Устройство для измерения углового положения вала Советский патент 1992 года по МПК G01B7/30 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угла поворота вращающегося объекта, например вала двигателя внутреннего сгорания.

Известно устройство для измерения угловых перемещений, содержащее поворотную платформу, автоколлиматор, магнитные головки, блок опорных частот, усилители-формирователи, счетчики.

Наиболее близким по техническому решению к изобретению является устройство, содержащее задатчик импульсов в виде сектора с нанесенными по его периметру угловыми метками, предназначенный для жесткой установки на контролируемом валу, установленный относительно задатчика импульсный датчик. Недостатком устройства является задержка опорного импульса относительно угловых импульсов при больших скоростях вращения вала,

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет стабилизации положения заднего фронта опорного импульса относительно счетных импульсов.

На фиг.1 представлено устройство, блок-схема; на фиг.2 - временная диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство содержит импульсный датчик 1 (например магнитоэлектрический), установленный относительно задатчика импульсов, выполненного в виде сектора 2 с угловыми метками в виде зубцов 3. Сектор 2 жестко крепится на валу 4, положение которого контролируется. Устройство содержит также генератор 5 тактовой частоты, счетчик 6 импульсов, регистр 7, компаратор8 и триггер 9. Генератор 5 соединен со счетным входом счетчика 6, выходы счетчика 6 соединены с группой входов компаратора 8 и с группой входов регистра 7. Вторая группа входов компаратора 8 связана с выходами регистра 7. Связь выходов счетчика 6 с входами второй группы компаратора 8 через регистр 7 выполнена со сдвигом влево, по меньшей мере, на один разряд, что эквивалентно умножению кода периода угловых импульсов, формируемому на выходах счетчика 6, вдвое, вчетверо, и т.д. Сдвиг может быть осуществлен как в связи выходов счетчика 6 с входами регистра. 7, так и в связи выходов регистра 7 с входами компаратора 8. В данном случае сдвиг осуществлен подключением первого разряда группы выходов счетчика б к второму разряду входов регистра 7, второй разряд выходов счетчика 6 соединен с третьим разрядом входов регистра 7 и т.д.

Выход датчика 1 импульсов соединен с входом синхронизации регистра 7. входом сброса счетчика бис вторым входом триггера 9, первый вход которого подключен к выходу компаратора 8, Выход триггера 9, являющийся выходом опорных импульсов устройства, подключен к входу разрешения

счета счетчика 6. В другом варианте (не показано) выход триггера 9 может быть соединен с входом разрешения работы генератора 5. Устройство работает и без зтих связей, однако на отдельных режимах возможны сбои, так как счетчик 6 в начале цикла работы может оказаться в неопределенном состоянии. Для повышения надежности устройства целесообразно остановить счет тактовых импульсов после формирования

5 первого фронта опорного импульса.

Устройство работает следующим образом.

Пусть сектор 2 обращен к датчику 1 своей серединой. Очередной угловой импульс (фиг.2а) с выхода датчика 1 импульсов производит перепись состояния счетчика 6 в регистр 7. Состояние счетчика 6 в этот момент времени определяется только что окончившимся периодом следования угло5 вых импульсов. Перепись осуществляется с

умножением на два благодаря соединению

выходов счетчика бс входами регистра 7 со

сдвигом на разряд влево, как описано выше.

Таким образом, в регистр 7 записывается удвоенное значение предшествующего периода угловых импульсов. Счетчик 6 при этом обнуляется, Единичное состояние триггера 9 (фиг.2г) подтверждается, так как на его второй вход поступает импульс с датчика 1 импульсов. Единичный сигнал с выхода триггера 9, поступая на вход разрешения счета счетчика 6, разрешает последнему считать тактовые импульсы (фиг.26), поступающие на его счетный вход с выхода генератора

0 5. В течение текущего периода угловых импульсов счетчик 6 суммирует тактовые импульсы. Так как угловая скорость вала 4 с сектором 2 не может мгновенно измениться в два раза, на выходе компаратора 8 сигнал

5 сравнения не будет сформирован в течение текущего периода УИ. Последующий угловой импульс в зтом случае повторит все описанные в данном абзаце действия, т.е. перепишет в регистр 7 с умножением на два новое

0. состояние счетчика 6, сбросив счетчик 6 в ноль, и подтвердит единичное состояние триггера 9. И так будет продолжаться, пока сектор 4 не повернется относительно датчика 1 своей последней угловой меткой.

5 Угловой импульс, сформированный от последней в секторе угловой метки, произведет все описанные выше стандартные действия. Счетчик 6 начнет считать тактовые импульсы генератора 5. До тех пор, пока сектор 2 повернется к датчику 1 импульсов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использована для измерений угла поворота вращающегося объекта, например вала двигатели внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение точности измерений. При пово-^рота сектора 2 с зубцами 3, насаженного на контролируемый вращающийся вал 4. импульсный датчик 1 выдает сигналы, поступающие на синхронизирующий вход регистра 7 и вход сброса счетчика 6. При зтом на выходе счетчика 6 имеет место код, пропорциональный периоду следования счетных импульсов. Код образуется в результате подсчета импульсов с генератора 5 таю-овой частоты. При превышении периода следования счетных импульсов заданного порога на выходе компаратора 8 появляется сигнал, переводящий триггер 9 в нулевое положение, формируя передний фронт опорного импульса на его выходе. Задний фронт опорного импульса формируется при поступлении очередного счетного импульса. Тем самым с помощью одного датчика осуществляется точная привязка опорного импульса к началу отсчета. 2 з.п. ф., 2 ил.%1ЯвЛ^I>&Jфа&^