Устройство для измерения скорости вращения вала Советский патент 1992 года по МПК G01P3/489 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных электроприводах при измерениях скорости вращения исполнительного вала..

Целью изобретения является повышение динамической точности устройства.

На фцг. 1 изображена структурно-принципиальная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы сигналов в основных точках схемы устройства при неподвижном вале.

Устройство для измерения скорости вращения вала содержит генератор 1, последовательно соединенные делитель 2 частоты, фазорасщепитель 3, фазовращатель 4, умножитель 5 частоты и фазовый детектор б. Первая и вторая выходные обмотки фазовращателя 4 подсоединены соответственно к первому и второму входам умножителя 5 частоты, управляющий вход и выход которого объединены. Умножитель 5 частоты содержит блок 7 управления и последовательно соединенные октантный преобразователь 8, блок 9 выборки-хранения и управляемый генератор 10. Выходы блока управления соединены с соответствующими управляющими входами октантного преобразователя 8 и управляющим входом блока 9 выборки-хранения. Октантный преобразователь 8 выполнен в виде последовательно соединенных аналогового коммутатора 11 на управляемых ключах 1217 и операционного усилителя 18 в режиме двойного сумматора с масштабными резисторами 19-26.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии вал фазовращателя 4 не вращается. Частота синусоидальных напряжений на выходе фазорасщепителя 3 и на входе фазовращателя равна частоте ортогональных напряжений на его выходе.

Количество напряжений и фазовый сдвиг между входными напряжениями фазовращателя определяются его конструкцией, могут быть многофазными. Фазовый сдвиг между входными и выходными напряжениями неизменный.

С входа фазовращателя напряжения поступают на входы умножителя 5 частоты, а именно на информационные входы многоканального аналогового коммутатора 10. Ключи 12-17 коммутатора переключаются в соответствий с импульсными сигналами, поступающими на его управляющие входы с выхода блока 7 управления.

Соотношения между величинами масштабных резисторов следующие:

R20 R21

2

R26 R20-Rl9.

На выходе усилителя за период входного напряжения восемь раз происходит чередование идентичных участков напряжений в

пределах от -тт до +-g , При этом используется только один операционный усилитель 18, работающий в режиме двойного суммирования (суммирования по двум выходам).

С выхода операционного усилителя 18 сигнал поступает на информационный вход блока 9 выборки-хранения, на управляющий вход которого также с выхода блока 7 управления поступает короткий строб. Таким образом, при неподвижном вале фазовращателя 4 на входе управляемого генератора 10 управляющий сигнал близок к нулевому уровню, а частоты генераторов 10 и 1 равны и фазы их неизменны. Выходные напряжения, поступающие на входы фазового детектора 6, не изменяют состояния его выхода.

При вращении вала фазовращателя 4 в ту или другую сторону частота сигналов на его выходах, представляющая собой сумму частот кругового поля и частоты вращения, увеличивается либо уменьшается по сравнению с частотой входного сигнала. Частота на выходе умнож41теля 5 частоты, т.е. на выходе управляемого генератора 10, также увеличивается или уменьшается в соответствии с величиной и знаком управляющего напряжения на его входе, но она в заданное число раз превышает частоту на выходе фазовращателя.

Состояние выхода фазового детектора б изменяется при каждом совпадении фаз частот Генераторов 10 и 11% причем чем больше разница частот генераторов, тем чаще меняется состояние выхода фазового детектора. Таким образом , выходной сигнал фазового детектора представляет собой частотный сигнал скорости вращения вала фазовращателя.

В качестве фазовращателя используется сельсин, вращающийся трансформатор или другая микромашина в режиме фазовращателя.

Формулаизобретения

1. Устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее генератор, последовательно соединенные делитель частоты, фазорасщепитель, фазовращатель, умножитель частоты, фазовый детектор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу умножителя частоты и выходу генератора, отличающееся тем, что, с целью повышения динамической точности, умножитель частоты дополнительно снабжен вторым входом и управляющим входом, вторая выходная обмотка фазовращателя подключена к второму входу умножителя частоты, а вход управления умножителя и вход делителя частоты подсоединены к соответствующему входу фазового детектора,

2.Устройство поп. 1,отличающеес я тем, что умножитель частоты выполнен в виде блока управления и последовательно соединенных октантного преобразователя, блока выборки-хранения и управляемого генератора, один выход блока управления соединен с входом управлен ия блока выборки-хранения, а каждый издругих выходов блока управления подсоединен к соответствующему управляющему входу октантного преобразователя.

3.Устройство по пп. 1 и 2, отличающее с я тем, что октантный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных аналогового коммутатора и операционного усилителя в режиме двойного сумматора, входы которого подсоединены к выходам аналогового коммутатора через масштабные резисторы, один вход октантного преобразователя является первым вхйдрм умножителя частоты, другой вход является вторым входом умножителя частоты, а каждый из входов управления аналогового коммутатора является соответствующим

управляющим входом октантного преобразователя.

4. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что аналоговый коммутатор выполнен на шести ключах, входы первого и второго, третьего и четвертого ключей попарно объединены и являются соответственно первым и вторым входами умножителя, входы пятого и шестого ключей соединены соответственно с общей шиной и выходом операционного усилителя, неинвертирующий вход которого соединен через первый резистор с общей шиной, а через второй и третий резисторы - соответственно с первым и вторым выходами аналогового коммутатора,инвертирующийвход

операционного усилителя через четвертый, шестой и седьмой резисторы соединен соответственно с третьим, пятым и шестым

выходами аналогового коммутатора, четвертый и пятый выходы аналогового коммутатора соединены черезпятый резистор между собой, шестой выход аналогового коммутатора через восьмой резистор соединен с входом шестого ключа, сопротивления пятого и шестого резисторов равны, сопротивления второго, третьего и четвертого резисторов вдвое больше , а сопротивления первого и

седьмого резисторов в i/ корень раз больше сопротивления пятого резистора, сопротивление восьмого резистора равно разности сопротивлений второго и первого резистор-ов.

u.Z

Изобретение относится к измерительной технике и Moxet быть использовано в электроприводах при измерении скорости вращения исполнительного вала. Целью изобретения является повышение динамической точности устройства. При неподвижном вале фазовращателя 4 частота синусоидальных напряжений на выходе фазовращателя 3 и на входе фазовращателя равна частоте ортогональных напряжений, на его выходе. С выхода фазовращателя 4 напряжения поступают на входы умножителя частоты 5, выполненного в виде последовательно соединенных октантного преобразователя 8, блока выборки-хранения 9, на которые поданы сигналы блока управления1и управляемого генератора 10. На вы:»(оде октантного преобразователя при неподвижном вале за период входного напряжения восемь раз происходит чередование идентичных участков напряжений в пределах от-7J до ^ , а входной сигнал управляемогогенератора 10 близок к нулю. Частоты сигналов на входах фазового детектора 6 равны и фазы их неизменны. При вращении вала фазовращателя частота на выходе, умножителя частоты 5, т.е. на выходе управляемого генератора 10, увеличивается или уменьшается в соответствии с величиной и знаком управляющего напряжения генератора 10. Состояние выхода фазового детектора 6 изменяется при каждом совпадении фаз частот генераторов 10 и 1, частота выходного сигнала фазового детектора 6 пропорциональна скорости вращения вала. 3 з.п. ф-лы,2ил.слсJ^ ел^>&