УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ Советский патент 1974 года по МПК G01P3/481 

Изобретение относится к области измерения и контроля параметров движения.

Известные устройства аля измерения скорости вращения, содержащие частотный датчик и измерительную схему, выполненную в виде электрически связанных усилителя, формирователя и осредняющего блока, не обеспечивают высокой точности.

Предлагаемое устройство, с целью повышения точности, с)1абжено последовательно включеиными между формирователем и осредняющим блоком схемой совпадения, ждущим мультивибратором, триггером и амплитудным ограничителем, а также второй схемой совнадения, своими входами подключенной к ждущему мультивибратору и выходу триггера, а ее выход связан со входом последпего и кварцевым генератором, подсоединенным к обеим схемам совпадения.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2- временные диаграммы элементов, входящих в устройство.

Устройство для измерения скорости вращения содержит: частотный датчик /; усилитель 2; формирователь 3, схему 4 совпадения; ждущий мультивибратор 5; кварцевый генератор 6; схему 7 совпадения; триггер 8; амплитудный ограничитель 9, осредняющий блок 10.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в установившемся вал вращается с некоторой угловой скоростью со Ыо Чем. фиг. 2, а). При этом на выходе частотного датчика /, например фотоэлектрического, появляются трапецеидальные импульсы (см. фиг. 2,6), период следования которых равен Го. Пройдя усилитель 2, эти сигналы принимают вид прямоугольных импульсов (см. фиг. 2, в) длительностью ти. Формирователь 3 на приходящий с выхода усилителя 2 импульс вырабатывает прямоугольный импульс, длительность которого -Сф практически выбирается равной двум-трем периодам следования Тг импу тьсов кварцевого генератора 6. График выходного сигнала формирователя 3 приведен на фиг. 2, г, а выходного напряжения кварцевого генератора 6 - на фиг. 2, д. Сигналы с выходом формирователя 3 и кварцевого генератора 6 поступают па входы схемы 4 совпадения, на выходе которой появляются импульсы при одновременном существовании входных воздействий. График выходного сигнала схемы 4 совпадения изображен на фиг. 2, е.

В момент времени t появления первого отрицательного перепада (отмеченного на фиг. 2, е стрелкой) выходного сигнала схемы 4 совпадения запускается ждущий мультивибратор 5, снимая на время тжм напряженне с первого входа второй схемы 7 совпадения,

запрещая ее срабатывание. В тот же момент времени /, ждущий мультивибратор 5 вырабатывает запускающий имнульс, приходящий на первый вход триггера 8. Временные диаграммы выходных сигналов ждущего мультивибратора 5 и триггера 8 приведены на фиг. 2, ж и 2,3 соответственно. При приходе запускающего импульса от ждущего мультивибратора б триггер iS срабатывает и на его выходе вместо сигнала нулевого уровня появляется некоторый положительный сигнал, поступающий на второй вход схемы 7 совпадения и подготавливающий ее срабатывание по данному входу.

Часть устройства, содержащая две схемы 4 к 7 совпадения, кварцевый генератор 6, Ж|Дущий мультивибратор 5 и триггер 8, предназначена для получения на своем выходе на каждый приходящий с формирователя 3 импульс одного прямоу1гольного импульса, длительность которого равна целому и неизменному числу периодов следования Гг импульсов кварцевого генератора 6, т. е.

т вых. J г

где п - целое число; п const.

В рассматриваемом случае л 3 и та часть выходного сигнала кварцевого генератора в, которая определяет длительность Твых- сигнала трилгера 8, на фиг. 2, д отмечена щтриховкой. Для выполнения указанной задачи следует таким образом спроектировать ждущий мультивибратор 5, чтобы

жм -(п - - Т,.

Тогда по истечении времени T«M (момент времени tz на фиг. 2, ж) на выходе ждущего мультивибратора 5 появится положительный сигнал, который будет подан на первый вход схемы 7 совпадения и снимет запрет на ее срабатывание. Одновременно на третьем входе схемы 7 совпадения (интервал времени между моментами t и 4 временной диаграммы, показанной на фиг. 2,д) появляется положительный сигнал, приходящий с выхода Кварцевого генератора 6. Таким образом, по всем трем входам схема 7 совпадения подготовлена и на ее выходе в течение интервала времени (t, 4) существует положительный прямоугольный импульс (см. фиг. 2, ы).

В момент /3, в связи с окончанием импульса, поступающего от кварцевого генератора 6, формируется отрицательный перепад выходного сигнала схемы 7 совпадения, отмеченный на фиг. 2, и стрелкой. В этот момент

схема 7 совпадения, воздействует на триггер 8 по второму входу, заставляет его сработать так, что на его выходе снова появляется сигпал нулевого уровня. И так как передний и задний фронты выходного имнульса триггера 8 формировались в моменты появления одноименных (отрицательных) перепадов выходного сигнала кварцевого генератора 6, то длительность Тоых- всегда оказывается равной

целому числу периодов следования кварцевого генератора 6.

Выходной си1гнал триггера 8 поступает на вход амплитудного ограничителя 9, где стабильные по длительности импульсы дополнительно стабилизируются по амплитуде на уровне А (см. фиг. 2, к). С выхода амплитудного ограничителя 9 сигнал поступает на вход осредняющего блока 10, осредняющего последовательность прямоугольных импульсов с

постоянной вольт-секундной площадью. График выходного сигнала осредняющего блока 10 изображен на фиг. 2, .д. Таким образом, преобразователь вырабатывает на выходе электрическое напряжение постоянного тока

, пропорциональное входной скорости О) соо.

При реализации устройства высоких требований к стабильности времязадающих цепей ждущего мультивибратора 5 не предъявляется. Действительно, если под влиянием изменивщейся температуры окружающей среды изменится длительность тжм выходного импульса ждущего мультивибратора 5 в пределах половины периода следования Г,- импульсов кварцевого генератора 6 (см. фиг. 2, ж), то это не вызовет изменения длительности Твых. выходного -импульса триггера 8, так как его срабатывание происходит в моменты появления одноименных (отрицательных) перепадов выходного сигнала кварцевого генератора 6.

Предмет изобретения

Устройство для измерения скорости вращения, содержащее частотный датчик и измерительную схему, выполненную в виде электрически связанных усилителя, формирователя и осредняющего блока, отличающееся

тем, что, с целью повыщения точности, оно снабжено последовательно включенными между формирователем и осредннющим блоком схемой совпадения, ждущим мультивибратором, а также второй схемой совпадения,

своими входами подключенной к ждущему м льтивибратору и выходу триггера, а ее выход связан со входом последнего и кварцевым генератором, подсоединенным к обеим схемам совпадения.