Цифровой измеритель скоростии СООТНОшЕНия СКОРОСТЕй Советский патент 1981 года по МПК G01P3/54 

вход третьей схемы совпадения, подключенной вторым входом к инверсному выходу первого триггера диапазонов измерения эталонной частоты и второму входу восьмой схемы совпадения. Третий вход третьей схемы совпадения подключен к инверсному выходу iHToporo триггера диапазонов измерени эталонной частоты и первому входу восьмой схемы совпсодения; Четвертый вход третьей схемы совпадения соединен с прямым выходом триггера разрешения счета третьим входом четвертой схемы совпадения и первым входом пятой схемы совпадения. Первый вход четвертой схемы совпадения соединен с прямым выходом первого триггера диапазонов измерения эталонной частоты и первым входом шестой схемы совпадения. Второй вход четвертой схемы совпадения соединен с выходом счетчика импульсов эталонной частоты Второй вход пятой схемы совпадения соединен со старшим разрядом счетчи ка импульсов эталонной частоты, а третий вход пятой схемы совпадения соединен с прямым выходом второго триггера диапазонов измерения этало ной частоты первым входом пулевой установки первого триггера диапазонов измерения эталонной частоты и первым входом седьмой схемы совпадения. Выходы четвертой и пятой схе совпадения соединены соответственно со вторым и третьим входами блока у равления, а четвертый вход блока уп равления соединен с инверсным выхо дом.триггера разрешения счета и четвертыми входами первой и второй схем совпадения анализатора частоты, первый, второй и третий входы которых соединены с разрядами счетчика импульсов эталонной частоты, первый вход нулевой установки которого соединен с единичным входом триггера разрешения счета и вторым выходом блока управления. Второй вход нулевой установки счетчика импульсов эталонной частоты соединен нулевыми входами триггеров диапазон измерения и разрешения счета и перв выходом блока управления. Единичные входы первого и второго триггеров диапазонов измерения эталонной частоты соединены соответственно с вых дами первой и второй схем совпадени Третий выход блока управления соеди нен со входами нулевой установки счетчика импульсов сравниваемой час тоты и декадного делителя, счетный вход которого соединен с датчиком сравниваемой частоты и третьим вхо дом воськюй схе№л совпадения. Первы выход декадного делителя соединен с вторым входом шестой схемы совпадеНИН, а второй выход декадного делит ля соединен со вторым входом седьмо схемы совпадения.Выходы шестой, сед мой и восьмой схем совпадения соеди ены соответственно с первым, в.торым третьим счетными входами счетчика мпульсов сравниваемой частоты. Четертый и пятый выходы схем управле-; ия соединены соответственно со вхо ами сброса и записи блока индикаии, соединенного также с выходом четчика импульсов сравниваемой часоты. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 диаграмма входных и выходных сигналов блока управления. Предлагаемое устройство состоит из датчиков 1 и 2 импульсов с частотами, пропорциональными соответственно эталонной и сравниваемой скорости, счетчиков 3 и 4 импульсов эталонной и сравниваемой скоростей, блока 5 индикации, анализатора б частоты, собранного на первой и второй схемах 7 и 8 совпадения, первого и второго триггеров 9 и 10 диапазонов изменения эталонной скорости, причем число ячеек совпадения в анализаторе частоты и триггеров диапазонов на 1 меньше числа диапазонов, третьей, четвертой и пятой схем 11, 12 и 13 совпадения, блока 14 управления, триггера 15 разрешенг.я счета, декадного делителя 16 частоты и шестой, седьмой и восьмой схем 1, 18 и 19 совпадения. Датчик 1 эталонной частоты используется при измерении соотношения скоростей, он представляет собой импульсный преобразователь угла поворота или линейного перемещения в число импульсов, частота которых пропорциональная скорости ведущего (эталонного) рабочего органа, а датчиком 2 импульсов сравниваемой скорости слу- . жит преобразователь угла поворота или линейного перемещения в число импульсов, сочленяемый с рабочим органом, скорость которого или отнсядение скорости которого к скорости эталонного рабочего органа изменяется, в частности, в рассматриваемом цифровом измерителе, разработанном для измерения минутных или оборотных подач металлорежущего станка, на эталонный рабочий орган принят шпиндель (планшайба), относительно скорости которого измеряется скорость перемещения суппорта (так назьшаемая оборотная подача). В режиме измерения соотношения скоростей(оборотной подачи) устройство работает следующим образом. Цикл измерения включает в себя грубую оценку скорости вращения планшайбы и, в соответствии с этим, выбор диапазона, осуществляемые в течение 0,2 с с помощью счетчика 3, анализатора б частоты, триггеров 9, 10 и 15 и непосредственного измерения относительной скорости подачи. Время измерения равно периоду еледования импульсов, снимаемых с выхо да одной из ячеек 11, 12 или 13 сов падения в зависимости от выбранного диапазона. Работа всех узлов устройства син хронизируется импульсами начальной установки TR1, формируемья ш блоком 14 управления. Период следования синхронизирующих импульсов равен времени индикации. В исходном состоянии сигналами TR1., TR2, TR3, счетчики 3, 4 и 16,. блок 5 индикации и триггеры 9, 10 и 15 установлены в нуль, при этом н левьм сигналом с выхода три гера 15 схемы 11, 12 и 13 совпадени заперты Цикл измерения начинается с исче новением импульса TR1 сброса в нуль счетчика 3, при этом он в течение 0,2 с подсчитывает импульсы датчика 1, тем самым приближенно определяя скорость вращения планшайбы, если последняя окажется в пределах первого диапазона скоростей, на вьаходе анализатора 6 частоты сигналы отсут ствуют и триггеры 9 и 10 второго ii третьего диапазонов остаются в исхо ном состоянии. При э.трм с инверсных .выходов триггеров 9 и 10 на вход сх 11 и 19 совпадения поступают единич ные сигналы, подготавливающие эти схемы к работе, а схемы 12, 13, 17 и 18 совпадения оказываются заперты ми до конца цикла измерения нулев1Фвд сигналами с прямых выходов триггеров 9 и 10. При поступлении, по истечении 0,2 с,на единичный вход триггера 15 разрешения счета импульса TS1, он устанавливается в единичное состояние, запирая нулевым сигнале инверс ного выхода схемы 7 и 8 совпадения анализатора 6 частоты и подает единичный сигнал своего прямого выхода на вход схемы 11 совпадения, разрешая прохождение через нее импульсов датчика 1. При поступлении первого импульса датчика 1 через схему 11 на первый вход блока 14 управления, на его третьем выходе появляется импульс TR2 сброса, обнуляющий счетчик 4 индикации, который начинает подсчитывать импульсы датчика 2 измеряемой скорости, поступающие на его счетный вход через схему 19 совпадения , за период следования импульсов эталонной частоты. . При поступлении импульса,датчика 1 в конце интервала времени индикации блок 14 управления формирует сдвинутые друг относительно друга импульсы TR3, TS2, TR2. При этом результат измерения, зафиксированный в счетчике 4, перезаписывается Импул сом TS2 в блок 5 индикации. Одновре.менно с появлением импульса TR.2 обнуления счетчика 4 блок управления выдает импульс TR1, по окончании которого вся схема измерителя оказывается в исходном состоянии, и цикл измерения повторяется. Если скорость вращения планшайбы в процессе ее грубой оценки окажетсы в пределах второго диапазона скоростей, на выходе схемы 7 совпадения анализатора б появляется единичный сигнал, поступающий на вход триггера 9 второго диапазона и устанавливающий его в единичное состояние. При этом схемы 12 и 17 подготавливаются к работе, а схемы 11, 13, 18 и 19 оказываются заперты до конца цикла измерения. , . При перебросе триггера 15 в единичное состояние схемы 12 и 17 совпадения подключаются в работу.,При этом через схему 12 на второй вход блока 14 управления поступают импульсы с выхода 8 счетчика 3, периол следования KOTOFftJX в 10 раз больше периода импульсов датчика 1 планшайбы, а счетчик 4 индикации за время, равное периоду следования импульсов на втором входе бжзка 14 управления, подсчитывает импульсы, поступающие е выхода 8 делителя 16 частоты через схему 17, частота которых в 10 раз меньше частоты импульсов датчика 2. Аналогично работает схема в случае, когда скорость планшайбы находится в пределах третьего диапазона. В этом случае на выходе схемы 8 совпадения анализатора 6 частоты nor является единичный сигнал, поступающий на вход триггера 10 третьего ди«) апазона и устанавливающий его в единичное состояние. Триггер 9 второго диапазона устанавливается при этом в нулевое состояние, а, следовательно, схемы 11, 12, 17 и 19 совпадения. до конца цикла измерения оказываются запертьает нулевыми сигналами, поступакяцими на их входы с прямого выхода триггера 9 и инверсного выхода триггера 10, а схекел 13 и 18 подготавливаются к работе. При перебросе триггера 15 разрешения счета в единичное состояние частота датчика 1, поделенная счетчиком 3на 100, подается с его выхода 80 г, через схему 13 совпадения на третий вход блока 14 управления, а счетчик 4индикации за время, равное периоду следования импульсов на третьем входе блока 14 управления, подсчитывает иктульсы, частота KOTOJ«X в 100 раз меньше частоты импульсов датчика 2, поступгиощего на его синхровход через схему 18 совпадения с выхода 80 делителя 16 частоты. При работы устройства в режиме изерения скорости (минутной подачи) четчик 3, триггеры 9, 10 и 15 остатся в нулевом состоянии, при этом хемы 11, 12, 13, 17 и 18 совпадения течение всего цикла измерения окаываются запертыми. Блок управления в этом случае через промежутки времени, отсчитываемые с помощью кварцевого генератора, равные времени индикации, вьадает сдвинутые друг относительно друга импульсы TR3, TS2, TR2. При этом происходит обнуление блока 5 индикации, запись в него результатов измерения, произведенных счетчиком 4 за время индикации, и сброс счетчика 4 в нуль, после чего цикл измерений повторяется. Таким образом, предлагаемое устройство цифрового измерителя позволяет при изменении эталонной скорости в широком диапазоне, ограничить время измерения в определенных пределах, обеспечивающих высокую точность измерения (порядка 0,1-0,15%) и требуемое быстродействие. Формула изобретения Цифровой измеритель скорости и соотношения скоростей, содержащий датчики эталонной и сравниваемой частоты, счетчики импульсов эталонной и сравниваемой частоты и блок индикации, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия работы с сохранением заданной точности измерения во всем диапазоне изменения скоростей, в него введены анализатор частоты, выполнен ный на первой и второй схемах совпадения, первый и второй триггеры.диапазонов измерения эталонной частоты третья, четвертая, пятая, шестая, седьмая и восьмая схемы совпадения, блок управления, триггер разрешения счета и декадный делитель, при этом датчик эталонной частоты соединен со счетным входом счетчика импульсов эталонной частоты и связан с первым входом блока управления через первый вход третьей схемы совпадения, подключенной вторым входом к инверсному выходу первого триггера диапазонов измерения эталонной частоты и второму входу восьмой схемы совпаде ния, третий вход третьей схемы совп дения подключен к инверсному выходу второго триггера диапазонов измерен эталонной частоты и первому входу восьмой схемы совпадения, четвертый вход третьей схемы совпадения соеди нен с прямым выходом триггера разре шения счета третьим входом четверто схемы совпадения и первым входом пятой схемы совпадения, а первый вх четвертой схемы совпадения соединен прякюм выходом первого триггера диа пазонов измерения эталонной частоты и первым входомшестой схемы совпад ния, второй вход четвертой схемы со падения соединен с выходом счетчика импульсов эталонной частоты, второй же вход нятой схемы совпадения соединен со старшим разрядом счетчика импульсов эталонной частоты, третий вход пятой схемы совпадения соединен с прямьм выходом второго триггера иапазонов измерения эталонной частоты первым входом нулевой установки первого триггера диапазонов измерения эталонной частоты и первЫк входом седьмой схемы совпадения, а выходы четвертой и пятой схем совпаения соединены соответственно со вторым и третьим входами блока управления, четвертый вход блока управления соединен с инверсньм выходом триггера разрешения счета и четвертыми входами первой и второй схем совпадения анализатора частоты, первый, второй и третий входы которых соединены с разрядами счетчика импульсов эталонной частоты, первый вход нулевой установки которого соединен с единичным входом триггера разрешения счета и выходом блока управления, а второй вход нулевой установки счетчика импульсов эталонной частоты соединен с нулевыми входами триггеров диапазонов измерюния и разрешения счета и первым выходом блока управления, причем единичные входы первого и второго триггеров диапазонов измерения эталонной частоты соединены соответствен но с выходами первой и второй схем совпадения, а третий вьвсод блока управления соединен со входами нулевой установки счетчика импульсов сравниваемой частоты и декадного делителя, счетный вход которого соединен с датчиком сравниваемой частоты и третьим входом восьмой схемы совпадения, пгервый выход декадного делителя со единен со вторым входом шестой схемы совпадения, а второй выход декадного делителя соединен со входом седьмой схемы совпадения, выходы шестой, седьмой и восьмой схем совпадения соединены соответственно с первым, вторым и третьим счетньми входами счетчика импульсов сравниваемой частоты, при этом четвертый и пятый выходы схемы управления соединены соответственно со входами сброса и записи блока индикации, соединенного также с выходом счетчика импульсов сравниваемой частоты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 386339, кл. G 01 Р 3/54. 2.Авторское свидетельство СССР № 512429, кл. G 01 Р 3/54. 3.Авторское свидетельство СССР № 388229, кл. G 01 Р 3/54.

о) peiHuff измерения соотношения (7 . Тинд(Тцикао). скорвствй

i(TRl} - (TS1)

П П

(гяз)

-(Т5г)

{ткг}

S) pfMun uififffHUjt екороети

Tu)n - Ttfyyrf Гциняв