Устройство для измерения скорости вращения вала Советский патент 1990 года по МПК G01P3/36 

сл

С О vj

Ч

Изобретение относится к технике измерения и контроля угловых скоростей

Цель изобретения - повьшение поме хозаищщеннпсти змерений„

На чертеже представлена функцио- д нальная схема устройства для измерения скорости вращения вала

Устройство для измерения скорости вращения вала содержит фотоэлектрический датчик- 1 , включающий источник света 2, фотоприемник 3 и модулирующи диск 4, блок постоянной памяти (например ШЗУ; 5, компаратор 6, ре- гистр 7 сдвига, первый генератор 8, первую схему И 9, счетчик 10, регистр 11 параллельной записи, И-НЕ 12, счетчик 13с переменным коэффициентом деления, второй генера- тор 14, вторую схему И 15, индикатор, состоящий из светодио да 16 и балластного сопротивления 17, формирователь 18 импульсов по переднему фронту и формиро- ватель 19 импульсов по заднему фрон- ту

Устройство работает следующим образом.

При враще-нии модулирующего диска на выходе фотоприемника 3 появляется сигнал синусоидальной формы Этот сигнал сравнивается с опорным уров- немя компаратора 6 и подается в виде логического сигнала на информационный вход сдвигающего регистра 7о Уровень логического сигнала компаратора 6 соответствует уровню 1 сдвигающего регистра 7 Информация, находящаяся на информационном входе сдвигающего регистра 7, записывается Иvсдвигается последним под действием тактовых импульсов первого опорного генератора 8. Временная выборка преобразованного сигнала с фотоприемника 3, последовательно отображенная на k-разрядном выходе сдвигающего регистра 7, подается на k-pas- рядный адресный вход ППЗУ 5, которое запрограммировано следующим образом

При преобладании числа нулей в двоичном коде, поступающем на k-раз- рядный адресный вход ППЗУ 5, в ячейки ППЗУ 5 записываются значения О, при преобладании в двоичном коде, поступающем на k-разрядный адресный вход ГШЗУ 5, числа единиц в ячейки ППЗУ 5 записываются значения I Таким образом, на выходе ППЗУ 5 форми

руется 1 длительностью, равной тельности прохождения радиальной прорези модулирующего диска, 4 между источником 2 света и фотоприемником 3 фотоэлектрического датчика 1 Импульсы с ППЗУ 5 поступают на вход формирователя 18 импульсов по переднему фронту сигнала и на вход формирователя 19 импульсов по заднему фронту сигнала Формирователь импульсов по переднему фронту вырабатывает короткий импульс, сбрасывающий п-разряд- ный счетчик 10, после чего последний начинает счет импульсов, задаваемых первым опорным генератором 8 Формирователь импульсов по заднему фронту формирует импульс, разрещаю- щий запись в п-разрядный регистр 11 параллельной записи числа М тактовых импульсов, подсчитанного п-разрядным счетчиком 10 за длительность 1 на выходе ППЗУ 5, время которой со- ,ответствует времени прохождения радиальной прорези модулирующего диска 4 На выходе п-разрядного регистра 11 параллельной записи формируется параллельный двоичный код числа М, который является коэффициентом деления п-разрядного счетчика 13 с перементм коэффициентом деления, ло М определяется по формуле

Чиси I, ,

(О

где Т - ; ительность прохождения радиальной прорези модулирующего диска 4;

ftt - период сигнала опорного генератора 8. Длительность

. I

(2)

R 0)

где о - ширина радиальной прорези модулирующего диска 4; R - радиус модулирующего диска 4; СО - угловая скорость модулирующего диска 4о

Частота импульсов на выходе п-разрядного счетчика 13 с переменным ко-. эффициентом деления

ЛЛЛ. М

.;

(3)

где FOP,, частота второго опорного

генератора 14, Из формул (1), (2) и (3)

P3-J- ...-, ,Fpf.z;fit R Cit -a-j

Как видно из формулы (4), частота на выходе п-разрядного счетчика 13

f

СО. (4)

51

с переменным коэффициентом деления пропорциональна скорости вращения ва ла, причем возможность произвольного изменения частоты опорного генерато- ра 14 позволяет получать на выходе п-разрядного счетчика 13 с переменным коэффициентом деления частоту, в произвольное требуемое число раз превышающую частоту сигнала с выхода фотоприемника 3

В момент заполнения всех разрядов п-разрядного счетчика 10 на выходе элемента 12 с инвертирующим выходом появляется О, останавливающий счет п-разрядного счетчика 10 посредством первого элемента И 9, а также запрещающий выдачу сигнала со счетчика 13 с переменным коэффициентом деления через второй элемент И 15 на выход устройстзао Кроме того, загорается светодиод 16, указ.1вающий на остановку вала или недопустимо низкую скорость вращения .последнего. Балластно сопротивление 17 предназначено дпя ограничения тока, протекающего через светодиод 16 и инвертирующий выход элемента 12о

Выход устройства может быть подключен к любому электронному частотомеру, который, выдает код .скорости в удобном для потребителя .виде.

Частота первого опорного генератора 8 выбирается из условия

Т7 а УдкС 1ПП7 /K

оп. f. ()

где СО Аокс максимальная возможная скорость вращения вала, рад/с;. а - максимальная допустимая

погрешность измерения . при скоростях, близких

счсе

Необходимая разрядность п-разрядного счетчика 10, п-разрядного регистра 11 параллельной записи, элемента 12 с инверсным выходом п-разрядного счетчика 13 с переменным коэффициентом деления выбирается из условия

Редактор Л Пчолинская

Составитель А Кирилюк Техред М.Ходанич

6

.,.,.

R-СОмин

де СО J,l,ц минимальная угловая скорость вращения вала, рад/с.

Из неравенства (6) РОЯМ

- ° « г Формула изобретени

Устройство для измерения скорости вала, содержащее фотоэлектрический датчик, блок постоянной памяти и счетчик, отличающее- с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введены компаратор, первый и второй генераторы импульсов, регистр сдвига, первый и второй формирователи, первая и вторая схемы И, схема И-НЕ, индикатор, регистр 1, и второй счетчик с переменным коэффициентом деления при этом выход фотоэлектрического.датчика соединен с входом компаратора, выход которого соединен с последовательным входом данных регистра сдвига, тактовый вход которого соединен с выходом первого генератора и с первым входом первой схемы И, второй вход которой соединен с выходом схемы И-НЕ, с первым входом второй схемы И, а также с входом индикатора, выход первой схемы И соединен со счетным входом первого счетчика, вход сброса которого соединен с выходом первого формирователя, вход которого соединен с входом второго формирователя и выходом блока постоянной памяти, вход которого соединен с выходом регистра сдвига, причем выход первого счетчика соединен с входом схемы И-ПЕ и входом данных регистра, вход записи которого

соединен с выходом второго формирова- -еля, а выход - с входом данных второго счетчика, тактовый вход которого соединен с выходом второго генератора, а выход - с вторым входом второй схемы И, выход которой является выходом устройстваJ

Корректор 0. Ципле

Изобретение относится к технике контроля и измерения и позволяет повысить помехозащищенность измерения скорости вращения вала. Опорный генератор 8, сдвигающий регистр 7 и программируемое постоянное запоминающее устройство 5 исключают возможность сбоев устройства при наличии помех в измерительном и оптических каналах. Счетчик 10, регистр параллельной записи 11, счетчик с переменым коэффициентом деления 13 и управляющие их работой формирователи импульсов по переднему 19 и заднему 18 фронту, а также схемы И 9, 12, 15 формируют на выходе устройства сигнал с частотой, пропорциональной скорости вращения вала. Путем изменения частоты опорного генератора 14 можно получить произвольное удобство для потребителя отношение между частотой на выходе устройства и частотой на выходе фотоэлектрического датчика. В случае снижения скорости вращения вала ниже допустимой либо остановке загорается сигнализирующий светодиод 16. 1 ил.