Устройство для контроля скоростиВРАщЕНия Советский патент 1981 года по МПК G01P3/48 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛ КОНТРОЛЯ СКОРОСТИ

-,-.-,-. .-л. ВРАЩЕНИЯ

а на перфорированном вращающемся диске установлен дополнительный кон трольный элемент, против которого размещен дополнительный электромагниный датчик, выход которого соединен со входом формирователя временного интервала и входами сброса счетчика и триггера, причем выходы формирователя временного интервала подключены к третьим входам выходных элементов И, формирователь временного интервала содержит времязадакхций элемент, выполненный на интегрирующем операционном усилителе, выход которого через амплитудный компаратор соединен с одним входом RS-триггера, прямой выход которого через две параллельно включенные цепи из последовательно включенных резистора и диода соединен со входом времязадающего элемента.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг; 2 - структурная схема формирователя временного интервала.

Устройство содержит профилированный диск 1, на котором закреплен дополнительный контрольный элемент 2 электромагнитные датчики 3 и 4, формирователь 5 временного интервала, счетный блок б, состоящий из счетчика 7, элемента И 8, триггера 9, дешифратора 10, и два выходных трехходовых элемента И 11 и 12, с выходов 13 и 14 Которых снимаются сигналы, выходящие за пределы установленного допуска.

Формирователь временного интервала (фиг..2) состоит из времязадающего элемента, выполненного на операционном интегрирующем усилителе 15, резисторах 16 и 17, диодах 18 и 19 и конденсаторе 20, амплитудного компаратора, выполненного на операционном усилителе 21 и RS-триггере 22.

Принцип работы устройства заключается в следующем.

Контрольный элемент 2, проходя мимо датчика 3, при вращении профилированного диска 1 возбуждает в датчике 3 электрический импульс, который одновременно запускает формирователь 5 и счетный блок 6. Длительность импульса, формируемого на выходе счетного блока 6, соответствует сумме длительностей постоянного числа импульсов датчика 4, т.е. угловая длительность (скважность) импульса на выходе счетного блока 6 постоянна при любых скоростях (периодах) вращения профилированного диска 1. Длительность импульса, формируемого на выходе формирователя 5, пропорциональна не только величине периода следования импульсо датчика 3. (периода вращения профилированного диска 1);. но и величине скорости изменения этих периодов. Сравнение по величине выходных импульсов формирователя 5 и счетного блока 6 осуществляется элементами И 11 и 12. В случае, когда период вращения профилированного диска 1 постоянен, .импульсы на выходах элементов И 11 и 12 отсутствуют, так как длительности импульсов формирователя 5 и счетного блока 6 совпадают, а их разность равйа нулю.

В случае, когда период вращения профилированного диска 1, например, убывает, длительность выходного импульса формирователя 5 станет больше длительности выходного импульса счетного блока 6 и появится импульс сравнения на выходе элемента И 11, заполненный импульсами с датчика 4, число которых зависит от величин разности длительности импульсов формирователя 5 и счетного блока 6, т.е. скорости изменения периодов вращения профилированного диска 1. При возрастании периодов вращения профилированного диска 1 импульсы сравнения появлятся на выходе элемента И 12, так как длительность выходного импульса формирователя 4 станет меньше длительности импульсов счетного блока б .

Под действием импульса с выхода датчика 3 устанавливаются в О счетчик 7 и в единичное состояние триггер 9. Сигнал логической единицы с прямого выхода триггера 9 подается на входы элемента И.12 и элемента И 8, разрешая подсчет выходных импульсов датчика 4. счетчиком 7. При достижении счетчиком 7 заданного состояния ла выходе дешифратора 10 появляется сигнал логической едииицы, устанавливающий триггер 9 в нулевое состояние. Подсчет импульсов счетчиком 7 прекращается. В следующем периоде импульсов с датчика 3 процесс формирования импульса на прямом выходе триггера 9 повторится, т.е. длительность импульса на выходе счетного блока 6 всегда равна сумме длительностей заданного числа импульсов, считываемых датчиком 4.

Формирователь 5 запускается одновременно со счетным блоком б в мо.мент прихода импульса с датчика 3. в паузе между окончанием формирования выходного импульса формирователя5 и появлением очередного импульса конденсатор 20 заряжается через резистор 15. Величина тока заряда i постоянная и определяется величиной резистора 15- и напряжением источника питания. Время заряда равно Т - fet, где Т - период импульсов датчика 3, - длительность выходного импульса формирователя 5.

Импульс с датчика 3 устанавливает RS-триггер 22 в состояние единицы на прямом выходе, Под действием этого напряжения конденсатор 20 на.чинает перезаряжаться через резисто 16 в противоположном направлении. Ток перезаряда 1, также постоянен. Напряжение на выходе усилителя 15 уменьшается. При достижении на его выходе напряжения/ равного нулю или несколько превышающее его, срабатывает усилитель 21 и возвршцает триггер 22 в нулевое, исходное состояние, и вновь конденсатор 20 заряжается через резистор 17. Длительност импульса на выходе триггера 22 буде определяться временем перезаряда конденсатора 20 током i, через резистор 16.

Таким образом, длительность импульсов на выходе формирователя 5 в угловых единицах в долях периода постоянная в широком диапазоне значений неизменяющихся периодов входных импульсов с датчика 3 и равна длительности постоянно го числа считываемых импульсов. Длительность At устанавливается выбором отношения сопротивлений резисторов 16 и 17.

Предположим, счетный блок 6 по сигналу датчика 3 формирует импульс соответствующий четверти вращения диска (считывают четвертую часть зубьев диска). При помощи резисторо 16 и 17 устанавливается длительност импульса формируемого формирователем 5, равной четверти периода импульсов с датчика 3. При любых неизменяющихся периодах длительност считываемого и формируемого импуль.сов равны и сигнал на выходах устройства отсутствует. Как только период импульсов с датчика 3 начина меняться, например увеличиваться, угловая длительность считываемых импульсов остается неизменной, а угловая длительность импульсов формирователя 5 в своем изменении несколько отстает (запаздывает) от изменения длительности на выходе счетного блока 6 вследствие того, что накопление напряжения на конденсаторе 20 происходит в конечной части предыдущего периода импульсов с датчика 3, а разряд (формирование) - в начальной части настоящего Это запаздывание тем больше, чем больше скорость изменения периода сигнала с датчика 3. При одной и той же скорости изменения периода разность длительности счетного блока 6 и формирователя 5 в угловых , единицах остается постоянной.

Следовательно, при заполнении импульса разности импульсами с датчика 4 (измерение разности длительностей считываемого и формируемого импульсов в угловых единицах) число последних на выходе элемента И 12

пропорционально скорости изменения периода опорных импульсов или скорости изменения периода вращения профилированного диска 1. Аналогично при уменьшении периода вращения профилированного диска 1, число нмпульсов, пропорционашьное скорости изменения периода враидения, появляется на выходе элемента И 11.

0

Формула изобретения

1.Устройство для контроля скорости вращения, содержащее профилированный вращающийся диск, электро5магнитный Датчик, выход которого соединен с первыми входами двух выходных элементов И и первым входом счетного блока, состоящего из элемента И, счетчика информационного,

0 вход которого соединен с выходом упомянутого элемента И, дииифратора и триггера, один вход которого через дешифратор соединен с выходами разрядов счетчика, прямой выход триггера подключен ко второму входу элемента

5

И и второму входу первого выходного элемента И, а инверсный выход триггера соединен со вторым входом второго выходного элемента И, о т л ичающеес я тем, что, с целью

0 повышения быстродействия и точности, в него введены формирователь временного интервала, дополнительными электромагнитный датчик, а на,перфорированном вращающемся диске установ5лен дополнительный контрольный элемент, против которого размещен дополнительный электромагнитный датчик, выход которого соединен со входом формирователя временного

0 интервала и входами сброса счетчика и триггера, причем выходы формирователя временного интервала подключены к третьим входам выходных элементов И.

2.Устройство по п. 1, о т ли 5чающееся тем, что формирователь временного интервала содержит времязадающий элемент, выполненный на интегрирующем операционном усилителе, выход которого через

0 амплитудный компаратор соединен с одним входом RS-триггера, -прямой выход которого через две параллельно включенные цепи из последовательно включенных резистора и «диода сое5динен со входом времязадающего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Заявка Великобритании

О

1439395, кл. G 1 N , 16.06.76.

2.Заявка Франции 2209935, кл, G 01 Р 3/00, 09.08.74.

Vut.1

(Put. г