ЭЛЕКТРОННЫЙ ТАХОМЕТР Советский патент 1967 года по МПК G01P3/66 

Известны электронные тахометры для измерения скоростей вращения до 30000 об/мин, содержащие фотоэлектрический датчик, перфорированный диск, осветитель и электронный блок обработки данных. Подобные тахометры имеют недостаточно высокую точность и быстродействие и не могут быстро передавать результаты измерений на печатающий блок.

В предлагаемом устройстве в качестве эталонных использованы кварцевые электронные часы, а включение импульсов измеряемой частоты на часы осуществляется при помощи пуск-стопной схемы. Такое выполнение тахометра позволяет увеличить точность измерений.

С целью увеличения быстродействия пускстопная схема выполнена на двух симметричных триггерах, нагруженных на симметричный делитель. При этом перепад напряжения в средней точке воздействует на сетку управляющей лампы, которая через экранирующую сетку одной из ламп формирующего мультивибратора осуществляет его пуск и остановку.

Электронный блок работает в дискретном режиме по десятичной системе счисления. Он содержит счетные декады, выполненные по десятичной системе счисления, и двухра рядный счетчик номера точки, который кинематически связывает разряд единиц и разряд десятичной кратности. Это также увеличивает быстродействие тахометра.

Счетчик может быть выполнен в виде меха5 ничсского устройства, которое содержит храповое колесо, жестко скрепленное с диском, имеющим одну впадину на ребре. По диску скользит храповик, связанный со следующим разрядом счета. Счетчик подсчитывает количество замеров, выполненных прибором, а также быстро и точно передает результаты на печатающий блок.

На фиг. 1 изобрал ена блок-схема электронного тахометра, на фиг. 2 - пуск-стопная

5 электронная схема, а на фиг. 3 - кинематическая схема механического счетчика номера точки.

Электронный тахометр снабжен датчиком / фотоэлектрического типа и перфорированным

0 диском 2. Последний установлен на вращающемся валу 3 измеряемой установки между датчиком и источником света (на чертеже не показан) так, что диск преобразует скорость вращения вала в последовательность импу5 льсов с частотой, пропорциональной этой скорости. Импульсы с датчика 1 по линии 4 дистанционной передачи подаются на пуск-стопную схему 5. В исходном положении эта схе ма закрыта.

электронных часов 6 управляют схемой 5. Часы имеют вакуумный кварц с эталонной частотой,которая делится пятью электронными делителями 7 (коэффициент деления у каждого равен десяти) до частоты 1 гц. Первые три делителя - самовозбуждающиеся синхронизируемые мультивибраторы - понижают частоту до 100 гц. Дальнейшее деление происходит при помощи двух кольцевых счетных схем.

Импульсы с частотой 1 гц поступают на электронную пересчетную схему 5, которая позволяет получить эталонные интервалы времени в 1, 2, 3 сек, задаваемые блоком 9.

Полученные импульсы с эталонными интервалами времени управляют пуск-стопной схемой.

Тахометр подготавливается к проведению измерений с помощью блока 10, куда выведено кнопочное управление схемой 5.

Счетный блок подсчитывает импульсы измеряемой частоты. Он состоит из пяти счетных декад 11, выполненных по десятичной системе счисления, и двухразрядного механического счетчика номера точки 1. Все декады имеют одинаковую схему из пяти симметричных триггеров («пятерка) и добавочного триггера («двойка). Декады выполнены на двойных триодах.

Для визуального считывания результатов измерения в каждой декаде включены десять неоновых лампочек с цифрами на шкале от О до 9.

С декады 11 и счетчика 12 при помощи читающего блока 13 результаты измерений передаются на печатающий блок 14.

Электропитание тахометр получает от блока 15. Тахометр управляется кнопками 16 «Пуск), 17 («Сброс) и 18 («Печать).

Пуск-стопная схема выполнена на лампах JIг-JJ.

Измеряемая частота поступает на вход ограничивающего усилителя, выполненного на лампах Лг и Л.

Выходное напряжение с лампы //2 поступает на сетку лампы Л управляемого мультивибратора (на лампах Ле и Л-,).

При поступлении импульса «Пуск на правый анод симметричного триггера Л он опрокидывается. Правая половина становится проводящей. Папряжение на обеих половинах делителя R, Rt уравнивается, и разностное напряжение в его средней точке становится равным нулю. Смещение на унравляющей сетке лампы Л становится отрицательным, и лампа загорается. Тогда напряжение на аноде лампы //5 и, следовательно, на экранной сетке лампы Л, повышается, и мультивибратор начинает выдавать импульсы измеряемой частоты на счетный блок. Через выбранный эталонный интервал времени на анод второго симметричного триггера Лл поступает импульс «Стоп, триггер опрокидывается, его правая половина становится проводящей, а левая - не проводящей. Симметрия напряжения на делителе з, R нарущается, в средней точке появляется положительное напряжение, и управляющая лампа Л открывается. Напряжение на экранной сетке лампы У/в надает, мультивибратор закрывается, и поступление импульсов измеряемой частоты на счетный блок прекращается. Триггеры Лз и 1/74 возвращаются в положение «Готово путем отключения левых управляющих сеток от земли при помощи кнопки 17 («Сброс).

На оси 19 .разряда единиц жестко закреплены колесо 20 и диск 21 десятичной кратности, на окружности последнего имеется впадина.

Колесо 22 и щестерня 23 представляют одно целое и свободно вращаются на оси 19 разряда единиц. Шестерня 23 через шестерни 24 и 25 связана с осью 26 разряда десятков.

Электромагнит 27 через кривошиппо-шатунный механизм 28 связан с двумя храповиками 29 и 30. Храповик 29 находится в зацеплении с колесом 20 и при каждом импульсе, поступившем на электромагнит 27 от кнопки 16 (см. фиг. 1), поворачивает колесо 20 на угол 36°.

Храповик 30 опирается на торец диска 21 и попадает в зацепление с колесом 22 только

через десять импульсов, когда собачка будет

находиться во впадине диска 21. Колесо 20

через шестерни 23, 24, 25 поворачивает ось 26

разряда десятков на одно деление.

Па концах осей 19 и 26, которые выходят

на переднюю панель 31 счетчика, укреплены стрелки и шкалы, служащие для визуального наблюдения. На противоположных концах этих осей установлены ползунки 32 контактных коммутаторов, которые подключают постоянное напряжение на ламель соответствующего числа и служат для передачи результата счета на печатающий блок 14. Счетчик устанавливается на нуль вручную.

Предмет изобретения

1.Электронный тахометр для измерения больщих скоростей вращения, например, вала турбины, содержащий датчик фотоэлектрического типа, перфорированный диск, осветитель и электронный блок обработки данных, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности измерения, в нем использованы кварцевые электронные часы, а для включения импульсов измеряемой частоты на часы

применена пуск-стопная схема.

2.Тахометр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, он содержит триггерную ячейку с двумя симметричными триггерами, нагруженными на симметричный делитель так, что перепад напряжения в средней точке воздействует на сетку управляющей лампы, которая через экранирующую сетку одной из ламп формирующего мультивибратора осуществляет его пуск и

3.Тахометр по пп. 1, 2, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия, электронный блок содержит счетные декады, выполненные по десятичной системе счисления, и двухразрядный счетчик номера точки.

4.Тахометр но п. 3, отличающийся тем, что, с целью подсчета количества замеров, выполненных прибором, и быстрой и точной передачи результатов на печатающий блок, счетчик номера точки выполнен в виде механического устройства, которое содержит храповое колесо, жестко скренленное с диском, имеющим одну впадину на ребре, и храповик, связанный со следующим разрядом счета, скользящий по этому диску.

Ljrfr- /-,-.

/

РиЗ.З

31

28 21