Устройство для контроля скорости вращения Советский патент 1978 года по МПК G01P3/46 G08B1/08 

. .1 .

Изобретение относится к контрольно-из- мерительной технике, в частности -/ к. мапоииерцконным устройствам контродя скорости .вращение вала,

Кроме того, устройство может быть исполь эовано в системах аагомагического управлеВИЯ и конгроля, в которых информация преобразуется в период следования/сигналов.

Известно устройство для контроля ско-г р:ости вращения, построенное на принципе сравнения периода следования сигналов, вы- рабатьгеаемых датчиком, с эталонным отрезком времени к включающее частотный датчик, счетчик, генератор эталонной частоты, два блока, которые могут быть выполнены на триггерах,, и конъюнкторы 1. Это устройство может быть использовано для обнаружения момента достижения валом корректирующей скорости.

Недостаток устройства зйаключается в гом что его применение для контроля обьекгов, которые имеют в заданном диапазоне относительно НИЗКИЙ уровень скорости вращения вала, приводит кзначительному понижению быстродействия контроля.

Известно также устройство для контроля скорости, которое контролирует каждый период следования сигналов и вырабатывает команду сразу же цо окончании первого критического периода . В соста в этого устройства в качестве основных функциональных узлов входят частотный датчик, формирователь входных импульсов, блок переключений, формирователь эталонного отрезка времени, выполненный в виде генератора эталонной частоты, логического элемента И и счетчика, а также запоминаюишй элемент в виде триг.гера, распрейелйтель импульсов, состоящий из двух последовательно соединенных одновибраторов, и логический элемент И (вы- ходной конъюнктор).

Сущесгвенный недостаток известного устройства заключается в том, что его применение для контроля объектов, которые имеют в заданном диапазоне относительно низ- кий уровень скорости вращения вела, приводит к значительному понижению быстродействия контроля.

Цель изобретения - увеличение быстродействия контроля скорости вращения вала. Посгавлеиная цель достигается тем, что в устройство введены последовательно соединенные формирователь команды контроля и первый коньюнктор, Ьторой вход которого соединен с вторым входом триггера, а выход - с вторым входом счетчика, кроме того, введены второй кон1 юнктор первый вход которЪго связан с первым входом nepBui o конъюнктора и вторым входом логического элемента И, а второй - с первым входом триггера, вторым входом выходного конъюцк тора и выходом блока переключений, вве дены такж последовательно соединенные €лок; коньюнкторов, первый вход которого подключен к выходу счетчика, второй счет- чик, третий коньюнктор и дизъюнктор, ВТОрой вход которого подключен к выходу ВТОрого ко{гьюшстора, а выход - к входу распр& делителя импульсов, кроме того введены четвертый коньюнктор, первый вход которого Связан с вторым входом триггера, а выход с вторым входом блока коньюнкторов, и второй логический элемент И, первый вход которого соединен с. выходом триггера, второй вход - с вторым выходом формирователя команды контроля и вторыми входами третье го и четвертого коньюнкторов, третий вход с третьим входом лргического элемента И, четвергый вход - с первым выходом распределителя импульсов, со вторым входом фор- мироватёля команды контроля и четвертым входом логического элемента И, а выход - с вторым входом второго счетчика, выход которого в свою очередь соединен с первым входом выходного коньюнктора. На фиг. 1 представлена .блок-схема пред,лагаемого устройства для контроля скорости вращения на фиг, 2 - временные диаграммы его работы, В состав устройства в качестве основных узлов входят последовательно соединенные частотный датчик 1, формирователь входных импульсов 2. блок переключений 3, логичес.кий; элемент И 4, счетчик 5, генератор эга- лонной частроты 6, триггер 7, выходной коньюнктор 8, распределитель импульсов 9, подледовате/шно соединенные формирователь команды контроля 1О и первый коньюнктор 11, второй коньюнкгор 12, последовательно : соединенные блок коньюнкторов 13, второй . счетчик 14, третий конъюнктор 15 и дизъюнктор 16, а также четвертый коньюнктор 17 и второй логический элемент И 18. Устройство для контроля скорости вращения до подачи команды контроль работает в режиме намерения скорости враще- . ния вала, а после поддчв этой команды - в режиме контроля скорости вращения вала. Контроль скорости вращения вала осуществляе.тся лосредствим ковтролядпвтельно ти периода следования сигналов частотно- го датчика, что происходит следующим образом. После подачи команды контроль в предлагаемом устройстве запоминается чис- ло, соответствующее разности между измеренной длительностью контролируемого пе-. риода Tj-, следующего в момент подачи этой команды, и заранее заданным уменьшением периода дТ , определяемым величиной допустимого увеличения скорости вращения - . - ; / Затем в устройстве осущест вляется сравгнение чисел, соответствующих длителыюсти следующих друг :3а другом конт{ олируемых периодов Т.. , с запомненным числом и, если число, соответствующее длительности контролируемого периода, окажется меньше запомненного, то устройство выдает сигнал, свидетельствующий о превышении цопустнгмой скорости вращения вала. При этом услог вием выдачи сигнала будет неравенство: Устройство работает следующим образом. До команды контроль формирователь 1со- манды контроля 10 находится в исхошюм цо« лЬжении,. при этом с его первого выхода на первый 11 и второй 12 коньюнкторы и yioгичёсКий элемент И 4 подаетсй открывающий сигнал, а со бторого выхода на третий 15 и четвертый 17 конъюнкторы и второй логический .элемент И 18 - закрывающий сигнал. Сигнал с частотного датчика 1 поступает на формирователь входных импульсов 2,- вь1рабатывающих импульс, на заднбм фронте которого происходит установка блока переключений 3 в положение, при когором с его выхода на логический элемент И 4 и второй конъюнктор 12 подается закрывающий . При этом прекращается поступление импуэтьсов генератора эталонной частоты 6 в CHej чик 5. : . . . После закрытия второго конъюнктора 12. сиг1аал с его выходч поступает на вход диэьюнктЬра 16 и закрывает его.,На выходе дизъюнктор а 16 появляется сигнал низкого уровня, который передаётся на вход распределителя импульсов 9 и запускает efo При этом на первом выходе распределителя появляется закрывающий сигнал. Через промежуток времени от начала запуска распределителя, икшульсбв 9, определяемый временем переключения функццональных элементов схемы, на.втором выходе распределителя импульсов 9 появляется .импульс, который поступает на второй вход первого нъйактера 11 ПГа&какна первый вход первого коньювктора 11 с )М:ирователа ми команды контроля iO попав открьгваюшнй. свгнап то ва его вьишае появляется кыаупьо который поступаег на уегаиовочные входы счетчика 5 и в счетчик в обратном коде записывается число, соответствующее зара нее выбранному уменьшвн11Ю контролируемого периода д Т. Одновременно импульс со вторх)го выходараспределителя импульсов 9 подается на блок переключений 3, на выходе «.огорогр появляется открывающий ся сигнал, РасцредеЛигель импульсов 9 воэвращается в исходное : положение по окончании действия импульса на его втором выходе. На его первом выходе появляется открывающийся сигнал, который поступает на логический элемент И 4. При этом иогнчес кий элемент И 4 открывается, и импульсы генератора эталонной частоты 6 начинают поступать на счетчик 5. Так как в счетчике 5 в обратном коде было ааиисано число, соответствующее д Т. то через промежуток времени, равный Д Т, счетчик 5 заполнится и затем будет.sanojraHTbCH заново, до значения Т.. - дТ. С приходом следующего сигнала с частот ного датчика 1 процесс повторяется. После подачи ко мандыконтроль на формирователь команды контроля 10 последний переходит в режим ожидания. В момент запуска распределителя импульсов 9 сигнал с efo первого выхода поступает на второй вход формн-рователя команды контроля 10 и своимпередним фронтом переводит его в ре жим контроля. При этом с первого выхода формирователя команды контроля 10 на логи ческую cjceMy И 4, первый 11 и второй 12 конъюнкторы поступает закрывающий сигнал, а со второго выхода на второй логический, элемент И 18j третий 15 и четвертый 1 коньюнкторы - открывающий сигнал. После этого через промежуток времени . на втором выходе распределителя импуль сов 9 появится импульс, который поступит на первый вход четвертого коньюнктора l7v Так как на второй вход четвертого конъюнк- тора 17 с формирователя команды контроля ;10 подан открывающий сигнал, то на его вы ходе появится импульс, который откроет бло конъюнкторов 13. При этом запомненное в счетчике 5 число, соответствующее разнице входного периода Т и Д Т, в обратном коде перепищется во второй счетчик 14. Одновременно импульс со второго выхода распределителя импульсов 9 подается на блок переключений 3 и триггер 7. На выходе блока переключений 3 появляется открывающий сигнал, а на выходе триггера 7 - закрывающий. По окончании действия импульса на втором выходе расщюделитбля импульсов 9 последний переходит в исход- , ное состояние. На его первом выходе появляется открывающий сигнал, который nocjtynii на второй логичесшш элемент И 18. И этом положении устройство остается цо тех пор, пока не приходит следующий входной сигнал с частотноро цатчика 1 Следуга:1ий вхрдной сигнал с частотзюго датчика 1 поступает на формирователь входных импульсов 2, который вырабатывает при этрм импульс. Этот импульс своим задним фронтом переводит блок переключений 3 в положение, при котором на его выходе появляется закрывающий сигнал. В момент перехода блока переключений 3с сигнала вьнсокого уровня на сигнал низкого уровня срабатывает триггер 7, на выходе которого появляется открывающий сигнал. С этого момента преалагаемое устройство начинает работать в режиме контроля. Сигна лом триггера 7 открывается логический элемент И 18, и импульсы генератора эталонной частоты 6 начинагот поступать на второй счетчик 14.. Если период следования сигаалов Тк частотного датчика 1 больше значения Тз . Тп - Д Т, то через промежуток вре.мени, равныйТа, второй счетчик 14фполностью заполнится, и на его выходе сформируется nQnt жительный импульс,-который, пройдя через третий коньюнктор 15 и дизъюнктор 16, поступит на вход распределителя импульсов 9. По окончании действия этого импульса запускается распределитель импульсов 9. На его первом вь1ходе появляется закрывающий сиг нал, который поступает на вход второго логического элемента И 18. Логаческий элемент И 18 закрывается, и импульсы генератора эталонной частоты 6 перестают поступать на второй счетчик 14. Затем на втором выходе распределителя импульсов появ-г ляется импульс, который, пройдя чеде чет-вертый конъюиктор 17, открывает блок коньюнкторов 13. Из счетчика 5 во второй счетчик 14 в обратном коде еще раз переписывается число, запомненное в счетчике 5 и соответствующее Tj . Одновременно импульс со второго выхода распреаелителя импульсов 9 поступает на блок переключений 3 и триггер 7 и устанавливает блок переключений 3 в положение, при котором на его выхоае будет открываюишй сигнал, а триггер 7 - в положение, при котором на его выходе буцет закрывающий сигнал, который в свою очередь поступает на первый вход лопгческого элемента И 18. С приходом слецуютего входного сигнаЛа с частотного датчика 1 анкл контроля повторяется. Если же крнтролируемьгй .период Тк частотного датчика уменьшн-юя и нрй Щом станет-меньшето с приходом сигнала с датчика 1 блок переключений Зустанавли- вается в положение, при которок) на его выходе появляется высокий уровень напряжёт1Я Триггер 7 остается в прежнем положении, т как / он срабатывает только при переходе си нала блока переключений 3 с высокого уров на низкий. Через некоторое время после этого второй счетчик 14 заполняется, на его выходе появляетсяи }пульс, который поступа ет на выходной конъюнктор 8. Так как с выхода блока переключений 3 на второй вход выходного конъюнктора 8 подан открьгваюгций сигнал,- то на его выходе появляется выходной сигнал в. вице импульса, .свицетельствую ишй о превышении допустимой скорости вращения вала, Формула изобретения Устройство для .контроля скорости вращения, содержащее п.оследовательно соединенные частотный цатчик, формирователь входных импульсов, блок Переключений, логический sjieN-feHT И, счетчик, генератор эталонной частоты, выхоц которого подключен к третьек у входу логического элемента И, триггер, выходной конъюнктор и распределитель импульсов, второй выход которого подключен к вторым входа1 1 блока г(ереключений и триггера, отличающ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия контроля, в него введень последовательно соединенные формирователь кок1анды Контроля, первый конъюнктор, второй вход которого соединен с вторымБходом триггера, а выход- с вторым входом счетчика, Ji второй коаьюиктор , первый вход которогосеязан с первым входом первого конъюнктора и вторым входом логического элакгента И, а второй - с пepвы t входом триггера, вторым входом выходного конъюнктора выходом блока переключений и первым вxoдo f логического элемента И, а также последовательно соединенные блок конъюнкторов, первый вход которого подключен к выходу счетчика , второй счетчик, третий конъюнктор, цизъюнктор, второй вход которого соединен с вьгходом второго конъюнктора, а выход - с вводом распределителя импульсов, четвертый конъюнктор, первый вход которого связан с вторым входом триггера, а выход - с вторым входомблока коньюнкторО р, и второй логический элемент И, первый вход которого соединен с вьгходок триггера, второй вход с вторым выходом формирователя кома1зды контроля и вторыми входами третьего и четвертого конъюнкторов, третий входс третьим входом лошческоГо элемента И: четвертый вход - с первым выходом распределителя импульсов, с. вторым входов формирователя кома1щы контроля и четвертым входом логического элемента И, а выход - с вторым BxonoNf второго счетчика, выход которого соединен с первым входом выходного конъюнктора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: . 1. Патент Великобритатши № 1362740, кл. Q 1 N ,Vl974. 2. Заявка hfe 2133185/18-24, кл. Q 01 Р 3/46, 1975, по которой принято положительное решение.