Устройство для измерения неравномерности частоты вращения вала Советский патент 1991 года по МПК G01P3/48 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения неравномерности частоты вращения вала двигателей внутреннего сгорания в процессе их доводки5 испытания и определения технического состояния.

Цель изобретения - упрощение устройства.

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

Устройство содержит датчик 1 частоты вращения, формирователь 2 импульсов зажигания (момента впрыска) определенного цилиндра двигателя, формирователь 3 импульсов промежуточной метки, блок 4 контроля часто. 24-91 ты, первый триггер 5, второй триггер 6, первый элемент И 7t блок 8 ра режима работы, элемент ИЛИ 9„ генератор 10 эталонной частоты, третий триггер 1 1, четвертки гер 12, счетчик 13 адреса, формирователь 14 сигналов записи и установки, первый элемент ИЛИ-НЕ 15, второй элемент И 16, пятый триггер 17, измерительный счетчик 18, второй элемент ИЛИ-НЕ 19, запоминающее устройство 20 и блок 21 индикации.

Датчик 1 частоты вращения подключен к входу формирователя 3 импульсов промежуточной МРТКИ, который соединен с вторым входом элемента И 7 и с входом блока 5 контроля частоты. Первый вход элемента И 7 соединен с

тлктоным входом триггера 11 и с выходом триггера 6, тактовый вход которого свнчап с выходом формирователя 2 ИМПУЛЬСОВ зажигания (момента впрыс ка) определенного цилиндра дгшгателя и установочный вход R - с инверсным выходом триггера 5. Выход элемента И 7 и перный пыход блока 8 выбора режима работ;. подключены к входам элемента НИИ 9, пыход которого свя- г тактодым пходом триггера 12, инверсный выход которого подключен к счетному входу счетчика 13 адреса, к установочному входу R формировате- ля 1/4 сигналов записи и установки и к первым входам элементов ИЛИ-НЕ 15 и И 16. Второй вход элемента И 16 и счетный вход формирователя 14 связаны с выходом генератора 10 эталонной частоты. Второй пход эле- мечтл ИЛИ-ИК 15 и установочные входы R измерительного счетчика 18 и триггера 5 подключены к второму выходу блока 8 выбора режима работы, третий выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ-НЕ 19, первый вход которого и первый установочный вход S триггера 17 связаны с первым выходом формирователя 14 сигналов записи и установки, второй выход которого соединен с вторым установочным входом R триггера 17 и с входом V предварительной установки измерительного счетчика 1В и третий выход с вторым установочным входом S и с установочным входом R триггеров 11 и 12. Тактовый вход блока 21 индикации подключен к выходу элемента ИЛИ-НЕ 19 и информационный вход - к выходу запоминающего устройства 20,. адресный вход которого связан с первым выходом счетчика 13 адреса, вход выбор кристалла - с инверсным выходом триггера 17, вход записи - с выходом элемента ИЛИ-НЕ 15 и информационный вход - с выходом измерительного счетчика 18, счетный вход которого соединен с выходом элемента И 16. Вход блока 8 выбора режима работы и первый установочный вход R триггера 11 соединены с втор выходом счетчика 13 адреса, установочный вхол R которого подключен к инверсному выходу триггера 11 и так товый вход триггера 5 - к выходу бпока контроля частоты. В качеств датчика 1 частоты может бы использован чюбсй импульсный датчик

например индукционный и пи фотоимпульсный, который предназначен для получения в пределах одного оборота импульсных сигналов с частотой, пропорциональной частоте вращения вала двигателя. Формирователь 2 импульсов предназначен для формирования импульсов зажигания (для карбюраторных двигателей) или импульсов момента впрыска (для дизельных двигателей) определенного цилиндра, необходимых для синхронизации начала измерения с одним и тем же тактом цикла работы этого цилиндра двигателя. Блок 8 выбора режима работы служит для автоматического перевода устройства из режима измерения (считывания) в режим считывания {измерения). Он состоит из генератора 22 импульсов, триггера 23, работающего в счетном режиме, и элемента И 24. Формирователь 14 сигналов записи и установки представляет собой пятиразрядный кольцевой счетчик, в котором происходит сдвиг единицы из разряда в разряд под действием-поступающих на счетный вход импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений в блоке 4 контроля частоты задают значение угловой скорости, при которой необходимо произвести измерение неравномерности частоты вращения вала, и подачей на информационный вход Di логических 1 и О, соответствующи значению 5 (пять), обеспечивают исходное состояние счетчика 18. Значение пять компенсирует время (равно пяти периодам импульсов генератора 10), ушедшее на установку счетчика 18 для формирования сигналов записи и установки. После подключения устройства к датчикам определенного цилиндра (как правило первого) и частоты вращения вала включают тти- 1 Н мг и запускают двигатель. При Мч-м триггеры 5 и 23 имеют нулевые состояния, элемент ИЛИ-НЁ 15 открыт, а элементы ИЛИ-НЕ 19 и И 24 закрыты, с выхода датчика 1 через формирователь 3 на вход блока 4 контроля частоты начинают поступать импульсы (фиг.2,эпюра А), При достижении ва-- лом двигателя заданной частоты вращения на выходе блока 4 контроля частоты появляется сигнал, переклюЧ ЛИЛИ И И ГрИГ ГОр 5 (фИ .2, ОИЮра 1)1,

нулевой сигнал которого, снимаемый с инверсного выхода, устраняет бло- кировку триггера 6. С появлением ня выходе формирователя 2 импульсов зажимания сигнала, соответствующего моменту зажигания (впрыска топлива), переключает триггер 6 (фиг.2, эпюра В), который открывает элемент И 7 и устанавливает триггер 11 в нулевое состояние. Через открытый элемент И 7 и элемент ИЛИ 9 на тактовый вход триггера 12 начинают поступать

;/ООП

ра Ю , , inyc. : формирователь 14 сигналов мпиги ч voганонки.

Выходной попстччи (ельный импульс формирователя 14, снимаемый с второго разряда, пгюгит триггер 17 (фиг.2, эпюра Н), нулевой сигнал которого поступает нл вход Выбор кристалла запомни mow го устройства Ю 20. В результате происходит переписывание содержимого измеритепьного счетчика 18, который зафиксировал время прохождения первого углового интервала, в первую ячейку запоми

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения неравномерности частоты вращения вала двигателей внутреннего сгорания в процессе их доводки, испытания и определения технического состояния. Цель изобретения - упрощение конструкции устройства. После достижения валом двигателя заданной частоты вращения и прихода синхроимпульса начинается измерение длительности первого углового интервала. По его окончании измерительный счетчик 18 останавливается на время, в течение которого формируются управляющие сигналы запоминающего устройства 20 и происходи 1 переписывание содержимого счетчика 18 в первую ячейку запоминающего устройства 20, Затем происходит установка счетчика 18 в исходное состояние, соответствучщрс значению времени,, ушедшего на его остановку. Потом измеряется длительности второго углового интервала и тсд. После заполнения всех ячеек памяти устройство автоматически переходит в режим считывания. 2 ил. С SS #

импульсы с выхода формирователя 3 им- igнаюдцего устройства 20. С появлением пульсов промежуточной метки. По пе-положительного импульса на четвертом реднему фронту входного импульсавыходном разряде формирователя 14 триггер 12 переключается (фиг.2, эпюра Г), нулевой сигнал которого, снимаемый с инверсного выхода, устраняет 20чика 18 в исходное состояние и с посигналов записи и установки происходит установка триггера 17 и счстблоюфовку формирователя 14 сигналов записи и установки. В результате на первом выходном разряде формирователя 14 образуется положительный импульс (фиг.2, эпюра /0, который под действием импульсов, поступающих на счетный вход, с выхода генератора 10 эталонной частоты начинает сдвигаться из разряда в разряд, (фиг.25 эпюра Е, Ж). С появлением этого положительного импульса на четвертом

ыходном разряде формирователя 14 сигналов записи и установки (фиг.2, эпюра 3) происходит установка счетчика 18 в исходное состояние и с появлением импульса на пятом выходном разряде (фиг.2, эпюра И) происходит переключение триггера 11 (фиг.2, эпюра К) и возвращение триггера 12 в исходное состояние, положительный сигнал которого обнуляет формирователь 14 сигналов записи и установки и открывает элемент И 16. Через открытьм элемент И 16 на счетный вход, счетчика 18 начинают поступать импульсы (фиг.2, эпюра Л) с выхода генератора 10 до прихода второго импульса на тактовый вход, триггера 12. Передний фронт второго импульса снова изменяет состояние триггера 12, нулевой сигнал которого закрывает элемент И 16, воздействует на счетный вход счетчика 13, который формирует на выходе первый адрес и передает его на адресный вход запоминающего устройства 20, инвертируется на элементе ИЛИ-НЕ 15 и поступает на вход записи запоминающего устройства 20 (фиг. 2, эгпонаюдцего устройства 20. С появлением положительного импульса на четвертом выходном разряде формирователя 14 чика 18 в исходное состояние и с посигналов записи и установки происходит установка триггера 17 и счстяилением импульса на пятом выходном разряде происходит возвращение триггера 12 в исходное состояние, положительный сигнал которого обнуляет формирователь 14 сигналов записи и установки, преобразуется на элементе ИЛИ-НЕ 15 в нулевой сигнал, стшде- тельствующип об окончании цикла записи, открывает э 1емент И 16.

Процесс измерения продолжается до тех пор, пока не будут заполнены информацией все ячейки запоминающего устройства 20, При этом на втором выходе счетчика 13 вырабатывается сигнал, который через триггер 11 обнуляет его и переводи г блок 8 выбора режима работы в режим считывания путем переключения триггера 23, нулевой сигнал которого, снимаемый с инверсного выхода, открывает элемент ИЛИ-НЕ 19 и положительный сиг- нал (фиг.2, эпюра 0), снимаемый с прямого выхода, закрывает элемент ИЛИ-НЕ 15, обнуляет счетчик 18, открьшает элемент И 24 и устанавливает триггер 6 также в нулевое состояние. В результате закрывается элемент И 17, прекращая прохождение импульсов с выхода формирователя 3 импульсов

промежуточно/: метки к тактовому входу триггера 12. Через открытый элемент И 24 и элемечт И Ш 9 на тактовый вход триггера 12 начи.мют поступать импупьсы с выхода генератора 22 кмпульсов (фиг.2, эпюра П), По переднему фронту sxcvr oro импульса триг-- гер 12 перекпюч , нулс-вой сигнал которого, снпм,1 ч„И с инверсного вы- Хода, воздейст в . v , л. счетный вход

счетчика 13, который формирует на выходе первый адрес и передает его НА адресный вход запоминающего устройства 20. Одновременно этот пулевой сигнал запускает формирователь , котор(гй с помощью триггера 17 вырабатывает нулевой сигнал Выбор кристалла. Во время действия нуле- кого сигнала на входе Выбор кристалла запоминающего устройства 20 и по переднему фронту сигналу с выхода элемента ИЛИ-НЕ 19 (фиг.2, эпюра Р) происходит переписывание информации из первой ячейки запоминающего устройства 20 в блок 21 индикации. После считывания информации из всех нп выходе счег-пика 13 вы- раиа ibiBric и, я LHI нал, который переводит блок 8 iv-ir;opa ряжи--; ртботы в режим изменения. Скорость считывания опродспче.тгя частотой следования импульсов генератора 22 гмпульсов„

Формула изобретения

Устройство для измерения неравномерности частоты вращения вала, содержащее датчик частоты вращения, формирователь импульсов промежуточной метки, формирователь импульсов зажигания„ блок контроля частоты, пять триггеров, два элемента И5 блок выбора режима ра.боты, генератор эталонной частоты„ счетчик адреса, измерительный счетчик, формирователь сигналов записи и установки, запоминающее устройство„ блок индикации, при этом выход датчика частоты вращения подключен к входу формирователя промежуточной метки,, выход, которого соединен с входом блока контроля частоты и с вторым входом первого элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго триггера, выход блока контроля частоты подключен к тактовому входу первого триггера, первый выход счетчика адреса подключен к адресному входу запоминающего устройства, а второй к входу блока выбора режима работы, инверсный выход четвертого триггера соединен с установочным входом формирователя сигналов записи ч установ- ки и с первым входом второго элемента И, второй пход которого связан с генератором -эталонной частоты, я его выход - со счетным входом изм ритель- 5 ного счетчика, информационный вход блока индикации подключен к выходу запоминающего устройства, о т л и - ч л ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, в него введены Ю элемент ИЛИ и два элемента ИЛИ-НЕ, при этом выход формирователя импульсов зажигания подключен к тактовому входу второго триггера, выход которого связан с тактовым входом тре- 15 тьего триггера, подключенного инверсным выходом к установочному входу счетчика адреса, счетный вход которого и первый вход первого элемента ИЛИ-НЕ соединены с инверсным выходом 20 четвертого триггера, первый установочный вход третьего триггера связан с вторым выходом счетчика адреса, второй установочный вход третьего и установочный вход четвертого тригге- 25 ров связаны с третьим выходом формирователя сигналов записи и установки, второй выход которого соединен с входом предварительной установки измерительного счетчика и с вторым ус- 3Q тановочным входом пятого триггера,

а его первый выход - с первым установочным входом пятого триггера и через первый вход второго элемента ИЛИ-НЕ - с тактовым входом блока индикации, -,- счетный вход, формирователя сигналов записи и установки соединен с выходом генератора эталонной частоты, второй вход второго элемента ИЛИ-НЕ связан с третьим выходом блока выбора режи- 40 ма работы, второй выход, которого

подключен к установочным входам измерительного счетчика и первого триггера и к второму, входу первого элемента ИЛИ-НЕ., первый выход блока вы- 45 бора режима работы подключен к вто- рому входу элемента Ш1И8 первый вход которого соединен с выходом первого элемента И, а его выход. с тактовым входом четвертого триггера,, выход

50

первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с

входом записи запоминающего устройства, информационный вход которого соединен с выходом измерительного счетчика, а его управляющий вход - rj. с инверсным выходом пятого триггера

первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с

входом записи запоминающего устройства, информационный вход которого соединен с выходом измерительного счетчика, а его управляющий вход - с инверсным выходом пятого триггера

@

UoUii

#«.. 2

Редактор Т.Лошкарева

Составитель И.Полунина Техред М.Дидык

Заказ 2572

Тираж 351

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор Н.Король

Подписное