Устройство для измерения скорости вращения Советский патент 1977 года по МПК G01P3/42 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и можег быть испопьзовано для измерения скорости вращения на летательных аппаратах.

Для измерения скорости вращения широ ко применяются частотные датчики индукционного типа.

Известны измерительные устройства, преобразующие период следования импульсов датчика в код или напряжение 1.

Недостатком этого устройства является отсутствие калибровки, что снижает точность и достоверность измерения.

Известно также устройство, содержащее датчик, усилитель и формирователь импульсов входного сигнала, схему управления, формирующую измерительный интер)вал, клапан, один вход которого подключен к генератору эталонной частоты, второй - к выходу схемы управления, а выход - к входу счетчика 2 .

Недостаток этого устройства заключается в отсутствии средств для проверки работоспособности перед началом измерения,

что приводит к снижению достоверности результатов измерения.

Цепь изобретения - осуществление автоматической калибровки, позволяющей определить работоспособность устройства перед началом измерения.

Достигается это введением в устройство авгохолебательного к-г льтивибратора, синхронизирующий вход которого подключен к выходу формирователя, а выходы соединены с входом усилителя импульсов измеряемой частоты и с входом схемы управления.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства : на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая работу устройства в режиме измерения. На фиг. 3 - временная диаграмма поясняющая pa6oiy устройства в режиме калибровки.

Устройство содержит датчик 1, усилител 2, трчггер Шмидга 3, схему управления 4, состоящую из триггеров 5 и 6, логической схемы ИЛИ 7, одновибраторов 8 и 9, мульгивибратор 1О, клапан 11, счетчик 12, регистр памяти 13, цифро-аналоговый пре- образоватепь 14, логическую схему И 15, генератор эталонной частоты 16. Устройство имеет два режима работы: измерение и калибровка. Импульсы датчика 1, амплитуда которы превышает порог срабатывания устройства, определяемый коэффициентом усиления уси лителя 2 и уровнем срабатывания триггера Шмидта 3, поступают на синхровход мультивибратора 10 и на счетный вход триггера 5, Под воздействием этих импульсов происходит срыв автоколебаний мультивибратора и установка его в устойчивое состояние. Триггеры 5 и 6 формируют измерител ный интервал, равный двум периодам имny ii г-пв датчика (см. фиг, 2а, б, в,). Триг гер 6 управляет работой клапана 11. При наличии положительного потенциала на выходе триггера 6 клапан 11 открыт и импульсы эталонной частоты с выхода генератора 16 поступают на вход счетчика 12 (см. фиг. 2в, и, к). Количество импульсов, прошедших на счетчик, прямо пропорционально длительности измеряемого интервала. При смене выходного потенциала триггера 6 на отрицательный, клапан 11 закрывается и дос туп импульсов эталонной частоты на счетчик прекращается. Клапан 11 остается в закрытом состоянии в течение следующих двух периодов входного сигнала. Это время используется для осуществления операций переноса информации из счетчика 12 в регистр памяти 13 и последующего сброса счетчика в О. Формирование импульсов переноса и сброса осуществляется с помощью логичес кой схемы ИЛИ 7 и одновибраторов 8 и 9 На один из входов схемы ИЛИ поступает сигнал с выхода мультивибратора 10, на второй - с выхода триггера 6. При наличии на обоих входах схемы 7 высокого потенциала на ее выходе появляется низкий потенциал, при наличии на любом из входов низкого потенциала на ее выходе появляется высокий потенциал. Поскольку мультивибратор 10 находится в устойчивом состоянии, которому соот ветсгвует наличие высокого потенциала на коллекторе транзистора Т (см. фиг. 2д), то выходной сигнал логической схемы 7 определяется изменением только выходного сигнала триггера 6, При переключении трипера 6 из состояния 1 в состоятте О, на выходе логической 7 появляется отр щатель- ный перепад напряжения (см. фиг. 2а), ко- торым запускается одиовибратор 8, формирующий импульс переписи информации из счетчика 12 в регистр памяти 13 (см. фиг. 2ж), задним фронтом импульса переписи запускается одновибратор 9, формирующий импульс сброса (см. фиг. 2а), который устанавливает все разряды счетчика в О. При отсутствии импульсов с датчика, а также при амплитуде импульсов меньще порога срабатывания устройства, мультивибратор 10 работает в режиме автоколебаний и с его выхода на вход усилителя 2 через дифференциальную цепочку С2, Р, Д и С1 поступают импульсы, имитирующие сигнал датчика. Частота импульсов мультивибратора в 4-5 раз меньше минимальной частоты датчика, амплитуда импульсов достаточна для срабатывания устройства. За время измерительного интервала, равного двум периодам колебаний мультиибратора, происходит подсчет импульсов эталонной частоты. При наличии 1 во всех разрядах счетчика на выходе логической схемы И 15 появляется отрицательный потенциал, запрешающий дальнейщее прохождение импульсов эталонной частоты через клапан 11. Единичное состояние разрядов счетчика сохраняется до конца измерительного материала, пока одновибратор 8 (см. рис. Зж) не произведет перешюи информации из счетчика 12 в регистр памяти 13, а одновибратор 9 не сбросит счетчик в О (см. фиг. Зз). Импульсы перептюи и сброса в процессе калибровки формуются дважды за период между двумя соседними измерительными циклами (см. фиг. Зж,з). Это обусловлено тем, что на один из входов логической схемы ИЛИ 7 поступают импульсы с выхода мультивибратора 10, частота которых в 4 раза больше частоты имлуль- сов на другом ее входе (см. фиг. Зж,з). При этом на выходе схемы ИЛИ (см, фиг. Зе) между двумя измерительными циклами дважды возникает отрицательный перепад напряжения, которым запускается одновибратор 9. Из-за наличия двух импульсов Яереписи между двумя соседними циклами в регистр памяти записывается единичное состояние счетчика (первым импульсом) и нулевое состояние счетчика ( вторым импульсом.). Таким образом, в процессе калибровки на выходе устройства чередуются максималыюй ч минимальное значения кода или MaKCH,faTij.TbTE и 1 ганимальный уровни напряжения.

Наличие любых других значений кодов или напряжений свидетельствует о неисправности измерительного устройства и необходимости его ремонта или замены.

Значения минимального и максимального уровней выходного напряжения используются затем при расшифровке для уточнения результатов измерения.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости вращения, содержащее последовательно содиненные датчик, усилитель и формирователь импульсов измеряемой частоты, схему управления, формирующую измерительный интервал, генератор эталонной частоты, подключенный через кпапал к входу счетчика, регистр памяти, цифроаналого- вый преобразователь, отличающееся тем, что, с целью автоматической калибровки устройства, Б чего введен мультивибратор, синхронизирующий вход которого подключен к выходу формирователя, а выходы соединены с входом усилителя импульсов измеряемой частоты и с входом схемы управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1,Авторское свидетельство СССР

№ 296138, М. Кл. G 08 С 9/04, 1969.

2.Туричин А. М, Электрические измерения неэлектрических величин. Л., Энергия,1966, с. 441 (прототип).

фиг.1

ipLiS.Z-

Ж

жшшжд

I