Устройство для измерения ускорения вращения Советский патент 1990 года по МПК G01P15/08 

Изобретение относится к цифровой ;измерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения параметров вращения, которые работают совместно с. частотными датчиками частоты вращения.

.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устрой- . : ства путем одновременного измерения JQ частоты вращения без ухудшения техни- ческих характеристик измерения уско- рения вращения.

На чертеже приведена структурная - схема предлагаемого устройства для из-|5 мерения ускорения вращения.

Устройство содержит частотный датчик 1 частоты вращения,.формирова- тель 2 меандровых импульсов частоты вращения, генератор 3 образцовой 20 частоты, блок 4 управления, масштаб- ный делитель 5, элемент ИЛИ 6, счет- чик 7 результата измерения, второй ;реверсивный счетчик 8, регистр 9 па- мяти, формирователь 10 импульса сбро- 25 са, первый реверсивный счетчик 11, формирователь 12 заданного интервала времени, цифровое отсчетное устройство. 13, первый регистр 14 памяти, первый блок 15 индикации, второй ре- зд гистр 16 памяти, второй блок 17 индикации.

Выход датчика 1 частоты вращения, вход которого является входом устрой- ства измерения ускорения вращения, ,, подключен к входу формирователя -2 им- . пульсов частоты вращения датчика, выход которого соединен с четвертым входом блока 4 управления (нумерация входов и. выходов всех блоков выполне- до на снизу вверх и слева направо), генератор 3 подключен к пятому входу блока 4, шестой вход которого соединен с первым выходом формирователя 10 импульса сброса и входами сброса мае- дз штабного делителя 5, первого 11 и .второго0 8 реверсивных счетчиков и фор- мирователя 12 импульса заданного ин- тервала. времени, входами подключенного к выходу первого реверсивного счет- чика 11, а выходом - к третьему входу блока 4 управления, второй вход которого соединен с выходом обратного переноса первого счетчика 11, первый вход блока 4 управления соединен с выходом обратного переноса второго реверсивного счетчика 8 и первым входом регистра 9 памяти, входом и выходом соединенного с вторым реверсивным счетчиком 8, который входами суммирования и вычитгния соединен соответственно с четвертым и третьим выходами блока 4 управления, причем четвертый выход блока 4 соединен с первым входом элемента ИЛИ 6, второй вход которого соединен с выходом .масштабного делителя 5, .входом соединенного с восьмым выходом блока 4 управления, выход элемента ИЛИ б соединен с счетчиком 7 результата измерения, выход которого соединен последовательно с первым регистром 14 памяти и блоком 15 индикации, вторым регистром 16 памяти и блоком 17 индикации,

вход сброса счётчика 7 результата измерения соединен с вторым выходом формирователя 10 импульса сброса, второй вход которого соединен с первым входом первого.регистра 14 памяти и шестым выходом блока 4 управления, седьмой выход которого соединен с вторым входом регистра 14 памяти, первый вход формирователя 10 импульса сброса соединен- с входом записи второго регистра 16 памяти, пятым выходом блока 4 -управления и вторым входом регистра 9 памяти.

Устройство для измерения ускорения вращения работает,следующим образом.

При включении питания формирователь 10 формирует импульс сброса., который с его второго выхода обнуляет счетчик 7 результата измерения, а с первого - реверсивные счетчики 8 и 11, масштабный делитель 5 и устанавливает в исходное состояние триггеры

формирователя 12 заданного интервала времени, блока 4 управления. С установкой триггеров блока 4 управления в исходное положение импульсы измеряемой частоты fx с выхода формирователя 2 начинают поступать на суммирующий вход второго счетчика 8 и через элемент ИЛИ 6 - на вход счетчика 7. Передний фронт первого импульса измеряемой частоты обеспечивает прохождение импульсов генератора 3 образцовой частоты через блок 4 управления на суммирующий вход первого счетчика 11. С этого момента времени начинается отсчет заданного времени t . Когда в счетчик 11 поступит N импульсов, определяющих длительность ti, на выходе формирователя 12 образуется единичный сигнал, который поступает на третий вход блока 4 управле515

ния. Однако блок 4 управления будет поддерживать режим суммирования счетчиками 8 и 13 до поступления очередного Аронта импульса измеряег.ой частоты в блок 4 управле-яия, определяющего окончание первого временного

интервала f,. Поэтому на суммирующий вход счетчика 8 и счетчика 7 результата измерения поступает целое число периодов измеряемой частоты, второй и четвертый выходы блока 4 управления закрываются, а первый и третий - открываются. На пятом выходе блока 4 управления формируется сигнал, который поступает на второй вход регистра 9 памяти и записывает в него содержимое Nx, счетчика 8. Одновременно этот импульс записывает содержимое Ng счетчика 7 в регистр 16 памяти, а, поступив на первый вход формирователя 10, обеспечивает обнуление счетчика 7 импульсом с второго выхода этого счетчика. Блок 17 индицирует результат измерения частоты вращения п непосредственно в единицах об/мин, поскольку выполняется условие Р9tt 60, благодаря которому

60 Р t

О 1

NO, Nq ,

где Р - количество импульсов, генерируемых частотным, датчиком I частоты вращения; N - количество импульсов датчика I , поступивших в сч етчик 7 за время t, первого временного интервала. В режиме вычитания, который начинается после окончания режима суммирования, импульсы измеряемой частоты с третьего выхода блока 4 поступают на вычитающий вход счетчика 8. С поступлением первого переднего фронта импульса измеряемой частоты блок 4 управления обеспечивает прохождение импульсов генератора 3 образцовой частоты на вычитающий вход счетчика 11. Начинается формирование второго временного интервала времени t4.

Режим вычитания продолжается до обнуления счетчиков 8 и 11. Если первым обнуляется счетчик 8, то на его выходе обратного переноса образуется импульс, который переписывает .содержимое регистра 9 памяти в счетчик 8 и поступает на первый вход блока 4, на седьмом выходе которого фор

5

5

0

5

0

5

мируется СИГНАЛ, указывающий, что Ј 0. При этом закрываются первый и третий выходы блока 4 и прекращается поступление импульсов образцовой и измеряемой частот на счетчики 11 и 8 и формирование интервала времени to. В счетчике II остается Л N Р

импульсов.

Начинается третий временной интервал С3, когда блок управления подключает генератор 3 к вычитающему входу счетчика 8, а выход обратного переноса последнего - к вычитающему входу счетчика 11. Открывается восьмой выход блока 4 и импульсы генератора 3 поступают на вход масштабного делителя 5, который уменьшает их частоту следования в Кмраз. Выходные импульсы делителя 5 с частотой следования fM поступают через элемент ИЖ 6 на вход счетчика 7 результата измерения до окончания временного интервала tj. При этом импульсами генератора 3 периодически обнуляется счетчик 8 и импульсы с выхода обратного переноса периодически переписывают содер жимое Nyiрегистра 9 памяти в счетчик 8. Одновременно импульсы обнуления поступают в блок 4 управления и через открытый его первый выход - на вычитающий вход счетчика 11, благодаря чему непрерывно уменьшается содержимое . последнего и N на единицу. Так осуществляется М -кратное суммирование числа М, которое адекватно умножению числа 4NJ на число N Х). Такое умножение продолжается до обнуления счетчика 11. Импульсом обнуления последнего блок 4 управления закрывает первый, третий, восьмой выходы и формирует на шестом выходе импульс, который переписывает содержи- мое Ng счетчика 7 и сигнал с седьмого выхода блока 4 в регистр 14 памяти. Блок 15 индицирует результат измерения и знак измеренного ускорения

Ј N,

з-Јм

ts

К

м

4N.Hxt Км

Одновременно импульсом с шестого выхода блока 4 на обоих выходах формирователя 10 формируется импульс «бро- са устанавливающий в исходное положение триггеры блоков 4, 12 и обнуляющий счетчики 7, 8, П и масштабный делитель 5. Устройство готово к следующему циклу измерения, а цифровые отг

счетные устройства индицируют результаты измерения частоты и ускорения вращения вала.

Следующий цикл измерения начинается с формирования первого временного интервала, с окончанием которого в регистр 15 памяти будет записано новое содержимое N счетчика 7, и блок 17 будет индицировать новый результат измерения частоты вращения. Далее повторяется описанный выше процесс измерения, масштабирования и индици- рования результата измерения ускорения вращения.

Если вращение замедленное, т-.е.ускорение имеет отрицательный знак, то первым обнуляется счетчик 11 и с его выхода обнуления импульс поступает на второй вход блока 4. При этом закрывается первый выход блока 4 управления и открывается второй. Начинается режим суммирования счетчика 11, которьй будет продолжаться до t

обнуления счетчика 8, Импульс . обнуления этого счетчика переписывает содержимое регистра 9 памяти в счетчик 8 и, поступив на первый вход блока 4, закрывает второй и третий выходы этого блока. В счетчике 11 бу- дет записано JN импульсов. Умножение JNflNx

масштабирование делителем 5, запись полученного результата N g и знака в регистр 14 памяти и

0

0

5

формирование импульса сброса аналогичны описанному выше.

Формула изобретения

Устройство для измерения ускорения вращения по авт.св.№ 1310731, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет одновременного измерения частоты вращения без ухудшения технических характеристик измерения ускорения вращения, в него введены элемент ИЛИ, вторым входом соединенный с выходом масштабного делителя, а первым - с суммирующим входом первого реверсивного счетчика и четвертым выходом блока управления, второй регистр памяти и блок индикаторов,которые подключены последовательно с выходом счетчика результата измерения и параллельно с первым регистром памяти и блоком индикаторов, причем выход элемента ИЛИ соединен с входом счетчика результата измерения, вход сброса которого соединен с.вторым выходом формирователя импульса сброса, первый вход формирователя импульса сброса соединен с вторым регистром памяти циф. рового отсчетного устройства, пятым выходом блока управления и вт.орым

.входом регистра памяти.

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и может быть использовано в устройствах измерения параметров вращения, работающих совместно с частотными датчиками частоты вращения. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Устройство содержит частотный датчик частоты вращения, вход которого является входом устройства, а выход подключен к входу формирователя 2 импульсов частоты вращения датчика, выход которого соединен с четвертым входом блока 4 управления, генератор 3, образцовой частоты подключен к пятому входу блока 4, шестой вход которого соединен с первым выходом формирования 10 импульса сброса и входами сброса масштабного делителя 5, первого 11 и второго 8 реверсивных счетчиков и формирования 12 импульса заданного интервала времени, входами подключенного к выходу счетчика 11, а выходом - к третьему входу блока 4, второй вход которого соединен с выходом обратного переноса счетчика 11, первый вход блока 4 соединен с выходом обратного переноса счетчика 8 и первым входом регистра 9 памяти, входом и выходом соединенного со счетчиком 8, который входами суммирования и вычитания соединен соответственно с четвертым и третьим выходами блока 4, причем четвертый выход блока 4 соединен с первым входом элемента ИЛИ 6, второй вход которого соединен с выходом делителя 5, входом соединенного с восьмым выходом блока 4, выход элемента ИЛИ 6 соединен со счетчиком 7 результата измерения, выход которого соединен последовательно с первым регистром 14 памяти и блоком 15 индикации, вторым регистром 16 памяти и блоком 17 индикации, вход сброса счетчика 7 соединен с вторым выходом формирователя 10, второй вход которого соединен с первым входом регистра 14 и шестым выходом блока 4, седьмой выход которого соединен с вторым входом регистра 14, первый вход формирователя 10 соединен с входом записи регистра 16, пятым выходом блока 4 и вторым входом регистра 9. 1 ил.