Устройство для бесконтактного измерения малых изменений частоты вращения Советский патент 1982 года по МПК G01P3/487 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ МАЛЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

I i

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения частоты вращения, в частности, высокооборотных турбокомпрессоров.

Для измерения числа оборотов широко применяются частотные датчики, генерирующие периодиС(ёский сигнал, частота которого пропорциональна измеряемому числу оборотов. Известно измерительное устройство, регистрирующее ч.астоту сигнала датчика, которое содержит последовательно соединенные частотный датчик и частотомер L1 3.

Однако это устройство имеет низкую точность измерения в случае отклонения формы сигнала датчика от синусоидальной и недостаточную помехоустойчивость.

Также известно устройство для бесконтактного измерения числа оборотов, которое содержит частотный датчик и частотомер.

Частотомер состоит из .формирователя, электронного ключа, счетчика и блока индикации 2j.

Недостатком этого устройства является его низкаяточность, поскольку малые изменения числа оборотов относительно большого их среднего значения регистрируются с большой погрешностью.

Цель изобретения - повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство введены фазовый детектор, блок индикации, блок установки опорного числа

15 оборотов и последовательно, соединенные согласующий каскад, блок интеграторов, усилитель, первая схема связи, первый автогенератор, вторая схема связи и второй автогенератор,

20 причем выход частотного датчика подключен к входу согласующего каскада, вход частотомера соединен с первым выходом второго автогенератора. 391 второй вход которого подключен к выходу блока установки опорного числ оборотов, а второй выход - к первому входу фазового детектора, второй вход которого соединен с вторым .выхо дом первого .автогенератора, а выход - с входом блока индикации. На чертеже изображена структурная схема устройства. Выход датчика 1 соединен со входом согласующего каскада 2,выход которого подключен к входу блока 3 интеграторов. Выход блока 3 интеграторов через усилитель k связан с вхо дом первой схемы 5 связи, к выходу которой подключен вход первого автогенератора 6, выход последнего соеди нен с входом второй схемы 7 связи. Выход второй схемы 7 связи подключен к первому входу второго автогенератора 8. Первый выход автогенератора 8 связан с входом частотомера 9, а вторые выходы автогенератора 6 и 8 подключаются к входам фазового детектора 10, выход которого соединен .с входом блока 11 индикации. Выход блока 12 установки опорного числа оборотов, связан со вторым входом вто рого автогенератора 8. Устройство работает следующим образом. Периодический полигармонический сигнал датчика 1 поступает на вход согласующего каскада 2, далее для уменьшения влияния как случайных факторов, так и высших гармоник сигнала он обрабатывается блоком 3 интеграторов. Усилитель служит для увеличения амплитуды сигнала до величины, необходимой для нормальной работы устройства. Выходной полигармонический сигнал усилителя А посред ством первой схемы 5 связи осуществляет синхронизацию колебаний первого автогенератора 6, в результате чего иастота последних совпадает с частотой первой гармоники сигнала, которая пропорциональна частоте вращения а высшие гармоники отфильтровываются и не влияют на точность измерения. Гармонические колебания автогенерато ра 6 посредством второй схемы 7 связ синхронизируют колебания второго ав. о.. :.:.1: тогенератора 8, причем синхронизация обоих автогенераторов осуществляется во всем диапазоне изменения частоты вращения. Таким образом, автогенераторы работают на частоте первой гармоники сигнала датчика, которая отличается от частоты настройки контуров автогенераторов. Величина фазового сдвига между колебаниями автогенераторов 6 и 8 пропорциональна разности частот колебаний в режиме синхронизации первого автогенератора 6 и собственных колебаний (колебаний при отсутствии синхронизации) второго автогенератора 8 и выделяется фазовым детектором 10. Частота собственных колебаний второго автогенератора 8 регистрируется частотомером 9, изменяется с помощью блока 12 установки опорного числа оборотов и выбирается равной среднему значению числа оборотов для их компенсации. В результате напряжение на выходе фазового детектора 10 пропорционально малым изменениям частоты вращения относительно опорного уровня И представляется блоком 11 Индикации в соответствующей форме. Устройство для бесконтактного измерения малых изменений частоты вращения исключает влияние высших гарМОНИК спектра сигнала и повышает точность измерения за счет компенсации среднего значения числа оборотов. Формула изобретения Устройство для бесконтактного измерения малых изменений частоты вращения, содержащее частотный датчик и частотомер, от, ли чающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены фазовый детектор, блок индикации, блок установки опорного числа оборотов и последовательно соединенные согласующий каскад, блок интеграторов, усилитель, первая схема связи, первый автогенератор, вторая схема связи и второй автогенератор, причем выход частотного датчика подключен к входу согласующего каскада, вход частотомера соединенс первым выходом второ170 автогенератора, второй вход которого подключен к выходу блока установки опорного числа о боротов, а второй выход - к первому входу фазового детектора, второй вход которого соединен с вторым выходом первого автогенератора, а выход - с входом блока индикации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

917086

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Vf 277«15б/18-1РО, кл. G 01 Р S/JBI, 1979 (прототип).