Устройство для измерения частоты вращения Советский патент 1992 года по МПК G01P3/44 

о.

-э

э

4

8

Использование: измерение скоростей вращения бесконтактным способом. Сущность изобретения: устройство содержит- радиоволновый генератор-детектор (1), усилитель с автоматической регулировкой усиления (2), компаратор (3), формирователь импульсов (4), триггер (5), интегратор (6), фильтр низкой частоты (7) и частотомер (8) 1-2-3-4-5-6-7-3, 4-8. 3 ил.

7

-ж

и

/

п

Фиг1

Изобретение относится к тахометрии и предназначено для использования в области контроля скорости вращения бесконтактным способом.

Известно устройство для измерения частоты вращения с амплитудной модуляцией непрерывного микроволнового сигнала, содержащее радиоволновый генератор, модулирующий диск с зубьями, детектор, уси- литель, дифференцирующую цепочку, частотомер.

В данном устройстве форма продетек- тированного сигнала зависит от геометрии диска, расположения возбудителя, детектора и чаще всего имеет сильно изрезанную форму (т.е. много переходов через нуль), что приводит к неоднозначности отсчета при измерении частоты вращения. Для получения верного отсчета необходимо изготавливать зуб строго определенной конфигурации и подбирать расположение облучателя и детектора. Кроме того, устройство является широкополосным, что приводит к ухудшению отношения сигнал/шум и, следовательно, уменьшению дальности действия.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для измерения частоты вращения, содержащее последовательно соединенные радиоволновый генератор-детектор, усилитель с автоматической регулировкой усиления, формирователь импульсов, фильтр низкой частоты, компаратор и частотомер.

Недостатком известного устройства является отсутствие автоматической настройки на основную гармонику измеряемого сигнала.

Цель изобретения - упрощение настройки устройства на основную гармонику измеряемого сигналь при измерениях частоты вращения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения частоты вращения, содержащее последовательно соединенные радиоволновый генератор-детектор, и усилитель с автоматической регулировкой усиления (УАРУ), формирователь импульсов, частотомер, фильтр низкой частоты и компаратор, дополнительно введены последовательно соединенные триггер и интегратор, выход которого через фильтр низкой частоты подключен к первому входу компаратора, второй вход компаратора подсоединен к выходу УАРУ, а выход компаратора через формирователь импульсов подключен к входу частотомера и счетному входу триггера.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для измерения частоты вращения; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для измерения частоты вращения содержит радиоволновый генератордетектор 1, усилитель 2 с автоматической регулировкой усиления (УАРУ), компаратор 3, формирователь 4 импульсов, триггер 5, интегратор 6, фильтр 7 низкой частоты и частотомер 8.

0 Устройство работает следующим образом.

Функции радиоволнового генератора- детектора 1 выполняет узел на диоде Ганка. Излученный им сигнал отражается отобъек5 та измерения. Огибающая отраженного сигнала, несущая информацию о частоте вращения, выделяется радиоволновым генератором-детектором 1, усиливается с помощью УАРУ 2 и подается на второй вход

0 компаратора 3, по первому входу которого задается уровень порогового напряжения Un. На выходе компаратора появляются импульсы напряжения Оз при превышении напряжением U2 порогового уровня Uni. В

5 моменты времени, соответствующие фронтам сигнала из, формирователь 4 импульсов вырабатывает счетные импульсы LU, поступающие на частотомер 8, являющийся регистратором устройства, и на триггер 5,

0 меняющий с приходом каждого импульса полярность своего выходного напряжения на противоположную.

Напряжение Us поступает на интегратор 6 и через фильтр 7 низкой частоты пода5 ется на второй вход компаратора 3, перестраивая порог его срабатывания, Сигнал Ua на выходе УАРУ в зависимости от геометрии контролируемого объекта может иметь сильно изрезанную ферму, непригод0 ную для достоверной обработки цифровыми измерителями частоты. Пусть в некоторый момент времени, соответствующий не установившемуся режиму работы тахометра, значение порогового напряжения компа5 ратора равно Uni (фиг. 2), В этом случае за время одного периода входного сигнала на выходе компаратора 3 появляется несколько импульсов Us, что приводит к неравной длительности полупериодов

0 сигнала Us на выходе триггера 5. При этом после интегрирования и дополнительной фильтрации напряжение порога U изменяется до напряжения порога Un2 (фиг. 3). Напряжение Us на выходе триггера 5 стре5 мится быть симметричным, вследствие чего напряжение порога поддерживается постоянным, соответствующим временным диаграммам установившегося режима работы тахометра, приведенным на фиг. 3.

Формула изобретения

Устройство для измерения частоты вращения, содержащее последовательно соединенные радиоволновый генератор-детектор и усилитель с автоматической регулировкой усиления, формирователь импульсов, частотомер, фильтр низкой частоты и компаратор, первый вход которого подключен к выходу фильтра низкой частоты, отличающееся тем, что, с целью упрощения

Фиг. 2

0

настройки устройства на основную гармонику, дополнительно содержит последовательно соединенные триггер и интегратор, выход которого подключен к входу фильтра низкой частоты, причем счетный вход триггера соединен с выходом формирователя импульсов, а выход усилителя с автоматической регулировкой усиления подсоединен к второму входу компаратора, выход которого через формирователь импульсов подключен к входу частотомера.

/-J

У

А

4

%

4

-4 Um

Фиг.З