Устройство для измерения скорости с аналоговым выходом Советский патент 1979 года по МПК G01P3/48 

Изобретение относится к датчикам, преобразователям и устройствам сбора информации. Известны импульсные датчики скорости е аналоговыь выходом, в которых измеряемая скорость вращения преобразуется в частоту электрических И1 1пульсов, которая в свою очередь с помощью дозирующи и осредняющих устройств преобразуется в аналоговый сигнал. При этом дозируюшие устройства вьшолняются ча1не всего в виде ждущего мультивибратора отдельно или в соединении с кварцевым генерато :юм и схемой совпадения, а осредняющие - в ви де накопительного конденсатора при соответствующей cxeNie его включения и;ш в виде подвижного (измерительного ) узла вторичного прибора Ц . .Известен также фототахометр ФТ-1, который имеет выносной фотодатчик, состоящий из лампочки автономной досветки и измерительной части, состоящей из разделительного конденсатора, двухкаскадного усилт-оля, iдифферениируюшей цепочки, конденсатора. ограничительного сопротивления в микроамперметре 21 . Недостатками указанных устройств явля,ются их низкая точность, невысокое бытродействие и значительные пульсации выходного напряжеЦель изобретения - повыщение точности, увеличение быстродействия и сштжение пульсаций выходного напряжения датчика. Для этого в устройство введены сумматор, интегратор, фиксатор, элемент жесткой отрицательной обратной связи и дополнительный формировательдля управления фиксатором, причем выход собственно импульсного датчика соединен с входом формирователя и утфавляющим входом фиксатора через дополнительный формирователь, а выход фиксатора череа элемент обратной связи и выход формирователя соединены с входом сумматора, последний в свою очередь через интегратор соединен с фиксатором. На чертеже изображена схема устройства. Olio сойоржит импульсный датчик 1, ф)рм1гропатёл1 2 и 3 импульсов, сумматор 4, ннтогротор 5, ф1гксатор G и элемент 7 обратной связи. Скорость вращения to при помоши : Л-р,бственного, тпчтул15сного датчика 1 пре- образовьшаётся в частоту прямоугольнь1К ймпуЖсовпостоянной амплитуды, которые поступают на формирователи 2 и 3. Формирователь 2 форм1грует прямо угольны импул1х;ы постоянной -длительности и амнлитуды с частотой, пропорциональной скорости вращения, а формирователь 3 - короткие импульсы для управлершя фиксатором 6 с тот же частотой. Сумматор 4 сравнивает импульсный сигнал с формиро вателя 2 с сигналом обратной связи, про тгорциоНалъныки выходному напряжению датчика. В результате сравнения на- выхо аё сумматора получается импульсное раэиополярное напряжение, пропорциональное ошибке датчика. Интегратор 5 обеспечивает получение напряжения, пропорционального интегралу импульсного сигнала ошибки. Фиксатор 6 осуществляет запо минание напряжения интегратора в начале каждого периода последовательности импульсов собственно импульсного датчика скорости. В начале первого периода последовательности импульсов с}юрмирователя 2 фт сатор) 6 включается на короткое время и осуществляет запоминание напряжения интегратора, которое в данный момент времени равно нулю. За время действия импупьса в первом периоде на интеграто ре Накапливается напряжение, т оторое/ вследствие включения фиксатора в конце первого или в начале второго периода, запоминается и через блок обратной связи ггбстутГает на сумматор, что приводит к уменьшению среднего значе1шя ошибки на втором периоде. Во втором и последую- -щих периодах происходит дальнейшее на- ког ление напряжения на интеграторе и ё %з:ШГШШнй ш:е в Конце каждого период в рёзультате чего на выходе датчика получается ступенчатое нарастание напряжв 1Шг- : Г Ч 1 Процесс нарастания ступенчатого выходного напряжения будет продолжаться до тех пор, пока выходное напряжение датчика не достшнет установившегося значения. В установившемся: режиме про цесс накопления напряжения интегратора ; тфекрШ1Га ГТШедгув&т&г и пуль . сации выходного капряже1шя датчика практ1гчески отсутствуют. . Так как В установившемся режиме раоты измерительного устройства среднее начение ошибки датчика за период равно улю, можно записать: т ),U.j,-T-0. Следовательно, ;i(4WNt, вых. гдеТДи (t) I - соответственно период и амплитуда импульсов, пос тупеющих с формирователя 2 в установившемся режи, ме вращения; коэффициент передачи элео.с. - ,. мента обратной связи. TaKiJM образом, выходное напряхсение атчика равно средневьшрямленному зна- ению импульсов напряжения, поступающих с формирователя 2. Положим, что длиельность этих импульсов to , акшлитуа Iff, , а частота f связана со скоростью вращения си через коэффициент передачи К|г собственно импульсного датчика 1 И формирователя 2. -Uo%«. Формула изобретения Устройство для измерения скорости с аналоговым в;ь1ходом, содержащее последовательйо Соединенные импульсныйдатчик и формирователь импульсов постоянной длительности с частотой, протторциональной скорости вращения, отличающееся тем, что, о целью увеличения точности, быстродействия и уменьшения пульсаций выходного напряжения в установившемся режиме, в него, введены элемент жесткой отрицательной обратной связи и последоватёльно соединенные сумматор, интеграгор и фиксатор с формирователем коротких импульсов, причем выход импульсного датчика через форм1фователь коротких импульсов подключен ко второму входу фиксатора, выход которого,через элемент жёсткой отрицательной обратной связи соединен со вторым входом сумматора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.Авторское свидетельств СССР № 328387, кл. & 01 Р 3/48, 1969. 2.Поташ Л. А- Измерение врашакмаих моментов и скоростей вращения м;ыроэлектгродвнгателей. М. , Энергия, 1974, Q. 118-120.

i/Л/х.