Устройство для контроля скорости вращения Советский патент 1978 года по МПК G01P3/48 

Изобретение относится к технике иэмареиия параметров перемещеивя я мовкег быть нспольэовано для регупнрования CKci рости в автбматичеоких системах.

В настоящее время для измерения скок рост врапюния используются импульсные датчики Ij .

t

Наиболее близким по технической сущ иости к предлагаемому является устройс во для коитропя скорости вращения, сод ржащее частотный датчик, подключённый к измерительной схеме, выпопнениой в виде блоков формирования, дифференцирования и сравненид . Ьлок сравнения представляет собой реле бремени, устшовкб которого определяется коитролируекюй ско«

POCJЪЮ.

Это устройство констатирует лишь факт отклонения текущей скорости от заданной, но не дает отличи теП1ЛОй информации о величине отклонения, что затрудняет npir менеяие его в системах регулирования скорости, где такая инф мация необходима.

I Iferib изобретения - измврвиив величи иы отклонения скорости от заданной. Для а того в предлагаемое устройство

: дополнительно введены интегрирующий усн литепь, вход которого подключен ме(жду катодом тиристора хронирующей емкость и схема сравнеиия, подключенная к выхо ду интегрирующего усилителя и через нор мальио замкнутый контакт реле времени к источнику иапряМення уставки, величина которого выбрана равной периоду следовв иия импульсов датчика скорости.

На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого ус тройства

Частотный датчик выполнен в виде ук реплеиного на контролируемом объекте (в чертеже не показан) зубчатого днек& 1, взаимодействукяцего с бесконтакт ным.среЬбразователем 2,выход которого подключен на вход блока, дифференцирования 3, состоящего из резистора 4 и кости 5. Блок дифференцирования через последовательно включенный диод в и ре зистор 7 подключен к управгшющемУ про 362межугку гирисгора 8. Межау катодом . рисгора 8 и одним электродом хронирук щей емкости 9 включена входная цепь интегрирующего усипитепя 1О,а с анодом гирисгора 8 соединены другой эпектрод емкости 9. Кроме того, оба эпектрода емкости 9 внутренними цепями соединены с репе времени 11. Выход интегрирующего усипитепя Ю соединен с одним из входов схемы сравнения 12, выпопт| енноЙ1 в виде суммирующего усипитепя, второй вход которого через нормально замкнутый контакт 13 репе времени 111 подкпючен к источнику 14 напряжения ус гавки, а выход 15 схемы сравнения 12 йвпяется выходом всего устройства. Уставка репе времени XI и схемы сравнения 12 выбирается р&вной заданно му периоду следования импупьсов частот ного датчика. Устройство работает следуклцим обраПри вращении контролируемого объекта на выходе преобразователя ,2 появляются сформированные прямоугольные импульсы частота следования которых пропорциональ da скорости вращения. Эти импульсы поо гупают на вход блока дифференцирования. С выхода блока импульс определенной полярности через диод 6, защищающий угкравпяющий промежуток тиристора 8 от импульсов обратной полярности, и резистор 7 следует на управляющий промежуток гирнстора 8 и открывает его. В результате этого хронирующая емкость 9 разряжается через входную цепь интегрируюр щего усилителя 1О и силовой промежуток тиристора 8, а на выходе, интегрирующдго усилителя появляется напряжение, про порциоыальное величине заряда емкости 8, накопленного с момента предыдущего разряда ее, т.е. ,U««-kci«KD(T:-T;.,)K, - напряжеиие на выходе интегрирующего усилителя после разряда.емкости через ег вхвяную цепь; ( - величинл заряда емкости 5 -:гок заряда емкости; - интервал вмени меакау двумя очередными pa3{ suaMB емкости; К,, К -Jкоэффициенты. НапряжвниеЩ| подается на один юс«ч схемы сравнения 12, выполненной в виде суммирующего операционного усилителя, на выходе 15 которого при замкнутом контакте 13 напряжение TJj; равно алгебр раической сумме нафвкений интегрирукн щего усилителя 12 и напряжения ДГ.у источника 14, а при разомкнутом койтак 1 те 13 напряжениеН.. равно напряжению интегрирующего усипитепя, 3 IIjj- -Uy - контакт 13 замкнут;(2|) IIj-p -ХГц - контакт 13 разомкнут (3) Величина напряжения уставкиХ1у выби-г ается равной величине напряжения интег ирующего усипителя при заданной скороЪи вращения объекта, т.е. при заданном интервале времени i между двумя очередными импульсами частотного датчика, а знак Uy противоположен знаку 11 у ir -Kii. Если скорость вращения объекта бопщгще заданной, го интервал времени мгакду. приходами двух соседйИх импульсов становится меньше заданного, так что к приходу очередного импульса емкость 9 не успеет зарядиться до напряжёння уставки реле времени 11, которая так же выбирается равной заданной скорости врищения объекта, и заряд емкости, происходит через входную цепь интегрирующего усилителя 1О и тиристор 8. В результате выходное напряжение tfy будет равно .Or где знак (+) озн.чает превыщенив скорости;Tj , - время прихода поспедукмцего и предыдущего импульсов частотного датчика соответственно, а напряжение на выходе схемы сравнения определяется согласно уравнению (2) ъ -- 1 - -1 (5) Таким образом, . в случае превыщения скорости объекта напряжение на выходе 15 устройства будет пропорционально ра(Эносги заданного и реального интервалов времени, т.е. пропорционально отклонению скорости. Поскольку в этом случае , то знак напряжения на шлч ходе 15 будет Отрицательным. Если скорость вращения объекта меньше заданной, то интервал времени между приходами двух соседних импульсов становится больше заданного, так что до прихода очередного импульса емкость 9 разряжается через внутренние цепи реле времени- 11, в результате чего контакт 13 размыкается , и напряжение И у перестает поступать на схему сравнения 12. Сразу же после срабатывания реле времени, емкость вновь начинает заряжаться, и к моменту прихода очередного ймпупьса частотного датчика накопит некоторый заряд. 1При открываннн

.этим кмпупьсом гирисгора емкость разряжается через ,BxoaHyib цепь ингегри рующего усипитепя, на выхопе которого напряжение в этом случае будет равно

Wy.(Ti-t- t.(t;

где знак {) означает уменьшение скорости.

Напряженве на выходе 15 устройства опредепяется в этом случае вьфажением (3)

J

г.е. также nponopiraoHant Ho разности фак тического и заданного ингёрвапоа врем ни, а спедоватепько, уменьшение скороети. Поскольку при эгом (Tj - го знак напряжения на выходе будет положительный.

Бспи скорость врашения объекта равна. вааанноЙ1 то за период между двумя со- седвимн Импульсами емкость 9 заряжается до напряжения уставки репе времени 11. При этом разряд емкости может произойти с равной вероятностью либо через входную цепь интепЛнрукицего усипитеиб, пибо через реле |времени. что зависит or различных спучайных факторов, опред:епякицих погрешность усгройсгва. В первом случае напряжение на выходе 15 устройства опредепяется сотасно вьфа ению (5) и с учетом того, что

(T.-T,.,

гак же будет примерно равно нулю

(Ojvu(}) Во втором случае импульс частотного датчика придет почти одновремен|но с разрядом gMKocru через репе време- ни, гак . 4Toui- (T.-Tj), и на выходе 15 напряжение tfj. гак же будет примерно р1вно нупю, т.е. при скорости вращения объекта, равной зацанноЯ, наВыходе устройства напряжение будет с точностью до погрешности устройства раньно нулю.

Тйким образом, устройство выдает значение величины отклонения скорости от задаГнной и знак этого отклонения при весьма малых скоростях вращения объекта

Формула изобретения

Устройство дпя кс«тропя скорости вра щения по авт. св. hfe ЗЗОЗдЗ, отличающееся тем, что, с цепью иэмереиия величины отклонения скорости от заданной, в устройство дополнительно ввеП ил интегрирующий усилитель, вход которого подктиочен между катодом тиристора и хрон1фукхцей емкостью, и схемы .срав-;нения, подключенная к выходу интегрирук щего усип1ите 1Я и через нормально замкнутый хонгакт рене времени - к ксгочнк к иагфяжения уставки, величина которого шдбрана равирй периоду следовании Импульсов датчика скорости.

Источники инфсфмадии, принятые во внимание при экспертизе:

1.Утямышев Р. И. Техника измерения скоростей вращения, М-Л, 1961,

с. 17-18.

2.Авторское свидетельство № ЗЗО388 кп. Q 01 Р 3/48, 27.07.70, 1йй1Т1 с liJ J/ -Ж ,x

CF

n