За время й, в дополнительном счетчике 6 накапливается число л N, , равное

4N if, ,

По приходу каждого импульса Т в счетчик 3 целых периодов измеряемого сигнала добавляется единица, в уточняющий счетчик 4 записывается содержимое дополнительного счетчика 6 ( AN,), а в течение каждого периода Т уточняющий счетчик 4 подсчитывает импульсы с частотой следования

f К , начиная с числа и N, . К моменту времени t в счетчике 3 целых периодов измеряемого сигнала находится число равное числу целых периодов, а в уточняющем счетчике 4 -dNx.(i .К моменту окончания цикла измерения (t(.) в уточняющем счетчике 4 нахо дится число Д , равное

а л N X Kf .

х

А -г

Kf.( ( Л г-, + A SV )Х

По переднему фронту импульса Тц в регистре-сумматоре 1 происходит суммирование содержимого счетчика 3 целых периодов измеряемого сигнала и

старших разрядов уточняющего счетчика 4.

Емкость уточняюще-го счетчика 4 должна быть бодьше.2К, а емкость дополнительного счетчика 6 больше К,

Выбор емкости счетчиков обусловлен следующим обстоятельством. При быстром уменьшении входной частоты за время дТ, может возникнуть больше К импульсов частоты , что приведет к переполнению дополнительного счетчика 6, следорательно, емкость дополнительного счетчика 6 должна быть больше К. Аналогично в конце цикла измерения за время на вхоДе уточняющего счетчика 4 может появиться больще К импульсов. Счет указанного

счетчика начинается с числа iN, , следовательно, емкость уточняющего счетчика 4 должна быть больше 2Р.

Общим результатом измерения является число

N N, + дК,,,

где NJ. - число целых периодов измеряемого сигнала за вре- мя

лЫ - число, уточняющее результат измерения.

Формула изобретения

Ьи1фровой измеритель скорости,содержащий генерагор опорной частоты счетчик целых периодов измеряемого сигнала, уточняющий счетчик, счетчик значения текущего периода, делитель

опорной частоты, ключ и формирователь цикла измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и повышения точности измерений за счет исключения сбоев при изменении входного сигнала во времени, в него введен делитель частоты с переменным коэффициентом деления, дополнительный счетчик формирователь входных импульсов и регистр-сумматор, причем выход генератора опорной частоты соединен с вхо- дом формирователя цикла измерения, с входом делителя опорной частоты и

с входом делителя частоты с перемен ным коэффициентом деления, выход делителя опорной частоты соединен со счетным входом счетчика значений текущего периода, выход делителя частоты с переменным коэффициентом деления соединен со cчeтны J н входам дополнительного и уточняющего счетчиков, выход формирователя цикла измерения соединен с входом регистра-сумматора и управляющими входами ключа и счетчика целых периодов измеря- емо1 О сигнала, выход формирователя ВХОД1-5ЫХ импульсов соединен со счетным входом счетчика целых периодов

измеряемого сигнала, с входами ключа, счетчика значений текуш,его периода и уточняющего счетчика, выход ключа соединен с управляюдщм входом дополнительного счетчика, информационнь;е

выходы счетчика значений текущего периода соединены с входами делителя частоты с переменным коэффициентом деления, информационные выходы допол514116806

нительного счетчика соединен с входа- чика целых периодов измеряемого сиг- ми начальной установки уточняющего нала и уточняющего счетчика соединен, счётчика, информационные выходы счет- с входами регистра-сумматора.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Цель изоб-- ретения - повышение быстродействия и точности измерения скорости объектов , оснащенных импульсными датчиками. Измеритель скорости содержит счетчик (С) 3 целых периодов измеряемого сигнала, уточняюпшй С 4, ключ 5, формирователь 7 цикла измерения, С 8 значения и генератор 9 опорной частоты. Введение регистра-сумматора 1, формирователя 2 входных импульсов С 6 и образование новых функциональных связей исключает сбои при изменении входного сигнала во временя. 2 ИП с f

Фие.2