Устройство для измерения частоты вращения Советский патент 1982 года по МПК G01P3/489 

1

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения частоты вращения различных валов и механизмов.

Известно устройство для измерения скорости вращения, основанное на подсчете числа импульсов генератора эталонной частоты за интервал времени, являющийся функцией скорости

Однако это устройство имeet ограниченный нижний предел измерения скоростей.

Наиболее близким к предлагаемому является цифровой измеритель низких скоростей вращения, содержащий т-фазный фазовращатель, к выходу которого подключен формирователь импульсов, формирователь временных интервалов, генератор эталонной частоты, подключенный к первым входам двух вентилей, и счетчик, вход которого соединен с выходом первого вентиля t2.

Недостатком указанного устройства является ограниченность верхнего пее,дела диапазона измеряемых частот вращения.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены второй формирователь импульсов, подключенный ко входу фазовращателя, и счетный триггер, при этом формирователь временных интервалов включен между вы10ходами формирователей импульсов и входом счетного триггера, прямой выход которого подключен к второму входу первого вентиля, а инверсный выход - к второму входу второго венти15ля , третьи входы вентилей соединены с выходом формирователя временных интервалов, а счетчик выполнен реверсивным, причем его реверсивный вход соединен с выходом второго вентиля.

Ю

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит т-фазный фазовращатель 1, соединенный с контролируемым объектом, блок питания 2, к которому подключены статорные обмотки фазовращателя. Выход фазовращателя 1 соединен с входами формироватеяя старт-импульсов 3 и формирователя стоп-импульсов , подключенными к формирователю временных интервалов (блоку выделения разности фаз) 5 выход которого подключен к входу счетного триггера 6 и к входам вентилей 7 и 8.,Ко вторым входам этих вен тилей подключен выход генератора 9 эталонной частоты, соединенный дополнительно с входом задания частоты блока питания 2. К третьим входам .вентилей 7 и 8 подключены соответственно прямой и инверсный выходы триггера 6. Выход вентиля 7 соединен с прямым входом реверсивного счетчика 10, а выход вентиля 8 - с реверси ным входом счетчика 10. Устройство работает следующим об разом. Одно из напряжений статорной обмотки фазовращателя 1 подается на вход формирователя старт-импульсов 3 который в момент перехода статорного напряжения через нуль формирует узкий импульс напряжения. На вход форми рователя стоп-импульсов подается напряжение с одной из роторных обмоток тп -фазного фазовращателя, и при переходе через нуль этого напряжения также формируется узкий импульс напряжения. Старт- и стоп-импульсы пос тупают на входы формирователя времен ных интервалов 5. который формирует положительные импульсы стабильной частоты, с длительностью, пропорциональной интервалу времени между старт- и стоп-импульсами (этот интер вал в свою очередь пропорционален углу поворота вала фазовращателя).Им пульсы с формирователя интервалов по ,тупают на счетный вход триггера 6, выполняющего функции распределителя импульсов. В начальный момент времени счетчик 10 сброшен в нуль. В момент появ ления на выходе формирователя интервалов положительного импульса на пря мом выходе триггера 6 - единица, а на инверсном - нуль. Тогда откроется вентиль 7 и через него на прямой вхо счетчика 10 поступают импульсы от ге нератора 9 эталонной частоты. Число поступивших импульсов k -1 , где Ч - угол поворота вала фазовращателя к концу первого измерения ; длительность импульса на выходе формирователя 5 соответствующая Ч ; к - коэффициент пропорциональности;f - частота генератора эталонной частоты. После окончания счета в счетчике 10 записывается информация об угле V. Задний фронт импульса с формирователя интервалов переключает триггер 6 и на его прямом выходе появляется нуль, а на инверсном - единица. Поэтому в момент прихода следующего импульса с формирователя интервалов открывается вентиль 8, через который импульсы от генератора 9 поступают на реверсивный вход счетчика 10, при этом счетчик начинает считать в обрат ную сторону. Число этих импульсов f t,j, k/ftj, , где fij - угол поворота вала фазовращателя к концу второго измерения ; t длительность импульса на выходе формирователя 3. соответствующая f12. В счетчике 10 записывается число Ап kf(te,-V2) . Приращение угла л произошло за время измерения 4t 27, где Т - период следования импульсов с формироч вателя интервалов 5.Следовательно, средняя за время измерения частота вращения может быть определена как СР--ТГ K. Ai Так как время измерения является величиной постоянной (и стабильность его может, быть обеспечена с точностью кварцевого генератора), то .i .-АП,. где . Firrr Информация о частоте вращения в счетчике контролируется, после чего он сбрасывается в нуль. Задний фронт импульса с формирователя временных интервалов 5 возвращает триггер 6 в исходное состояние. Далее процесс повторяется. Таким образом, контролируя содержимое счетчика после окончания ревер сивного счета, можно получить информацию о частоте вращения. Предлагаемое устройство не имеет .принципиальных ограничений по диапазону измеряемых частот вращения. Формула изобретения Устройство для измерения частоты вращения, содержащее щ-фазный фазовращатель, к выходу которого подключен формирователь импульсов, формирователь временных интервалов,генератор эталонной частоты, подключен ный к первым входам двух вентилей, и счетчик, вход которого соединен с выходом первого вентиля, отличающееся тем, что, с целью ргсширения диапазона измерения, в не 9 3 го введены второй формирователь импульсов, подключенный ко входу фазовращателя, и счетный триггер, при этом формирователь временных интервалов включен между выходами формирова телей импульсов и входом счетного триггера, прямой выход которого подключен к второму входу первого вентиля, а инверсный выход - к второму входу второго вентиля, третьи входы вентилей соединены с выходом формирователя временных интервалов, а счетчик выполнен реверсивным, причем его реверсивный вход соединен с выходом второго вентиля. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Н 247393, кл. G 01 Р ЗА8, 1967. 2. Авторское свидетельство СССР № 673921, кл. G 01 Р , 1977 (прототип).