Измеритель относительных значений разности скоростей Советский патент 1979 года по МПК G01P3/56 

, . 1, Изобретение относится к цифровой технике электрических измерений пара метров движения и может быть использовано для измерения относительной разности скоростей машин и механизмов. В настоящее время наиболее широко используются в технике цифровые изме рители скоростей вращения. Наиболее близким по технической сущности и решаемьм задачам являетс измеритель относительных значений разяости скоростей, который со-, держит два импульснУх датчика скорости, генератор эталонной частоты, управляемый преобразователь частоты блок тактовых импульсов, блок задания калиброванных интервалов, блок промежуточной памяти, блок сравнения и управления переносом информации и выходное отсчетное устройство. К недостаткам известного устройст ва-.следует отнести большое время вто рого этапа обработки информации, что увеличивает общий цикл измерения в целом за , что в качестве импульсов тактовой частоты, используемых в течение всего этапа для за . полнения делителя блока задания .калибровочных интервалов и для заполнения счетчргков блока промежуточной памяти, берутся импульсы выходной частоты управляемого преобразователя частоты, значения которой пропорциональны значениям скорости Vif (п) Последнее приводит к тому, что при малых значениях указанной скорости длительность второго этапа существенно возрастает, понижая быстродействие устройства в целом. С целью повьпаения быстродействия в предлагаемом устройстве в блок .сравнения и управления переносом информации дополнительно введены двухвходовая схема ИЛИ и счетный триггер, причем входы схемы ИЛИ подключены к выходам блока промежуточной памяти, выход ее связан со счетным входом указанного триггера, его вход установки нуля - с общей шиной сброса, а единичный и нулевой выходы триггера связаны с первыми входги от дйухвходовых схем И блока тактовых импульсов, вторые входы которых через буферные делители частоты связаны соответственно с выходами управляемого преобразователя частоты и генератора эталонной частоты. Схема устройства представлена на чертеже Измеритель относительных значени разности скоростей содержит импульс ные тахометры 1 и 2, генератор 3 эт лонной частоты, управляемый преобра зователь 4 частоты, блок 5 тактовых импульсов, блок 6 задания калиброва ных интервалов, блок 7 временных ий тервалов, блок 8 промежуточной памя ти, блок 9 сравнения и управления переносом информации и выходное отсчетное устройство 10. Блок 5 тактовых импульсов .содержит буферные делители частоты 11,12, двухвходовые схемы И 13,14,15, двухвходовую схему :ИЛИ 16. Блок 7 временных интервалов содер жит двухвходовые схемы И 17 и 18, входы которых связаны с импульсными тахометрами 1 и 2с блоком-задания калиброванных интервалов. Блок 8 промежуточной памяти состоит из двух счетчиков 19 и 20 про межуточной памятиfвходы которых связаны с выходами схем И 17 и 18 блока 7 и выходом схемы И 15 блока 5, а выходы - с блоком 9 сравнения и упра ления переносом информации. Блок 9 сравнения и управления пе реносом информации содержит собственно схему переноса информации, состоящую из триггеров 21 и 22, входы установки.единицы которых связаны с выходами счетчиков 19 и 20, трехвходовых схем И 23 и 24 и схемы ИЛИ 25 выходы которых связаны с отсчетным устройством 10. Работа цифрового измерителя относительных значений разности скоросте основана на измерении абсолютных зна чений разности скоростей с последующим вычислением разности в относительных единицах. Полный цикл измерения состоит из двух этаповS этапа измерения абсолютных значений скоростей с записью результата в счетчиках промежуточной памяти и этапа переноса информации в выходное отсчётное устройство, на котором производится вычисление относительных значений разности скоростей, измеренных на первом этапе. Периодизация работы схемы и этапы работы в пределах одного цикла onpeделяются временными соотношениями, вырабатываемыми в блоке 5 задания калиброванных интервалов. Длительность указанных интервалов определяется как сумма периодов следования импульсов тактовой частоты, производной от частоты эталонного генератора 3, поступающей на вход блока б с выхода промежуточного делителя частоты 11. Блоком 6 вырабатываются следующие временные интервалы: интервалы пропуска импульсов от импульсных тахометров для обоих каналов блока 7 вре менных интервалов (схемы И 17 и 18) на первом этапе цикла измерения интервал времени второго этапа цикла измерения, задаваемый на вход схемы И 15 блока 5; интервал, определяющий время всего цикла измерения, фиксируемый импульсом сброса на шине 26. В блоке тактовых импульсов вырабатываются тактовая частота для работы блока б задания калиброванных интервалов, поступающая на его вход непрерывно с выхода делителя частоты 11, включенного на выход генератора 3, и пакеты импульсо.в тактовых частот для переноса информации: импульсы выходной частоты делителя 11, стробируемые схемой И 14, и импульсы выходной частоты делителя 12, стробируемые схемой И 13. Обе разновидности импульсов тактовой частоты пропускаются на входы счетчиков промежуточной памяти схемой И 15 только в течение второго этапа цикла измерения. Частота на вход делителя Частоты 12 поступает с выхода управляемого преобразователя 4 частоты. Последний преобразует стабилизированную частоту генератора 3 в. частоту, пропорциональную скорости, измеряемой тахометром 1. На первом этапе цикла измерения в счетчики 19 и 20 промежуточной памяти поступают такие числа импульсов от тахометров 1 и 2, которые определяются длительностью интервалов существования управляющих сигналов, вырабатываемых блоком б, поступающих на входы схем И 17 и 18 блока 7. При соответствующем выборе указанных интервалов эти числа импульсов выражают абсолютное значение сравниваемых скоростей. С выхода схемы И 17 на управляющий вход преобразователя частоты 4 поступает число импульсов, соответствующее скорости тахометра 1. На втором этапе цикла измерения импульсами тактовой частоты, поступающей с выхода схемы И 15 информация, записанная в счетчиках 19 и 20 на первом этапе, преобразуется во временной интервал между импульсами переполнения обоих счетчиков. Так как емкость счетчиков одинакова, то указанный интервал строго пропорционален разности N и N, записанных в счетчиках 20 и 19 на первом этапе, и обратно пропорционален значению тактовой частоты f, заполняющей счетчики на втором этапе, т.е. Обратное преобразование указанного временного интервала в число импульсов, поступающих на выходное отсчетное устройство 10, производится схемой переноса блока 9 с помощью стабильной тактовой частоты fj, стробируемой схемой И 23 или схемой И 24, так что импульсы переноса про-. ходят на выход только в течение интервала дТ. При этом число, записываемое в счетчик отсчетного устро ства 10, оказывается равным N2-N, Соответствующим выбором обеспе чивается соотношение Так как значение чисел импульсов N и Нестрого пропорциональны значе ниям скоростей, контролируемых тахо метрами 1 и 2, то, следовательно, где n , Hg, V , Vg - угловые и окру ные скорости соответствующих .звенье механизмов, с приводными валами которых связан тахометры. Выработка стробирующего сигнала длительности дТ для управления схемами И 23 или 24 производится триггерами 21 и 22 таким образом, что на втором этапе цикла измерения на время дТ открывается схема И того к нала, счетчик которого переполняетс первым. Это же обстоятельство испол зуется и для распознавания знака разности, сигнал о котором поступае с выходов обоих схем по двум канала в выходное отсчетное устройство 10. Так переполнение первым счетчиком свидетельствует о положительном зна чении разности cfN. Так как частота f IT а fy n, {V.I э малых значениях n(V) это неравенство может существенно усиливаться, то последнее может приводить к значительному увеличению длительности второго этапа, а значит и цикла измерения в целом. С целью повышения быстродействия устройства в блоке 9 дополнительно 96 введены схема ИЛИ 27 и триггер 28, реагирующие поочередно оба импульса переполнения счётчиков 19 и 20 и, таким образом, вырабатывающие на единичном выходе триггера 28 стробирующий сигнал длительностью дТ. Последний коммутирует управляющие входы схем И 13 и 14 таким образом, что тактовая частота fy поступает на заполнение счетчиков 19,20 не в течение всего второго этапа, а только в течение интервала, равHorojv т. В течение остального времени второго этапа заполнение счетчиков производится импульсагли частоты f . Формула изобретения Измеритель относительных значений разности скоростей, содержащий два импульсных датчика скорости, генератор эталонной частоты, управляемый преобразователь частоты, блок тактовых импульсов, блок промежуточной памяти, блок сравнения и управления переносом информации и логические схемы, от ли ч ающи и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в блок сравнения и управления переносом информации дополнительно введены двухвходовая схема ИЛИ и счетчный триггер, при этом входы схемы ИЛИ связаны с выходами блока промежуточной памяти, а выход - со счетным входом указанного триггера, вход установки нуля триггера подключен к общей шине сброса, а его единичный и нулевой вЬиходы подключены к первым входам двух двухвходовых схем И блока тактовых импульсов, а вторые входхы чечерез делители частоты связаны с выходами управляемого преобразователя частоты и генератора эталонной частоты.