ИЗМЕРИТЕЛЬ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ПЕРИОДА ВХОДНОГОСИГНАЛА Советский патент 1971 года по МПК G01P15/00 

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к приборам для исследования динамических процессов в механизмах с вращающимися деталями, в частности для измерения и записи неравномерности вращения вала, например, в совокупности с тахометрическими датчиками.

Известны измерители неравномерности периода входного сигнала, содержащие формирователь, генератор пилообразного напряжения, запоминающую схему. Устройства преобразуют в напряжение часть периода входного сигнала, например, когда на выходе формирователя напряжение равно нулю. В оставшуюся часть периода, когда на выходе формирователя напряжение имеет противоположную полярность, схема приводится в исходное состояние.

Чувствительность таких измерителей недостаточна при замере незначительной неравномерности периода входного сигнала. При изменении скважности входного сигнала, например при смещении тахометрического датчика или тарировке прибора источником стандартной частоты со скважностью сигнала, отличающейся от рабочей, выходная величина изменяется.

соединенными дифференцирующей цепочкой и двухфазным одновибратором запрета со временем нахождения в устойчивом состоянии, близким по величине к минимальному периоду

исследуемого сигнала, выход которого подключен через резистор ко входу генератора пилообразного напряжения, а вход дифференцирующей цепочки - к выходу формирователя.

Это позволяет повысить чувствительность и исключить погрешность от изменения скважности входного сигнала.

На фиг. 1 изображена схема измерителя неравномерности периода входного сигнала;

на фиг. 2 - временные диаграммы работы измерителя.

Формирователь 1 соединен через дифференцирующую цепочку 2 с двухфазным одновибратором запрета на транзисторах 3-6 и

через резистор 7 со входом генератора пилообразного напряжения с емкостной отрицательной обратной связью на транзисторах 8,9. Выход генератора пилообразного напряжения соединен также с выходом двухфазного одновибратора запрета через резистор 10 w. с источником смещения через резистор 11. Запоминающая схема на транзисторах 12, 13, диодах 14-16 и конденсаторе 17 соединена с выходом генератора пилообразного напряжения.

сатор 18 с эмиттером транзистора 5 двухфазного одновибратора запрета.

Исследуемый сигнал подается на вход формирователя. Прямоугольные импульсы (см. фиг. 2, а), период которых равен периоду исследуемого сигнала, с выхода формирователя поступают на двухфазный одновибратор запрета через дифференцирующую цепочку. В устойчивом состоянии одновибратора транзистор 3 закрыт, транзисторы 4, 6 открыты. Отрицательный импульс с дифференцирующей цепочки переводит одновибратор в первую фазу временно устойчивого состояния (фиг. 2,6), транзистор 3 открыт, транзистор закрыт, транзистор 6 открыт. Конденсатор 19 заряжается через эмиттерный повторитель на транзисторе 5.

После разряда копдепсатора 20 на резистор

21первая фаза оканчивается, транзистор 4 открывается и переводит одновибратор во вторую фазу временно устойчивого состояния (см. фиг. 2,в), транзистор 3 закрыт, транзистор 4 открыт, а транзистор 6 закрыт. Время запрета (время первой и второй фаз временно устойчивого состояния одновибратора) по величине близко к минимальной величине периода импульсов с формирователя.

Генератор пилообразного напряжения в процессе работы находится в четырех состояниях (см. фиг. 2,г).

/. Двухфазный одновибратор находится во второй фазе временно устойчивого состояния и через резистор 10 открывает транзисторы 8, 9 генератора пилообразного напряжения до насыщения.

//. Время запрета гэ кончается. Двухфазный одновибратор запрета переходит в устойчивое состояние, транзистор 6 открывается. Уровень напряжения на выходе одновибратора и формирователя близок к нулю. Па вход генератора пилообразного напряжения через резистор 11 подается напряжение смещения. Из-за отрицательной обратной связи конденсатора

22напряжение на коллекторах транзисторов 8, 9 снижается по линейному закону.

///. Период Т формирователя кончается.

Напряжение па выходе формирователя резко снижается до -UK, формирователь запускает двухфазный одновибратор для запрета на следующий период и одновременно приоткрывает транзисторы 8, 9 генератора пилообразного напряжения. Величина резистора 7 выбрана такой, что за время действия импульса первой фазы одновибратора запрета напряжение на генераторе пилообразного напряжения изменяется на незначительную величину.

IV. Одновибратор переходит во вторую фазу и через резистор 10 приоткрывает транзисторы 8, 9 генератора пилообразного напряжения. Напряжение на генераторе повыщается по линейному закону до нуля. Изменение

потенциала на выходе формирователя от до О не изменяет состояние транзисторов генератора пилообразного напряжения, IV состояние переходит в /.

Амплитуда пилообразного напряжения пря МО пропорциональна разности .

Транзисторы 4, 5 первой фазы одновибратора запрета управляют запоминающей схемой на транзисторах 12, 13. В исходном состоянии, когда транзистор 4 открыт, конденсатор 18 заряжен до напряжения -f/к, транзистор 15 типа п-р-п открыт до насыщения, напряжение на его коллекторе равно -UK. Транзистор 13 через диод 16 запирает диод 15

и транзистор 12.

При напряжении на генераторе, находящемся во второй фазе, больщем по абсолютной величине напряжения па запоминающем конденсаторе 17, диод 14 открывается, и копденсатор 17 дозаряжается до амплитуды пилообразного напряжения.

При переходе двухфазного одновибратора в первую фазу напряжение на базе транзистора 13 понижается до -lU, транзистор 13 (см.

фиг. 2, д) и диод 16 запираются.

Напряжение на эмиттере транзистора 12 (см. фиг. 2, е) становится несколько меньще по абсолютной величине напряжения на генераторе пилообразного напряжения. Через выходпое сопротивление эмиттерного повторителя на транзисторе 12 и диод 15 происходит коррекция напряжения на запоминающем конденсаторе 17, если напряжение на запоминающем конденсаторе от предыдущего измерения

больще по абсолютной величине амплитуды пилообразного напряжения.

При постоянном периоде Т напряжение на выходе постоянно (см. фиг. 2,ж). При изменяющемся по величине периоде, например, по

синусоидальному закону, выходное напряжение, прямо пропорциональное разности Т-/з, изменяется по этому же закону, образуя на кривой напряжения ступеньки (см. фиг. 2, з). Величина ступеньки пропорциональна разности двух соседних периодов Т.

Предмет изобретения

Измеритель неравномерности периода входного сигнала, содержащий формирователь, генератор пилообразного напряжения, запоминающую схему, отличающийся тем, что, с целью повыщения чувствительности и исключения погрещности от изменения скважности входного сигнала, он снабжен последовательно соединенными дифференцирующей цепочкой и двухфазным одновибратором запрета, выход которого подключен через резистор ко

входу генератора пилообразного напряжения, а вход дифференцирующей цепочки - к выходу формирователя.