БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩЕЕ ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ СКОРОСТЕЙ СЕКЦИЙ АГРЕГАТОВ Советский патент 1973 года по МПК G01P3/56 

Изобретение касается цифровых измерительных систем высокой точ-ности и может быть использовало для измерения разности скоростей секщий агрегатов, выпускающие полосовые материалы.

Известные быстродействующие цифровые устрюйства ДЛЯ из-мерения равности скоростей секций агрегатов, выпускающих полосовые материалы, содержащие блок тактовых MIMпульсов, блок задания калиброванных ннтерВалов времени, блок измерения, включающий в себя схему сравнения остатков, схему сравнения чисел переполнений, -схему управления переносо;м информации и схему распознавания знака, а также выходной счетчик, имеют сложные схемы сравнения чисел переполнений, управления переносом информации и распознавания знаков.

Для повышения надежности предлагаемого устройства схема сравнения числа переполнений выполнена в виде двух триггеров, входы которых связаны соответственно с выходами двух двоичных счетчиков, а потенциальные входы через четыре диода попарно подключены к двум входам схемы запрета на двух диодах и двух резисторах, а схема управления переносом информации состоит из трех схем совпадений, потенциальный вход одной из которых подключен к выходу схемы запрета, импулысный вход нодключен к блоку тактовых

импульсов, а- выход - к выходу выходного счетчика; потенциальный вход второй схемы также подключен к выходу схемы запрета, выход ее связан со входом триггера знака, а импульсный вход соединен с выходом третьей схемы совпадения, импульсный вход которой соединен с выхоаом из двоичных счетчиков, а потенциальный вход - с потекциачЛьным выходом триггера блока тактовых имиульсов.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства ДЛЯ измерения разности скоростей секций агрегатов, выпускающнх полосовой материал.

БЛОК / тактовых импульсов состоит нз генератора 2 эталонной частоты, стабилизированного и подключенного через нереключатель 3 и кнпи-реле 4. Выход последнего связан с импульсным входом схе.мы 5 совпадения, управляемого по потенциальному входу с выхода триггера 6. Блок тактовых и.мпульсов содержит также формирователи 7 и 8 импульсов сброса, связанные с разделительными в.ходами триггера 6 и управляющие сбросом по шинам 9 и 10. Выход схемы 5 соединен также со входом кипп-реле //.

БЛОК 12 задания калиброванных интервалов времени, состоящий из двоичного делителя 13 частоты, вход которого связан с выходом генератора 2 через переключатель 3, а выход - со

входом формирователя 7, и диодного дешифратора 14, поразрядно связанного с делителем 13. Выход одной из шиН дешифратор а 14 связан с формирователем 5, а два других - с блоком 15 измерения. Последний непосредственно связан с дискретными датчикамИ 16 и 17 скорости, установленными на приводных валах секций агрегата, юкорости кюторых сравниваются (на чертеже не показаны). Выход одного из датчиков (1€) связан с переключателем 3 блока 1 тактовых частот и используется в режи;ме измерения относительных значений разности, подключаясь при этом через переключатель 3 к входу двоичного делителя 13 частоты.

Блок измерения 15 состоит из схемы 18 сравнения остатков чисел имиульсо1в, поступающих от датчиков 16 и 17 скорости за калиброванный интервал времени, схемы 19 сравнения числа переполнений, схемы 20 управления переносом информации.

Схема 18 сравнения остатков состоит из вентилей 21 и 22 совпадения, импульсные входы которых связаны с выходами датчиков 16 и 17, а потенциальные входы управляются с шип дешифратора 11 схем 23 и 24 «ИЛИ, входы которых соединены с выходами вентилей 21 и 22 и двоичных счетчиков 25 и 26, входы которых подключены к выходам схем 23 и 24. Вторые входы схем 25 и 26 связаны с выходами вентиля 5 и кипп-реле 1 блока /.

Схема 19 состоит «з дв-ух триггеров 27 и 28, входы которых соединены с выходами счетчиков 25 и 26.

Выходы триггеров 27 и 28 через диоды 29- 32 подключены к двум входам схемы запрета на диодах 33 и 34 и резисторах 35 и 36, подключенных, к источнику отрицательного напряжения -Е.

Схема 20 состоит из трех схем совпадения 37, 38 и 39. Выход схемы 39 соединен с входом декадного счетчика 40, а выход схемы 58- с входом триггера 41 знака, связанных с индикаторным устройством 42.

Цепи сброса счетчиков 25 и 26, триггеров 27, 28 и 41 подключены к шине 9 сброса блока 1.

Принци1п действия1предлатаемо1го устройства основан на методе сравнения не абсолютных величин, составляющих разности скорости, а лишь некоторых остаточных значений, не превышающих максимально возможной разности.

Полный цикл измерения состоит из двух этапов. Иа первом этапе числа импульсов измеряемых частот, получаемые за фиксированный интервал времени и пропорциональные абсолютным значениям скоростей секций, значительно уменьшаются на некоторую, определенную для каждой из секций, величину до уровня указанных остатков. Уменьщение производится путем многократного выч;итания из обеих составляющих некоторого, заранее заданного числа, превышающего макси1мально воз1можную разность. На втором этапе измерения сравниваются полученные остатки и значения их разности импульсами тактовой частоты переносятся в декадный счетчик, управляющий цифровыми индикаторами. Одновременно определяется знак разности.

Возможны два пути использования описанпого процесса: измерение абсолютных и относительных значений разности скоростей, т. е. собственно разности и соотношения.

Принцип измерения частоты как числа ИмпульсоЕ за определенный интервал времени, определяемый числом импульсов другой .частоты, основан на следующих соотношениях:

«ifа «2/1 Т и П - П,

/2

где п - число импульсов частоты

пч - число импульсов частоты /2 за период измерения Г.

Если частота /2, определяющая интервал измерения, фиксированная, то результат измерения представляет в некотором масщтабе абсолютное значение измеряемой частоты . Если частота ч переменная, то результат измерения представляет при другом значении масштаба отношение двух измеряемых частот.

Работа схемы сравнения числа переполнений двоичных счетчиков блока измерения и схемы управления переносом информации в выходной декадный счетчик происходит следующим образом.

При равенстве чисел переполнений счетчиков 25 и 25 на первом этапе работы к началу второго этапа триггеры 27 и 28 оказываются в одинаковом состоянии. При этом запрещающий нулевой потенциал присутствует только

на одном из входов схемы запрета на диодах 33, 34 и резисторах 55, 36, запрет не осуществляется, на выходе схемы запрета имеет место отрицательный потенциал, открывающий схемы совпадения 55 и 39.

При неравенстве чисел переполнений (возможное различие на единицу) состояние триггеров 27, 28 к началу второго этапа оказывается разным, запрещающий потенциал поступает на оба входа схемы за прета, на ее выходе запрещающий нулевой потенциал запирает схемы 38 и 39.

В начале второго этапа открывается по потенциальному входу схема совпадения 37. Па втором этапе измерения на вход импульсной схемы совпадения 59, а также па входы счетчиков 25, 26 поступает пачка импульсов тактовой частоты, сформированная в блоке тактовых импульсов 1. Количество импульсов в пачке определяетя дополнительным калиброванным интервалом времени, в течение которого дважды опрокидывается триггер 6, выходное напряжение которого открывает на этот период схемы совпадения 5 и 57, и равно емкости каждого из счетчиков 25, 26.

При прохождении тактовой частоты на втором этапе каждый из счетчиков переполняется один раз при дополнении записанного в нем на первом этапе остатка до числа, соответствующего полной емкости. Каждый из этих

И1М1пульсо1в переполнения опрокидывает тригrep 27 или 28. С момента каждого опрокидыва.ния схема запрета изменяет свое состояние на обратное и соответственно уиравляет ирохождением импулусов через схемы совпадения 38 и 39. При этом число импульсов тактовой частоты, поступившее в декадный счетчик 40 оказывается равным разности сравпиваемых скоростей в заданном масштабе, а состояние триггера значка 41 соответствует зпаку этой разности. Последние управляют световыми индикаторами для отсчета значений разности и ее знака.

Предмет изобретения

Быстродействующее цифровое устройство для измерения разности скоростей секций агрегатов, выпускающих нолосовые материалы, состоящее из блока тактовых ..у::ь:ов, блока задания калиброванных интервалов врелгени, блока измерения, включающего в себя схему сравнения остатков, схему сравнения числа переиолнений и схему управления переносом информации, выходного счетчика, триггера sHaixa и индикаторного устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, схема сравнения числа переполнений выполнена в виде двух триггеров, входы которых связаны соответственно с выходами двух двоичных счетчиков, а потенциальные выходы через четыре диода попарно подключены к двум входам схемы запрета на двух диодах и двух резисторах, а схема управления переносом информации состоит из трех схем сов-падений, потенциальный вход одной из которых подключен к выходу схемы запрета, импульсный вход подключен к блоку тактовых импульсов, а выход - к входу выходного счетчика; потенциальный вход второй схемы совпадений также подключен к выходу схемы запрета, выход ее связан со входом триггера знака, а импульсный вход соединен с выходом третьей схемы совпадения, импульсный вход которой соединен с выходом одного из двоичных счетчиков, а потенциальный вход - с нотенциальным выходом триггера блока тактовых имиульсо1В.

г: ---