Устройство для измерения угловой скорости Советский патент 1980 года по МПК G01P3/54 

Изобретение относится кэлектроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров движения и использования в системах автоматического регулирования угловой скорости.

Известны устройства измерения угловой скорости, основанные на измерении периода путем подсчета импульсов эталонной частоты за интерВс1Л времени, кратный периоду .следо вания импулъсов датчика скорости 1

Недостаток известных устройств низкая точность измерения угловой скорости, обусловленная динамической погрешностью. ..

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения угловой скорости, работа Kqторого основана на подсчете числа импульсов эталонной частоты за интервал времени, определяемый двумя смежными сигналами импульсного датчика скорости, и последующем преобразовании этого числа, обратно пропорционального угловой скорости, в суммарную проводимость, напряжение на которой пропорционально иЪмеояемой скорости С23.

Однако известное устройство обладает низкой точностью, так как содержит динамическую погрешность, которая особенно высока при больших угловых ускорениях и низкихскоростях.вращения.

Цель изобретения -повыи:ение точности измерения угловой скорости.

Цель достигается тем, что в уст0ройство измерения угловой скорости, содержащее блок измерениясредней угловой скорости по периоду, два выхода которого среданены с преобразователем числа импульсов эталон5ной частоты в величину напряжения, введены блок измерения приращения угловой скорости, интегратор и сумматор, при этом выход преобразо вателя соединен с первым входом блока

fl измерения приращения угловой скорости и первым входом сумматора, выход блока измерения приращения угловой скорости соединен с первым входом интегратора и вторым входом

5 сумматора, а ёыход интегратора соединен с третьим входом сумматора, причем третий выход блока измерения средней угловой скорости по периоду соединен со вторыми входами блсэка

0 измерения приращения угловой скорости и интегратора. Работа устройства измерения угло вой скорбсти поясняется кривыми, представленными на фиг.1. Увеличе,ние в .начале каждого периода Т усре ненной скорости lUfp (кривая II) на половину величины приращения скорости (О,Злю) приводит ir получению . новой кривой { toep + О ,5лш) , обознач ной пунктиром, которая йа границах кмсдого периода Т касается кривой I Так как наклон кривой Г определяется угловым ускорением du)/dt,Toi добавление к новей кривой интеграла от углового ускорения, измеряемого .в течение каждого периода Т, привод к получению суммарной кривой {W., ШСРЧ 0,5&u) +J duJ/dt dir) , которая совместится с кривой I измеря емой скорости (принимая, что в те чёнйё двух периодов const. На фиг. 2 представлена блок-схем устройства, которое содержит блок 1 измерения средней угловой скорости пб пёриоду, блок 2 преобразования числа импульсов эталонной частоты в величину напр яжени я пропорционально угловой скорости, блок 3 измерения приращения угловой скорости, интегратор 4 и сумматор 5, при этом блок ИзМёрёНй я средней угловой скорости по периоду содержит импульсны датчик скорости 6, генератор 7 эталонной частоты, ключ 8, триггер 9, счетчик 10 числа импульсо эталонно частоты, счетчик 11 числа импульсов датчика скорости и регистры памяти 12,13. В исходном состоянии ключ 8 закрыт, триггер 9 находится в состоянии 1 . Ближайший импульс с выхода датчика б своим задним фронтом произведет сброс в нулевое состояние; счетчиков 10 и 11 и откроет клю .Начнется заполнение счетчика 10 импульсами эталонной частоты f с генератора 7 и счетчика i1 импульса ми с выхода датчика 6. По истечении заданного времени Т иа выходе сЬбтветствующего разряда счетчи са 10 по 1йтЬяим1пульс, который установит триггер § в состояние . Далее заполнение счетчика 10 импульсаьт эт пбн нбйчастЬты щ ойсходй т течение времени л t до прихода ближайшего импульса с.выхода датчика 6. Этот импульс своим передним фронтом опрокинет триггер 9 в состояние 1 . В момейт перехода триг гера 9 из состояния выходной сигнал (передний фронт), снимаелвлй с прямого выхода, закроет ключ 8 и произведет перепись числа счетчика 10 в регистр памяти 12 и числа счетчика 11 в регистр памяти 13.Очередной интгервал времени измерения т начнется с приходом заднего

726480 фронта того же импульса с датчика б, который произведет обнуление счетчиков 10 и 11 и откроет ключ 8, после чего начнется заполнение соответствующими импульсами счетчиков 10 и 11. Таким образом, в блоке 1 имеется заданное время Т, определяемое соответствующим количеством разрядов счетчика 10, по истечении которого ближайший импульс с датчика б заканчивает интервал времени измерения Т пТ (п - кратность с-импульсного датчика скорости). Обеспечив в нижнем диапазоне изменения скорости ,во всем диапазоне из1 ёрения скорости будем иметь Ttb const. Числа N fjjT и n. т/Т, содержащиеся соответственно в регистрах памяти 12 и 13, однозначно определяют угловую скорость UJ ср по периоду. Эти числа известными способами в блоке 2 преобразуются в величину напряжения, пропорциональную угловой скорости. Напряжение, пропорциональное угловой скорости , с выхода блока 2 поступает на вход блока 3,в котором путем вычитания результатов измерения за два соседних интервала времени т формируется напряжение, пропорциональное приращению угловой скорости Ди. Формирование этого напряжения происходит в течение каждого интервала времени измерения и заканчивается появлением сигнала на выходе триггера 9. Так как интервал времени измерения т л: const, то величина дш пропорциональна угловому ускорению duj/dt К лш где К - коэффициент пропорциональности. Напряжение, пропорциональное угловому ускорению, с выхода блока 3 поступает на вход интегратора 4, где происходит его интегрирование в течение каждого интервала времени Т . По окончании времени Т сигналом с выхода триггера 9 в интеграторе 4 устанавливаются нулевые начальные условия. Выходные величины с блоков 2, 3 и интегратора 4 поступают на вход сумматора 5, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное угловой с корости , u),5Aujtjdu /dt dt о Формула изобретения Устройство для измерения угловой скорости, содержащее блок измерения средней угловой скорости по периоду, два выхода которого соединены с преобразователем числа импульсов эталонной частоты в величину напряжения, от ли ч ающеес я тем, что, с целью подышения точности измерения УГЛОВОЙ скорости, в него

введены блок измерения приращения угловой скорости, интегратор и сумматор, при этом выход преобразовател соединен с первым входом блока измерения приращения угловой скорости и первым входом сумматора, выход блока измерения приращения угловой скорости соединен с первым входом интегратора и вторым входом сумматора, а выход интегратора соединение третьим входом сумматора, причем третий выход блока измерения средней угловой скорости по периоду соединений со вторыми входами блока измерения приращения угловой скорости и интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2583091/10,

кл, G 01 Р 3/48, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР

0 № 169948,-кл, G 01 Р 3/54, 1965/

W

-Г0иг 1