Цифровой измеритель соотношения скоростей вращающихся валов Советский патент 1975 года по МПК G01P3/00 

1

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники.

Известны цифровые измерители соотношения скоростей вращающихся валов, содержаидие высокочастотный и низкочастотный датчики оборотов валов, счетчики грубого и точного отсчетов, вспомогательный реверсивный счетик, генератор импульсов, стабилизированный кварцем, индикатор нулевого кода числа, вентили и триггеры.

Для сокращения времени измерения в предлагаемом измерителе сумйирующий вход вспомогательного реверсивного счетчика соединен через вентиль, управляемый триггером фиксации длительности дробной части временного интервала, с генератором импульсов, вычитающий вход вспомогательного реверсивного счетчика соединен через вентиль, управляемый триггером фиксации дополнения, вентиль, управляемый триггером фиксации длительности заполнения счетчика точного отсчета, и делитель частоты с генератором имнульсов, выход индикатора нулевого кода числа, содержащегося во вспомогательном реверсивном счетчике, соединен с триггером фиксации длительности заполнения счетчика точного отсчета.

Единичный вход триггера фиксации дополнения соединен с выходом триггера разрешения грубого отсчета, счетный вход которого

2

соединен с низкочастотным датчиком, а высокочастотный датчик оборотов вала соединен с нулевым входом триггера фиксации дополнения и через вентили со счетчиками грубого

и точного отсчетов, что обеспечивает возмол сность работы измерителя в несинхронном режиме следоваиия импульсов от датчиков.

На чертен-се дана блок-схема описываемого устройства.

Устройство содержит высокочастотный 1 и низкочастотный 2 датчики оборотов вала, триггер 3 разрещения грубого отсчета, вентиль 4. счетчики 5 и 6 грубого и точного отсчетов, соответственно, вентиль 7, триггер 8 в режиме

делителя, триггер 9 фиксации длительности дробной части временного интервала, триггер 0 фиксации дополнения, вентили 11 -13, делитель 14 частоты, генератор 15 имиульсов, стабилизированный кварцем, вспомогательный

реверсивный счетчик 16, индикатор 17 нулевого кода числа, триггер 18 фиксации длительности заполиения счетчика точного отсчет;1 и вентиль 19. Высокочастотный датчик 1 оборотов вала соединен с вентилями 4, 7 и

19 и нулевым входом триггера 10 фиксации дополнения. Единичный выход триггера 10 соединен с вентилем 12 и единичным в.чодом триггера 18 фиксации длительности заполнения счетчика точного отсчета. Единичный выход триггера 18 фиксации длительности заполпения счетчика точного отсчета соединен со входом счетчика б точного отсчета. Счетный вход триггера 3 разрешения грубого отсчета соединен с выходом низкочастотного да1чика 2 оборотов вала. Единичный выход триггера 3 разрешения грубого отсчета соединен с вентилями 4 и 7 и единичным входом триггера 10 фиксации дополнения, а нулевой выход - с единичным входом триггера 9 фиксации длительности дробной части времеииого интервала. Нулевой вход триггера 9 иодключен к выходу триггера 8, счетный вход которого соединеи с выходом вентиля 7. Выход вентиля

4иодключен к счетчику 5 грубого отсчета. Единичный выход триггера 9 фиксации длительности дробной части временного интервала подключен к вентилю 11, выход которого соединен с суммирующим входом всиомогатсльного реверсивного счетчика 16. Вычитающий вход счетчика 16 подключен ко входам вентилей 12 и 13. Выход генератора 15 импульсов, стабилизированных кварцем, соединен с делителем 14 частоты и вентилями 11 и 12, а выход делителя 14 частоты - со входом вентиля 3. К всномогательному реверсивному счетчику 16 подключен индикатор 17 нулевого кода числа, выход которого соединен с нулевым входом триггеда 18 фиксации длительности заполнения счетчика точного отсчета.

В начальный момент времени все элементы схемы находятся в нулевом состоянии, что соответствует закрытому положению вентилей. Импульс с датчика 2 перебрасывает триггер 3, открывая тем самым веитили 4 и 7. Через открытый вентиль 4 импульсы с датчика 1 заполняют счетчик 5 грубого отсчета, фиксирующий количество импульсов, иоступающих с датчика 1. Одиовременно триггер 9 открывает вентиль 11, через который счетчик 16 заполняется импульсами генератора 15.

Импульс с датчика 1 через открытый вентиль 7 иостунает на триггер 8, работающий в режиме делителя. Выходной импульс триггера 8 появляется иосле прихода второго импульса с датчика 1 и перебрасывает исходное состояние триггера 9, вентиль 11 закрывается и заполнение счетчика 16 прекращается.

Количество имнульсов, зафиксированное в счетчике 16, пропорционально сумме периода TI между импульсами высокочастотного и оставшейся при измерении начальной дробной части периода п,,

т. е. т„ Г, + т„,.

В момент прихода второго имиульса с датчика 2 триггер 3 разрешения грубого отсчета перебрасывается в исходное состояние, вентили 7 и 4 закрываются, заполнение счетчика

5грубого отсчета прекрашается. Одновременно импульс с триггера 3 неребрасывает триггер 10 фиксации дополнения в положение «1, в результате чего открывается вентиль 12, через который импульсы с генератора 15. стабилизированного кварцем, поступают на вычитающий вход вспомогательного счетчика 16. Вычшаипе в счетчике происходит до тех пор, пока с датчика I не придет импульс, перебрасываюотий триггер 10В исходное состояние. Тогда венти;1ь 12 закрывается. Уменьшение содержимого счетчика 16 прекращается и в )1ем фиксируется величина, пропорциональная сумме начальной и конечной дробных частей временного интервала Tiii-i-Tj,2. При перебрасывании триггера 10 в исходное состояние открыБаются вентили 19 и 13, управляемые триггером 18 фиксации длительиости заполнения счетчика точного отсчета. Через открытый вентиль 19 счетчик 6 точного отсчета заполняется импу;1ьса: 1И с датчика 1. Через открытый вентиль 13 в реверсивиый вспомогательный счетчик 16 поступают импульсы с делителя 14 частоты, который делит частоту импульсов, поступающих с генератора 15, на два в степени т, где т - число разрядов счетчика 6 точиого отсчета. Эти импульсы поступают в счетчик 16 до тех пор, пока содержимое его не будет равно нулю. Тогда ерабатывает индикатор 17 нулевого кода числа, и импульс от него перебрасывает триггер 18 в исходное состояние. Вентиль 19 закрывается, и заполнение счетчика 6 точного отсчета, которое происходило в течение времени (тн1+т„2) : 2, прекращается. Показание счетчика 6 соответствует сумме начальной и конечной дробных частей

временного интервала.

Число, зафиксированное счетчиками 5 и 6, соответствует величиие соотнощепия скоростей вращающихся валов. Па этом цикл счета заканчивается.

Таким образом, предлагаемый измеритель соотношения скоростей позволяет повысить его быстродействие более, чем на порядок, и точность измерений, а также обеенечивает возможность применения измерителя в режиме несинхронного следования импульсов от датчиков. Кроме того, значительно упрощается схема измерителя, так как отпадает необходимость использования «функционального блока временной интервал-напряжение, и, следовательно, значнтельно снижается его стоимость.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я

1. Цифровой измеритель соотношения скоростей вращаюниьхся валов, содержащий высокочастотный и низкочастотный датчики обо)ютов валов, счетчики грубого и точного отсчетов, вспомогательный реверсивный счетчик, генератор импульсов, стабилизированный

кварцем, индикатор нулевого кода числа, вентили и триггеры, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью сокращеиия времеии измерения, суммирующий вход всиомогательного реверсивного счетчика соединен через вентиль, управляемый триггером ф иксации длительности дробной части времен гого интервала, с генератором импульсов, вычитаюпдпй вход всиолюгательного реверсивного счетчика соединен через вентиль, управляемый триггером фиксации

лополпения, вентиль, управляемый триггеро.м

фиксации длительности заполнения счетчика точного отсчета, и делитель частоты с генератором нмнульсов, выход индикатора нулевого кода числа, содержащегося во всномогательпом реверсивном счетчике, соединен с триггером фиксации длительности заполнения счетчика точного отсчета.

2. Измеритель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности

с:() р:к;от1, ;5 Т:спихр01пюм рсжиме слсдова|;::я i;},,ii,coi; от датчиков, единичный вход тригтера фиксации дополнения соединен с выходом триггера разрешения грубого отсчета, счетный вход которого соедшген с низкочастотным датчиком, а высокочастотный датчик оборе/; ов вала соединен с нулевым входом триггеjia фиксации дополнения и через вентили со сч:-тч 1ка.ми грубого и точного отсчетов.