Цифровое устройство для измерения скорости вращения Советский патент 1975 года по МПК G01R19/26 

(54) ЦИФКЮВОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЙ

1

Изобретение касается измерения медленно изменяющихся интервалов времени и может быть применено в качестве устройства для намерения скорости вращения в система автоматического регулирования и управления.

В технике для таких измерений применяются устройства, в которых за некоторый фиксированный интервал времени подсчитывается количество сигналов, формируемых в неподвижной считывающей головке зубца- мн зубчатого колеса, закрепленного на регулируемом валу (частотный метод), и устройства, в которых подсчитывается количе- ство импульсов фиксированной частоты в интервале времени между сигналами считывающей головки (метод временного интервала).

Известны также устройства для реализации обоих методов, например устройство для преобразования скорости вращения в цифровой код. Такое устройство содержит первичный датчик, эталон временного интервала, эталон частоты импульсов, три двоичных счетчика, схему управления и коммутации,

осуществляющую запуск, сброс и останов .цвичных счетчиков по сигналам . начала и конца фиксированного интервала времени, а также сигналам считывающей головки. При этом в одном счетчике нака1п/швается определенное количество сигналов считывающей головки в фиксированном интервале времени в другом счетчике - количество импульсов фиксированной частоты в интервале времени между моментами начала фиксированного интiepвaлa времени и следующим за этим моментом времени сигналом считывающей головки, в третьем - количество импульсов фиксированной частоты в интервале между последним пз сигналов считывающей головки в фиксированном интервале времени и моментом конца фиксированного интервала времени. Скорость вращения в этом случае определяется по формуле;

25ГМ

- (рад/сек).

(О

NgT К it

где ЦР - угловая скорость ,

К - количество зубьев зубчатого колеса. t - фиксированный интервал времени; «Г - период следования импульсов фик сированной частоты, у , N «N - соответственно содержа1ше l первого, второго и третьего счетчиков. Такое устройство характеризуется необходимостью наличия двух эталонов фиксированного временного интервала и фиксированной частоты импульсов; большим суммарным объемом оборудования; громоздкостью вычислений по окончательной формуле. Цель изобретения - упрощение процесса обработки результата измерения. Это достигается тем, что в цифровом устройстве для измерения скорости вращения тггервал времени, в течение которого производится измерение, форм1фуется автоматически в процессе измерения, а сигнал окошания измерения вырабатывается после . накопления количества информации, достато ного для обеспечения заданной точности. На чертеже изображена функциональная схема цифрового устройства для измерения скорости вращения. Цифровое устройство для измерения ско рости вращения содержит первичный датчик 1, состоящий из зубчатого колеса, за- крепленного на регулируемом валу, неподвижной считывающей головки и формирователя сигналов считывающей головки ; преобразовате л частота-код, состоящий из триггера 2, схемы И двоичного счет- чика 4; преобразователь время-код, состоя щий из генератора эталонной частоты 5, триггера 6, схемы И 7 и двоичного счетчика 8; фиксатор момента накопления достаточного количества информации, состоятин из элемента совпадения 9, 1О и схемы И 11, трехвходоБый элемент совпадения 12, Процесс измерения начинается с момен 141 поступления из системы автоматического уп1завления от управляющей ЦВМ сигнала Старт, устанавливающего триггер 2 преобразователя частота-код в состояние 1. Преобразователь частота-код начинаirr работать. Сигналы первичного датчика 1 через открытую-схему И 3 поступают в (четчик 4. Первый же из сигналов первичного датчики, прошедших через схему И 3, устанав juiBaer триггер 6 преобразователя времякод в состояние . Начинает работать преобразователь время-код. Сигналы генерчгора эталонной частоты через открытую «-xlKiv И 7 поступают в счетчпк 8. Когда в счетчике 8 преобразователя время-код накопится количество импульсов, равное величине 1/6, где б - допустимая погрешность измерения, на выходе элемента совпадения 9, на входы которого подключены выходы разрядных триггеров счетчика 8i соответствующие двоичному коду ; числа 1/6, вырабатываете импульс, сигнализирующий о накоплении количества информации, достаточного для обеспечения заданной точности измерения. Импульсом с выхода элемента совпадения 9 триггер 2 преобразователя частота-код, устанавливается в состояние О , в резу71ьтате 9 устанавливается работа преобразователя частота-код, а триггер 10 фиксатора момента накопления достаточного количества информации устанавливается в состояние , подготавливая останов процесса измерения в целом. Следующий за этим моментом времени сигнал первичного датчика проходит открытую схему И 11 фиксатораи, установив , триггер 6 преобразователя время-код в состояние О, останав/швает преобразователь. Процесс измерения заканчивается. В счетчике 8 преобразователя время- ; код зафиксирован код интервала времени , между первым и последним (за время из- ; мерения) сигналами первичного датчика, , в счетчике 4 преобразователя частота-код J зафигсировано количество периодов сигналов первичного датчика за время измерения. Управляющим сигналом Опрос через трехвходовый элемент совпадения 12 информация из счетчиков выводится в ЦВМ, . устройство устанавливается в исходное состояние. Для блокирования выдачи в ЦВМ недостоверной информации при поступлении . сигнала Опрос раньше, чем закончится процесс измерения, на первый и третий входы трехвходового элемента совпадения 12 подаются сигналы соответственно от триггера б преобразователя время-код и триггера 10 фиксатора момента накопления достаточного количества информации. Окончательно значение скорости вращения определяется в ЦВМ, исходя из форму- 29Г 1 (хЗ . (рад/сек). СО - угловая скорость вращения) К - количество зубцов зубчатого колеса первичного датчика , I - период следования импульсов - генератора эталонной частоты, HN соответственно содержание счетчиков преобразовагелой частота-код и время-код.

и

Формула изобретения Цифровое устройство для измерения скорости вращения, содержащее первичный датчик, преобразователь частота-код, состоящий из триггера, схемы И и счетчика, преобразователь время-код, состоящий из эталона частоты, триггера, схемы И и счетчика, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса обработки результата измерения, оно снабжено фиксатором момента накопления достаточного коли- чества информации, состоящего из элемента совпадения, триггера и схемы И, и трехвхо- довым элементом совпадения, при этом выходы соответствующих разрядных триггеров счетчика преобразователя время-код подключены к входам элемента совпадения фиксатора момента накопления достаточного количества информации, выход элемента совпадеЕШЯ подключен к единичному входу тригге-

ра фиксатора и к нулевому входу триггера преобразователя частота-код, единичный выход триггера подключен к первому входу трехвходового элемента совпадения и схе- .мы И фиксатора, второй вход которой соединен с выходом первичного датчика выход схемы И фиксатора соединен с нулевым входом триггера преобразователя время-код, нулевой выход которого соединен с третьим входом трехвходового элемента совпадения, причем источник управляющего сигнала Старт подключен к единичному входу триггера преобразователя частота-код, а источник управляющего сит-нала Опрос через трехвходовой элемент совпадения соединен с нулевым входом триггера фиксатора и управляющими входами счетчиков преобразователей частота-код и время-код, выходы которых являются выходами устройства о

„Опрос

12

Стар т

11

10

8 U.8M В UBM

L 1