Устройство для измерения скорости Советский патент 1981 года по МПК G01P3/54 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

хронный триггеры и два элемента совпадения, причем первый вход первого элемента совпадения подключен к первому входу блока управления, первый вход второго элемента совпадения, соединенный с входом синхронизации синхронного триггера, подключен к второму входу блока управления, нулевой вход асинхронного трнггера - к третьему входу блока управления, единичный вход асинхронного триггера - к четвертому входу блока управления, единичный выход асинхронного триггера соединен с единичным входом синхронного триггера, нулевой выход асинхронного триггера - с нулевым входом синхронного триггера, единичный выход синхронного триггера - с вторыми входами обоих элементов совпадения, выход первого элемента совпадения подключен к первому выходу блока управления, а выход второго элемента совпадения - к второму выходу блока управления.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого.устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма работы.

Устройство содержит генератор эталонной частоты / с частотой импульсный датчик 2 определяемой скорости с частотой /пп, блок управления 3, входы а и б которого соединены с генератором эталонной частоты / и импульсным датчиком 2, счетчики 4 и 5 импульсов эталонной частоты и определяемой скорости соответственно, входы последних соединены с выходами виг блока управления 3, блок 6 задания интервала измерения и компаратор 7. Первый вход последнего связан с выходом счетчика 4 импульсов эталонной частоты, второй вход - с выходом блока задания интервала измерения, а выход - с iвxoдoм д блока управления. Блок управления 3 имеет вход е, соединенный с шиной запуска устройства.

Блок управления 5 имеет асинхронный 8 и синхронный 9 триггеры и два элемента совпадения 10 и //, причем первые входы элементов совпадения подключены к входам а и б блока управления, нулевой и единичные входы асинхронного триггера 8 подключены к входам дне блока, нулевой и единичный выходы асинхронного триггера 8 соединены с соответствующими входами синхронного триггера 9, вход синхронизации которого подключен к входу б блока управления, а единичный выход - к вторым входам элементов совпадения 10 и 11, выходы которых подключены соответственно к выходам 8 и г блока.

В исходном состоянии счетчики и 5 обнулены, триггеры 8 и 9 установлены в нулевое состояние, в результате этого элементы совпадения 10 и 1J закрыты.

Перед запуском устройства в блоке 6 задания интервала измерения устанавливают время измерения, задаваемое кодом числа, соответствующим количеству импульсов генератора эталонной частоты 1.

Устройство запускается подачей по шине запуска сигнала U, который устанавливает триггер 8 в единичное состояние и подготавливает триггер 9 к единичному состоянию. С приходом очередного импульса от датчика 2 триггер 9 также устанавливается в единичное состояние. На единичном выходе последнего появляется сигнал /7,,, открывающий элементы совпадения 10 и 11 (на фиг. 2 этот момент обозначен ti). После этого оба счетчика 4 к 5 начинают считать импульсы от генератора эталонной ча5 стоты / и датчика 2 соответственно.

В момент /2, когда в счетчике 4 фиксируется число импульсов Л .,, равное коду, заданноМу в блоке 6, на выходе компаратора 7 появляется сигнал который устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, подготавливая триггер 9 к нулевому состоянию. Установка триггера 9 в нулевое состояние происходит в момент t от очередного импульса, поступающего с датчика 2. В результате элементы 10 и 11 закрываются и счет импульсов прекращается. В счетчике 4 фиксируется число импульсов от генератора /, равное числу .Vg, а в счетчике 5 - от датчика 2 равное числу .

Величина скорости определяется выражением

, /УО„

h.,-N,

где Ki - коэффициент пропорциональности, переводящий число импульсов датчика определяемой скорости в угол поворота вала

или в путь, проходящий точкой окружности вала за время измерения;

Kz - коэффициент пропорциональности, переводящий число импульсов счетчика эталонной частоты во время измерения; Л (5п - число импульсов, поступающее от датчика определяемой скорости за время измерения;

Лэ - число импульсов, поступившее от счетчика эталонной частоты за время измерения.

Погрешность определения скорости зависит от погрешности определения целого числа периодов импульсов от генератора эталонной частоты и от датчика. От датчика фиксируется целое число периодов, поэтому погрешность в определении Лоп отсутствует. Абсолютная погрешность определения числа периодов от генератора эталонной частоты может колебаться от нуля до двух периодов. В среднем абсолютная погрешность составляет один период. Относительная погрешность определения N составляет -гт- . Такую же погрешность имеет

3

и значение определяемой скорости. Эта погрешность не зависит от величины измеряемой скорости и, следовательно, одинакова во всем диапазоне измеряемых скоростей. Для измерения соотношения скоростей двух объектов вместо генератора эталонной частоты в устройство надо включить импульсный датчик скорости, кинематически связанный с объектом, скорость которого берется за эталон.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения скорости, содержащее геиератор эталонной частоты, импульсный датч1ик определяемой скорости, счетчики импульсов эталонной частоты и определяемой скорости, компаратор, блок задания интервала измерения и блок управления, первый вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, второй - к выходу датчика определяемой скорости, третий к выходу компаратора, четвертый - к шине сигнала запуска устройства, а первый выход - к входу счетчика импульсов эталонной частоты, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, вход счетчика импульсов определяемой скорости соединен с вторым выходом блока управления, первый вход компаратора связан с выходом счетчика импульсов эталонной частоты, а второй вход - с

выходом блока задания интервала измерения.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что блок управления содержит асинхронный и синхронный триггеры и два элемента совпадения, причем первый вход первого элемента совпадения подключен к первому входу блока управления, первый вход второго элемента совпадения, соединенный с входом синхронизации синхронного триггера, подключен к второму входу блока управления, нулевой вход асинхронного триггера - к третьему входу блока управления, единичный вход асинхронного

триггера - к четвертому входу блока управления, единичный выход асинхронного триггера соединен с единичным входом синхронного триггера, нулевой выход асинхронного триггера - с нулевым входом синхронного триггера, единичный вход синхронного триггера - с вторыми входами обоих элементов совпадения, выход первого элемента совпадения подключен к первому выходу блока управления, а выход второго элемента совпадения - к второму выходу блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Богорад Г. 3. Цифровые регуляторы и измерители скорости. - М., Энергия, 1966, гл. 3.

2.Авторское свидетельство СССР № 449302, кл. G 01 Р 3/54, 1974 (прототип).

Uy -,

Vr П

U:l,

PUZ.