Датчик числа оборотов вала Советский патент 1981 года по МПК G01P13/00 

- - . -. Изобретение относится к приборестроению и может быть использовано в системах, требующих иэмереяия числа оборотов в тех случаях, когда необходимо различать направление враще ния, например в счетчиках расхода электроэнергии. Известен,датчик числа оборотов ва ла, содержащий автогенератор с .ферри товым трансформатрром, сердечник которого имеет воздуйный зазор, в кото ром расположен диамагнитный даек с вырезами, связанный с валом 11J, Однако данный датчик не обёспечива.ет автоматического определения направления вращения в случае реверсирования вала. Кроме того, в моменты входа и выхода-выреза диска из зазор jrj .ifc .- трансформатора(критические зоны) создаются условия для неустойчивой работы генератора, характеризуемой многократным включением и выключением генератора, что снижает точности преобразования. Наиболее близким к предлагаемол техническим решением является датчик .числа оборотов вала, содержащий даа автогенератора управляемые общим латунным диском-, резисторы и логическу схему, состоящую ИЗ двух элементов И и RS-триггера C2J . Однако этот датчик, также не обеспечивает разделения выходных сигналов в зависимости от направления вращения, что ГнеОбхойимо в системах учеfa. энергопотребления, работающих как на отдачу, так и на потребление электроэнергии. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика за счет разделения выходных сигналов в зависимости от направления вращения вала. ПоставленнЕш цель достигается тем, что а датчик, .содержащий диамагнит- . ный зубчатый диск, свя.занный с валом и расположенный в воздушных зазорах т1Е аНсформаторов двух автогенераторов, и Триггер, введены два элемента ЗАПРЕТ., элемент ИЛИ и второй триггер, причем выход первого автогенератора через первый элемент ЗАПРЕТ, соединен со входом установки в 1 пер вого Триггера и с инв)сным входом второго Элемента ЗАПРЕТ, выход второго автогенератора через второй элемент .ЗАПРЕТ соединён со входом устайовки в 1 второго триггера и с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ, а входы установки в О обоих триггеров объединены и через элемент ИЛИ подключены к выходам автогенераторов .

На фиг. 1 представлена схема датчика на фиг, 2 временные диаграмIvftl.,

Датчик содержит два автогенератора 1 и 2, управляемые общим латунным диском 3, резисторы 4, два элемента 5 и б ЗАПРЕТ, выходы которых подключены ко входам установки в 1 триггеров 7 и 8, а также соединены с инверсными входами, элементов б и 5 ЗА ПРЕТ соответственно. Потенциальные R-входыустановки в .О обоихтригге ров 7 и 8 объединены.и подключены к выходу элемента 9 ИЛИ, входы которог соединены с выходами автогенераторов 1 и 2..

Для нормаль ной работы датчика трансформаторы автогенераторов должны быть смещены друг относительно друга в плоскости диска на угол, при котором критические зоны автогенераторов сдвинуты во времени и не совпадают и в то же время обеспечиваетс участок устойчивого срыва генерации обоих автогенераторов. .

При вращении латунного диска в направлении против часовой стрелки начиная с момента, когда оба автогенератора возбуждены, на их выходах присутствуют нулевые сигналы. При этом нулевым сигналом с выхода элемента 9 ИЛИ, действующим по R-входу, триггеры 7 и 8 устойчиво удерживаютс ia нулевом состоянии. На выходных шинах датчика сигналы отсутствуют.

При дальнейшем вращении диска 3 и выходе его выреза из зазора трансформатора автогенератора 1 .(момент времени Ц) происходит резкий срыв генерации автогенератора 1 (фиг,2,а) При этом на выходе элемента 5 ЗАПРЕТ .появляется единичный сигнал (фиг.2,d который .поступает на вход установки в 1 Триггера 7 и на.инверсный вход элемента б ЗАПРЕТ. Одновременно снимается установочный нулевой потенциал (фиг. 2,с) с R-входов триггеров 7 и 8.

Неустойчивая работа автогенератора 1 в его критической зоне в момент срыва генерации, характеризуемая возможным многократным включе-т ниём и отключением, не оказывает влияния на состояние триггера 7, а значит, и на выходной сигнал, так как одновременно с появлением нулевого сигнала на входе установки в 1, который смог бы переключить триггер, появляется нулевой сигнал на выходе элемента 9 ИЛИ и удерживает триггер 7 по R-входу в исходном состоянии. Этот процесс продолжается до выхода автогенератора 1 из крити,ческой зоны и вхождения его в режим устойчивого срыва генерации. При это

на выходе элемента 5 ЗАПРЕТ устанавливается единичный сигнал.

При дальнейшем вращении диска 3 в момент времени tjj его диаметрально противоположным лепестком срывается 5 генерация автогенератора 2 (фиг12,йХ Однако, вследствие того, что элемент б ЗАПРЕТ по инверсному входу блоки1рован единичным сигналом с выхода элемента 5 ЗАПРЕТ, на время срыва

Q генерации автогенератора 1 сигнал с выхода автогенератора 2, в том числе и возможные ложные импульсы, имеющие место в критической зоне этого автогенератора, не проходят на выход элемента .6 ЗАПРЕТ и не оказывают

5 влияния на состояние элементов схемы.

Дальнейшее вращение диска 3 приводит в момент времени ц к возбуждению автогенератора 1, что обеспечивает появление нулевого сигнала

0 на выходе элемента 5 ЗАПРЕТ (фиг.2,а). Этим сигналом снимается блокировка с инверсного входа элемента .5 ЗАПРЕТ, а так как автогенератор 2 еще находится в состоянии устойчивого .срыва

5 генерации и на его выходе присутствует единичный сигнал, то при снятии блокировки с элемента 6 ЗАПРЕТ, на его выходе в тот же момент времени формируется единичный сиг- нал (фиг. 2,е), которым сразу же

блокируется по инверсному входу

элемент 5 ЗАПРЕТ и, тем самым, за. прещается прохождение на выход последнего ложных импульсов, имеющих место в критической зоне автогенератора 1 при его возбуждении.

Одновременно нулевым сигналом с выхода элемента 5 ЗАПРЕТ триггер 7 переключается в единичное состояние, формируя на выходной шине А датчика (фиг. 2,f) единичный сигнал о вращении диска в направлении против часовой стрелки Выходной сигнал сохраняется до момента возбуждения автогенератора 2 (момент времени

С 4) при котором нулевым сигналом с выхода элемента 9 ИЛИ оба триггера устанавливаются в нулевое состояние, Неустойчивая работа автогенератора 2 в его критической зоне при

вхождении в режим генерации также не оказывает влияния на состояние триггера 8, а значит и на выходной сигнал, как это было описано для триггера 7.

Если направление вращения

5 не изменяется, то при дальнейаем его вращении цикл работы повторяется.

Вращение в противоположном направлении (.по часовой стрелке) вызывает обратный порядок работы автогенераО торов 1 и 2, а выходной сигн формируется на шине Б датчика (см, правую часть временной диаграммы на фиг. 2).

Таким , при вращении диска против часовой стрелки импульсы появляются только на выходной шине по часовой стрелке - только на выходной шине Б датчика. Если же в зоне срыва генерации автогенераторов 1 и 2 происходит смена направления вращения или возникают колебания диска в этой зоне, то выходные импульсы либо не появляются вовсе, либо появляется пара импульсов (прямой и ), что при использовании реверсивного счета исключает возможность ошибки. Кроме того, пре лагаемая схема датчика исключает вли яние неустойчивой работы автогенераторов в - критических зонах. Использование датчика числа оборо тов вала позволяет при построении систем .учета энергопотребления упростить их техническую реализацию, и, следовательно, повысить надежност передачи информации в вычислительные и телемеханические комплекса, Формула изобретения Датчик числа оборотов вала, содержащий диамагнитный зубчатый диск, связанный с валом и расположенный в воздушных зазорах трансформаторов двух автогенераторов, и триггер, о тличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей за счет разделения выход ных сигналов в зависимости от направления вращения вала, в .него введены два элемента ЗАПРЕТ, элемент ИЛИ и второй триггер, причем выход первого автогенератора через первый элемб т ЗАПРЕТ соединен со входом установки в 1 первого триггера и с инверсным . входом второго элемента ЗАПРЕТ, выход второго автогенератора через второй элемент ЗАПРЕТ соединен со входом установки в 1 второго триггера и с инверсным входом первого элемента ЗАПРЕТ, а входы установки в О обоих триггеров объединены и через элемент ИЛИ подключены к выходам автогенераторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Механизация и автоматизация производства. - М., 1966, 06, с.30-31. 2.Авторское свидетельство СССР По заявке 2603097/18-10, кл. G 01 О 4/08, 1972.

L:. .