Измеритель параметров движения Советский патент 1981 года по МПК G01R23/02 

1

Устройство относится к технике электрических измерений параметров движения и может быть использовано для измерения относительных значений разности скоростей и для измерения ускорений врещения или перемещения.

Известен измеритель параметров движения, содержащий два импульсных датчика скорости, генератор эталонной частоты, формирователь временных интервалов счетчики промежуточной памяти, блок сравнения и управления переносом информации и выходное отсчетное устройство i }.

Недостатками этого устройства являются ограничение функциональных возможностей измерением значений разности скоростей, а также высокие требования к разрешающей способности импульсных датчиков скорости.

Наиболее; близким- к предлагаемому является устройство измерения napaiметров движения, содержащее два импульсных датчика скорости, блок измерения периода, состоящий из первого и второго триггерных формирователей и связанных с ними первой и второй схем И, генератор эталонной частоты, преобразователь код-частота.

вход управления которого связан с выходом второй схемы -И, а частотный вход - с выходом генератора эталонной частоты, блок промежуточной памяти, блок сравнения и управления переносом информации, выходное-отсчетное устройство С2 },

Недостаток известного устройства ограниченные функциональные возмож10ности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Эта цель достигается тем, что в измеритель параметров движения, со15держащий последовательно соединенные блок измерения периода, блок промежуточной памяти, блок сравнения и управления переносом информации и выходной отсчетный блок, второй вход которого

20 подключен к второму выходу блока промежуточной памяти, а также два импульсных датчика скорости, выходы которых соединены с входами блока измерения периода, и основной преоб25|разователь код-частота, вход управления которого связан с выходом блока измерения периода, введены последовательно соединенные генератор эталонной частоты, первый и второй, до- 30 полнительные преобразователи код-час Гота и.переключатель, включенный между частотным входом основного преобразователя и вых.одом генератора эталонной частоты, при это второй вход блока промежуточной памяти соединен с первым выходом основного преобразователя код-настота, второй вход которого подключен к вторым выходам первого и вт.орого дополнительных преобразователей и к шине сброса устЬоиства, а блок измерения периода выполнен в виде последовательно соединенных элемента ИЛИ и счетного триггера, переключателя, трех элементов И и четырех триггеров, прямой выход первого из которых подключен к первому входу первого элемента и, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера и с третьим входом блока промежуточной памяти, К-вход второго триггера подключен к R-входам всех триггеров и к шине сброса устройства, при этом S-вход первого триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ, с вторым входом второго дополнительного преобразователя код-частота и с первым входом блока промежуточной памяти, инверсный вход первого триггера подключен О-входу второго триггера, С-вход которого соединен с третьим входом первого элемента И и с первым входом блока измерения периода, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И и через выключатель к С-входу третьего триггера, О-вход которого соединен с инверЪным выходом четвертого триггера, S-вход которого подключен к четвертому входу блока промежуточной памяти и к выходу, второго элемента И, первый вход которого соединен с первым входом третьего элемента И, с выходом генератора эталонной частоты и с вторым входом блока сравнения и управления переносной информации, прямые выходы второго и третьего триггеров подключены к вторым третьего и второго элементов И соответственно, -инверсный выход третьего триггера соединен с питым входом блока промежуточной памя.ти, а выход третьего элемента И подключен к первому входу блока промежуточной памяти.

На чертеже изображена схема устройства. I

Схема измерителя параметров движения содержит импульсные датчики 1 и 2-скорости, блок 3 измерения периода, генератор 4 эталонной частоты, преобразователь 5-7 код-частотл, блок 8 промежуточной памяти,блок 9 сравнения и управления переносом информации и выходной отсчетный блок 10. Блок 3 измере(Ц1Я периода содержит первый триггерный преобразователь, который состоит из D-триггера 11 и RS-триггера 12 и второй.

который состоит из D-триггера 13 и RS-триггера 14, элементы 15 и 16 И, счетный триггера 17, элемент 18 ИЛИ, счетный триггер 19. Блок 8 промежуточной памяти состоит из элемента 20 И и счетчиков 21 и 22. Блок 9 сравнения и управления переносом ин-ь формации содержит триггеры 23 и 24, элементы 25-27 И, элемент 28 ИЛИ,шин 29 сброса, переключатели 30 и 31.

Устройство работает следующим образом.

Выключенное состояние переключателя 30, показанное на чертеже, соответствует режиму измерения разности скоростей, контролируемых датчиками 1 и 2, включенное - режиму измерения ускорения, контролируемого датчиком 1. Емкости счетчиков 21 и 22 и счетчиков памяти преобразователей 5-7 одинаковы.

При работе схемы в режиме измерения ускорения (переключатель 30 включен) принцип действия сх.вмы измерени основан на сравнении чисел импульсов генератора 4 эталонной частоты, проходящих за интервалы, равные двум соседним периодам следования импульсов датчиков 1 и 2. Цикл измерения состоит из двух этапов: первого - этапа измерения чисел импульсов эталонной частоты за каждый из двух соседних периодов следования импульсов датчика 1 и второго - этапа сравнения указанных чисел и преобразования информации в выходной отсчетный блок 10.

При работе схемы на первом этапе измерения все элементы и узлы, кроме блока 10, перед началом первого этапа устанавливаются в исходное состояние импульсов сброса на шине 29. При этом на управляющих D-входах триггеров 11 и 13 присутствуют сигналы единицы, элементы 16, 17,25 - 27. заперты. Элемент 20 открыт, управляющие коды в памяти преобразователей 57 равны нулю, частота на преобразователя 7 отсутствует На первом этапе измерения два очередных импульса датчика поочередно с помощью триггера 15 переводят в единичное состояния триггеры 11 и 13, которые, в свою очередь, поочередно открывают элементы 16 и 17 для поступления импульсов эталонной частоты в счетчики 21 и 22 ив счетчики .памяти преобразователей б и 7. Возврат в исходное состояние триггеров 11 и 13 и фиксация окончания измерения первого и второго периода производятся соответственно вторым и третьим импульсами датчика 1. От повторного запуска триггеры 11 и 13 оказываются заблокированы нулевыми сигналами по D -входам, связанным с выходами триггеров 12 и 14, в которые состояние единицы записывается первыми имЙульсами пачек на выходах элементов 16 и 17 соответственно. В счетчик памяти преобразователя 5 за пись кода управления, с учетом деле ния на два триггером 19 производит ся в течение обоих периодов следова импульсов датчика 1. Таким образом, к концу первого этапа цикла измерения в счетчике 21 и счетчике преобр зователя 6 записано число N , в сче чике 22 и в счетчике преобразователя 7 - число N, счетчике преобразователя 5 - число I где N Т о i 2.0 числа импульсов эталонной частоты f,пропорциональные значениям двух соседних периодов частоты датчика 1 TJ и т Окончание первого и начало второго этапа цикла измерения фиксируе ся моментом возврата триггера- 13 в исходное состояние и открыванием элемента 20 для поступления с выхода преобразователя 7 частоты преобразования4:.. . на входы счетчиков 21 и 22. (К - коэффициент пропорциональности). Импульсы переполнения счетчиков 21 и 22на этом этапе измерения поочеред но записывают единицу в триггеры 23и- 24, что приводит к открыванию элементов 2.5 или 26 (в зависимости от очередности срабатывания триггеров) на время переноса, равное Ту. . Очередность переполнения счетчиков 21 и 22 и открывание того или иного элемента 25 И 26 определяются знаком разности 2. 4 Информация о величине разности передается в выходной отсчетный бло.к 10 с выхода элемента 22 ИЛ в виде числа импульсов эталонной частоты Ngtjix, которйе поступают через открытые элементы 25 или 26 на время переноса. Информация о з.наке разности, поступающая в блок 10, огределяется тем, на выходе какого из указанных эл ементов И имеют мест импульсы частоты переноса. С учетом выражения для можно записать м -т г - 1 Z BbiK-ttlo-);fg . (|fa . к{11адт р ТС fd - % где. Af изменение частоты следования импуль сов датчика 1 в течение времени, равного среднему значению периода следования импульсов датчика за цикл измеренияТ р- 1 . Соответствующим выбором параметров схемы можно обеспечить значение К таким, что число, записываемое Ъ выходное отсчетное устройство, оказывается равным среднему значению ускорения из цикла измерения . р При положении контактов переключателя 30, противоположном показанному на чертеже, устройство аналогично известному и работает в режиме измерения относительных значений разности скоростей, так как при этом fnp , и ВЫХ Ktf где &f f - f. - разйость частот датчиков 2 и 1, пропорциональная разности их скоростей вращения. В этом режиме в выходное отсчетное устройство записывается число, численно равное значению - - Таким образом, предложенное устройство наряду с сохранением функций известного устройства, может выполнять функции измерения параметра движения - ускорения. Формула изобретения 1, Измеритель параметров движения, содержащий последовательно соединенные блок измеренияпериода, блок промежуточной памяти, блок сравнения и управления переносом информации и выходной отсчетный блок, второй вход которого подключен к второму выходу блока промежуточной памяти, а также два импульсных датчика скорости/ выходыкоторых соединены с двумя входами блока измерения периода, и основной преобразователь код-частота, вход управления которого связан с выходом блока измерения периода, о т л и ч а ю щ и и с. я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные генератор.эталонной частоты , первый и второй дополнительные преобразователи код-частота и переключатель, включенный между частотным входом основного преобразователя и выходом генератора эталонной частоты, при этом второй вход блока промежуточной Пс1мяти соединен с первьйч выходом основного преобразователя кодчастота, второй выход которого подключен к вторым выходам первого и втЪрого дополнительных преобразователей и к шине сброса устройства.

2. Устройство поп. 1, отлич ающе е с я тем, что, блок измерения периода выполнен в виде последовательно соединенных элемента: ИЛИ и счетного триггера, п еключателя, трех элементов И и четырех триггеров, прямой выход первого из которых подключен к первому входу первого элемента И, второй вход котрого соединен с инверсным выходом Второго триггера и с третьим входом блока промежуточной памяти, R-вход второго триггера подключен к R-BXOдам всех триггеров и к шине сброса устройства, при этом S-вход первого триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ, с вторым входом второго дополнительного преобразователя код -частот а и с первым входом блка промежуточной памяти, инверсный вход первого триггера подключен к D-входу второго триггера, с-вход которого соединен с третьим входом первого элемента И и с первым входом блока измерения периода, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И и через переключатель к С-входу третьего триггера, О-вход которого соединен с инверсным выходом четвертого триггера,Sвход которого подключен к четвертому входу блока промежуточной памяти и . к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с первым входом третьего элемента И, с выходом генератора эталонной частоты и с вторым входом блока сравнения и управления переносной информации,прямые выходы второго и третьего триггеров подключены к вторым входам третьего и второго элементов И соответственно, инверсный выход третьего триггера соединен с пятым входом S блока промежуточной памяти, а выход третьего элемента И подключен к пер-, вому входу блока промежуточной памяти .

0 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 330274, кл. F 16 D 3/12, 28.09.70.

2.Авторское свидетельство СССР 5 по заявке № 2425993,. 3.12.76.