Устройство для измерения неравномерности скорости вращения объекта Советский патент 1980 года по МПК G01P15/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СКОРОСТИ Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в частности в системах многодвигательных приводов поливных и отливочных машин при производстве кинофотоматериалов и магнитных лент а также в других областях народного хозяйства, где необходима оценка качества движения. Известно устройство, основанное на методе анализа определенного интервала движения объекта l. Известно устройство для исследования динамических процессов в механизмах с вращающимися деталями, в частности для измерения и записи неравномерности вра щения в совокупности с тахометрическим датчиками 2j. Это устройство имеет недостаток в том, что оно сложно и имеет невысокую точность измерения. Известно уст юйство для измерений неравномерности скорости вращения объек та, содержащее электрически соединен-ЕРЕНИЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ЩЕНИЯ ОБЪЕКТА : ные частотный датчик, формирователь импульсов, ждущий м ттьтивибратор, фильтр нижних частот, измерительный усилитель, регистратор и снабженное последовательно соединеными датчиком скважности, блоками сравнения и подстройки скважности, гфи этом вход блока сравнения скважности подключен к выходу фильтра нижних частот, а выход бло1са подстройки Ко входу времязадающей цепи ждущего мультивибратора, что обеспечивает автоматическое измерение при различных средних скоростях вращения объекта з . Недостатками известного устройства являются недостатхэчная точность измерения неравномерности скорости из-за нестабильности параметров фильтра низких частот и времязадающих элементов ждущего мультивибратора, а также недостаточная точность автоматической настройки на исследуемую скорость из-за погрешности соединения импульсов ждущего мультивибратора и большой постоянной времени блока подстройки скважности. Целью кзобретения является повышение точности измерения меравномерносги скорости объекта при сохранении посгоям Кого масгатаба относительной неревно-мерности скорости обье7 ;тз и автоматической настроши устройства на исследуе мую скорость. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее частотный датчик, формирователь импульсов, ждущий мультивибратор и измерительный усилитель введены генератор преобразователь кода, источник опорного напряжения, двухполярный преобразователь i-i интегратор, причем выход формирователя импульсов соединен с первыми входами ждущего мультивибратора , и преобразователя кода, при этом выход кода преобразователя соединен со входом кода ждущего мультивибратора, а вторы входы ждущего мультивибратора и преобразователя кода соединены с в.ыxoдo л генератора, выход ждущего мультивибра тора соединен с первым входом дзухгЕолярного преобразователя, второй вход которого соединен, с выходом источника опорного напряжения, при этом БЫХ двухполярного преобразователя соединен со входом интегратора, выход которого соедгшен со входом нормирующего усилителя. Кроме того, преобразователь кода содержит триггер, первый и второй . Делители, счетчик и схему совпадения, этом первый вход триггера соединен со входом первого делителя и является первым входом преобразователя кода, вт рым входом которого является вход вто рого делителя, своим выходом соединенного с первым входом схемы совпадения второй вход которой соединен с первым выходом триггера, а его инверсный выход соединен со сбросовым входом счет чика, выходы которого являются выхода ми кода преобразователя, выход первого делителя соединен .со вторым входом триггера и входом переписи счетчика, причем выход схемы совпадения соединен со счетным входом счетчика, На фиг. I изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы предлагаемого устройства, г Устройство содержит частотный датчик I, формирователь 2 импульсов, гене ратор 3, ждущий мультивибратор 4, пре разователь 5 кода, источник 6 опорного напряжения, двухполярньгй прооброзовоте 7, интеграгор 8 и нормирующий усилитель 9. Ждущий мультивибратор 4 содерн ит триггер 10, схему 11 совпаценкя и счетшк 12 с предварителЕзНой записью числа. Преобразователь S кода содерншт второй де.гш,тель 13, схему 14 совпадения, счетчик 15 с памятью, триггер 16 и первый делитель 17. Частотный датчик 1 соединен с формирователем 2 с помощью линии связи, формирователь 2 соединен со ждущим мультивибратором 4 и преобразователем S кода. Выход генератора 3 соединен со входами ждущего мультивибратора 4 и преобразователя кода. Кодовый выход преобразователя 5 соединен с кодовым входом Ждущего мультивибратора 4. Управлязощий вход двухполярного преобразователя 7 соединен с выходом ждущего мультивибратора 4, а потенциальный вход связан с выходом источника 6 опорного напряжекия, выход двухполярного преобразователя 7 соединен со входом интегратора 8, а выход .последнего - со входом Корм1фующего усилителл 9. Устройство работает следующим образом . Частотный датчик вьфабатывает импульсы, частота которых пропорциональна скорости объекта (фиг.2а), с помощью формирователя 2 они преобразуются в импульсы с малой длительностью, (фиг.2б). Эти импульсы запускают ждущий мультивибратор 4, который формирует импульсы {фиг. 2в), длительность которых равна t Т W 2 где Тг - длительность периода генератора 3; N - десятичное значение входного кода ждущего мультивибратора. Для обеспечения требуемых характеристик устройства необходимо выполнить следующее, условие .0/, где TQ - среднее значение периода сигнала частотного датчика 1. Это достигается следующим образом. Выходные 1мпульсы формирователя 2 одновременно подаются на входы триггера 16 и делителя 17. Первый входной импульс опрокидывает триггер 1б, который своим (прямым) сигналом открывает схему 14 совпадения, и сигнал генератора 3 nocT TiaeT чер(:1 пелитоль 13 и схему 14 совпадМ(ия пп пхол счптчнка 15 до тех пор, покп па г.мхо.К /г лнтг-ля 17 получим и Следовательно, выбирая емкость делителей Г) и DQ , можно получить требуе мую длительность импульса. Выходные импул1:сы ждущего мульти вибратора 4 поступают на один вход (управляющий) двухполярного преобразовб теля, а на другой его вход подается эталонное постоянное напряжение (фиг.2 г) источника 6 опорного напряжения. На выходе двухполярного преобразователя 7 появляется напряжение (фиг.2д) с амплитудой UQ и длительностью импульсов положительной полярности 1,-TJ,/2 и отрицательной полярности (Г /2) где Т мгновенное значение периода сигнала частотного датчика. Это напряжение подается на вход интегратора 8, напряжение на выходе кото рого определяется выражением: UobW otrUota или подставив и преобразив его, значения -t W t-rj получим; -( Напряжение выхода интегратора S подает ся на вход нормирующего усилителя 9 и преобразуется в унифииированный сигнал. При постоянном периоде напряжение на выходе устройства равно нулю. При изменяющемся по величине периоде Т±ЛТ по какому-либо закону напряжение на выходе устройства пропорционально этому изменению (фиг, 2е). При переходе на другую исследуемую скорость в преобразователе 5 кода формируется другое значение числа N , которое обратно пропорционально периоду 1.Устройство для измерения iiepanномерности скорости вращения обг-.гкта, содержащее зле7-стричеетси соединепнЕ ю частотный датчмтк, формирователь .чмпулъсов, ждущий мультивибратор, измерита ьный усилитель, отличающееся тем, что, с целью повышешк точностк измерения неравг омерности скорости объекта при сохранении постоянного масштаба относительной неравномерности скороепг оно сн-абжонс генератором, преобразователем кода, псточюгком опорного напряжения, двyxпoляpньпvf преобразователем н ингeгpaтopo f. причем выхол формирователя импульсов соедныек с первы пг входал к жд таего мультпвпбрп- тора и преобразователя кода, при этом выход кода преобразователя соедтет Со входом кода жд пщего г ультивибратора, а вторые входы ждлацего м льтк-вибратора л преобразователя кола соепгт.некы с выходом генератора, г-ыхоп хчлтаго™ го мультивибратор соединен с порвьггч входом двухполярного преобразователя, второй вход которого Соединен со входом интегратора, выход которого соединен со входом корм1фуюшего усилителя. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повьт- шекия точности автоматической настройют на ясспедуем то скорость объекта, преобразователь кода содержит триггер, первой и второй делители, счетчкк и cxoviy совпадения, при этом первый вхоп триггера соединен со входом первого делителя и является nepsbnvt входом преобразователя кода, вторым входом которого является вход второго дслтгтеля, своим выходом соеД)Гненного с перги-П.-г входом схемь; совпадения, второк которой соРликен с ne} nbrN; н -1хо;:ом григrepfi, a его инверсный вход соед1шен со copocfjiibjM входом счетчика выходы ксторого являются выходами кода пре- ::,::.;iQ3;j3aTenfl, выход i первого делителя соединен со вторым входом триггера и )з}шцо1 : переписи счетчика, причем выход сяоыы совпадения соединен со счетным Ехопом счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 494697, кл, Q 01 F 15/00, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 366416, кл. G, 01 Р 15/ОО, 1972.

3.Авторское свидетельство СССР

№ 463910, кл. Of 01 Р 15/ОО, 1975.

1

f - .

г , П П П П П П ГП

а.

Фиг.

г I-I

П П П П

ппп

Ug

ч

о

t

- t