Устройство для измерения малой относительной разности скоростей Советский патент 1979 года по МПК G01R23/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МАЛОЙ

ОТНОСИТЕЛЬНОЙ РАЗНОСТИ СКОРОСТЕЙ

определяется необходимостью сглаживанйя пульсаций при наименьшей текущей частоте 2J .

Однако использование этого устройстра при работе механизмов в широком диапазоне скоростей нецелесообразно, поскольку запаздывание иэме 1эеНИИ на высоких ча б т6тах будет собтавлять от нескольких десятков до нескольких сотен тысяч периодов текущей частоты.

Целью изобретения является увеличение быстродействия измерений при увеличении текущей скорости вращения механизмов.

Это достигается тем, что в устройство для измерения малой относительной разности скоростей, содержащее преобразователи скорости в частоту, выходы которых подключены к входам блока формирования; импуль„сов входных частот, выходы которого через блок вычитания соединены с блоком формирования импульсов разностной частоты, а также выходной операционной усилитель с параллельной Т С-цепочкой в цепи обра:тной связи, дополнительно введены два управляемых ключа, блок формирования импульсов : постоянной длительности иR С-цепочка причем выход первого управляемого ключа подключен к входу выходного операционного усилителя, один вывод резистора подключен к первому входу первого управляемого ключа, второй вход которого соединен с выходом блока формирования импульсов постоянной длительности и с первым входом второго управляемого ключа, к второму входу которого через Т С-цепочку подключен выход блока формирования импульсов разностной частоты, при этом выход второго управляемого ключа подключен к входу выходного операционного усилителя, а вход блока формирования имп льсов постоянной длительности подключён к одному из выходов блока формирования импульсов входных частот.

На чертеже показана структурная схема; предлагаемого устройства.

Устройство содержит преобразователи 1 и 2 скорости в частоту, блок 3 фррмирования импульсов входных частот, блок 4 вычитания, блок 5 формирования импульсов разностной частоты 6Л.ОК б формирования импульсов постоянной длительности, К С-цепочку 7, образованную конденсатором 8 и резистором 9, управляемые ключи 10 и 11, операционный усилитель 12, в цеп обратной связи которого включены управляемый ключ 11, конденсатор 13 и резистор 14.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы частот 1 выходов, преобразователей 1,и 2 скорости в частоту Поступают на входы блока 3

формирования импульсов, которые затем поступают на входы блока 4 вычитания. В блоке 4 выделяются и формируются импульсы разностной частоты (ij-fp или (ij f2 ) f которые преобразуются блоком 5 в импульсы тока постоянной амплитуды и длительности. Среднее значение тока ip на выходе блока 5 пропорционально разности частот f и f т.e.(f2-f) ,где коэффициент пропорциональности.Кондесатор 8 заряясается импульсами тока, поступающими с блока 5,а разряхсается на низкоомный вход усилителя 12 чере цепочку из последовательно включенных резистора 9 и ключа 10. Сопротивление Т ф активного звена этого фильтра равно г

- Т.

8

Ф,

Мг

где - сопротивление резистора 8 to - длительность выходного импульса блока 6, в течение которого открывается ключ 10.

Таким образом, постоянная времени фильтраСф равна:

ff

где C-f- емкость конденсатора 8.

Запаздывание, вносимое фильтром, обратно-пропорционально текущей частоте i соответствующего датчика, т.е. оно уменьшается с увеличением скорости механизма. Ток ip с выхода блока 5 поступает на Ьход усилителя 12, выходное напряжение которого равно:

la 13 ()

и

W ip- ---,|

2

гдеТ,)- сопротивление резистора 14.

Напряжение выходного сигнала усилителя пропорционально относительной разности входных частот или ртНбсИтёльйЪй 15йзностЙ скоростей вращения механизмов. Элементы 11, 12 и 14 обратной связи усилителя 12 образуют

второе звено фильтра, постоянная времени которого

равна

где С 12 - емкость конденсатора 12.

Запаздывание, вносимое этим звеном , акже обратно-пропорционально ijr (скорости) .

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается уменьшение запаздывания (увеличение быстродействия) измерения относительной разности скоростей при увеличении текущей скорости вращения механизмов Путевое запаздывание, выражаемое в количестве импульсов входной частоты, остается постоянным и равным минимальному значению.

Формула изобретения

Устройство для измерения Малой относительной разности скоростей, содержащее преобразователи скорости в частоту, выходы которых подключены к входам блока формирования импульсо входных частот, выходы которого чере блок вычитания соединены с блоком формирования импульсов разностной частоты, а также выходной операционный усилитель с параллельной Т С-цепочкой в цепи обратной связи, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия измерений при увеличении текущей скорости вращения механизмов, в него дополнительно введены два управляемых ключа, блок формирования импульсов постоянной длительности и Т С-цепочка, причем выход первого управляемого ключа подключен к входу выходного операционного усилителя.

один вывод резистора подключен к первому входу первого управляемого ключа, второй вход которого соединен с выходом блока формирования импульсов постоянной длительности и с первым входом BTOjJoro управляемого ключа, к второму входу которого через Т С-цепочку подключен выход блока формирования импульсов разностной частоты, при этом выход второго управляемого ключа подключен к входу выходного операционного усилителя, а вход блока формирования импульсов постоянной длительности подключен . к одному из выходов блока формирования импульсов входных частот.

Источники информации, принятые во внимание пря экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 289365, кл.й 011 23/02, 1967.

2.Патент США № 3534261, кл. 324-79, 1967.