Устройство для измерения относительных значений разности скоростей Советский патент 1982 года по МПК G01P3/56 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ РАЗНОСТИ СКОРОСТЕЙ

1

.Изобретение относится к цифровой технике измерений параметров движения и может быть испопьзовано для измерения относительных значений разности скоростей вращения ипи перемещения рабочих органов машин и механизмов.

По основному авт. св. .Ма 667896 известно устройство измерения относительных значений разности скоростей, содер- ,,. жащее импульсные тахометры, блок временных интервалов, генератор эталонной частоты управляемый синтезатор частот, трехвходовую схему И дпя стробирования тактовых импульсов, блок промежуточной f j памяти, блок сравнения и управления переносом информации и выходное/отсчетвое устройство, причем бпок временных интервалов состоит из двух триггерных формирователей, в 1шждый из которых 20 входит ОТ-триггер и R 5-триггер, ин- версные выходы DT-триггеров связаны с управляющими входами трехвходовой схемы И l3.

Известному устройству присущ тот недостаток, что в случае, когда промежуток следования двух соседних импульсов одного канала укладывается внутри промежутка следования двух соседкихо импулЬсоЬ другого канапа, схема измерения работает ошибочно. Последнее определяется тем, что трезжходовая схема И, управляемая с инверсных выходов DT-триггеров блока временных интервалов не в состоянии в этом случае различить состояние О одного из указанных триггеров, связанное с возвратом из состояния 1 после прихода второго счетного импульса на первом этапе измерения и состояние О, связанное с тем, что на этом этапе на счетный вход триггера вообще не поступают входные импульсы.

Цепь изобретения - повышение точности измерения.

Для достижения цепи в устройство введены два дополнительных управляющих входа у схемы И, предназначенной для стробирования тактовых импульсов, при395чем указанные входы связаны с единичны ми выходами -триггеров блока времен ных интервалЬв. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы управления {заботой схемы стробирования тактовых импупьсов известного и предлагаемого устройств. Устройство содержит импульсные тахометры 1 и 2, блок 3 временных интервалов, генератор 4 эталонной частоты, управляемый синтезатор 5 частот, схему И 6 для стробирования тактовых импупьсов, блок 7 промежуточной памяти, блсж 8 сравнения и управления перекосом информации и выходное отсчетное устройстido 9,. Блок временных интервалов состоит из двух каналов, каждый из которых содержит DT-триггер 10(11), тактаруюший вход которого связан с выходом импульсного тахометра 1(2), двухвходовую схему И 12(13) и I S-триггер 14(15), соединенные так, что единичный выход триггера 10(11) вкшочен на вход схемы И 12(13), второй вход которой связан с генератором 4, а выход - с входом блока 7 промежуточной памяти и вхо дом установки единицы триггера 14(15) инверсный выход которого связан с D входом триггера 10(11), инверсные выходы триггеров 10 и 11 связаны с первым и вторым входами трехвходовой схемы И 6, третий вход которой связан с ВЫХОДОМ управляемого синтезатора 5 час тот, а четвертый и пятый входы - с единичными вь1Ходами R 5 -триггеров 14 и 15 Блок 7 промежуточной памяти состоит из двух одинаковых счетчиков 16 и 17, каждый из которых имеет по два входа, первые из которых связаны с выхо дами схем И 12 и 13 соответственно, а оба. вторых входа связаны с выходом схемы И 6. Блок 8 сравнения и управления переносом информации состоит из R5 -триггеров 18 и 19, трехвходовых схем И 2О .21, 22 и двухвкодовой схемы ИЛИ 23, причем входы установки единицы триггеров 18 и 19 связаны с выходами счетчи ков 16 и 17, единичный выход триггера 18 увязан с первыми входами схем И 20 и 22, нулевой его выход - с первым входом схемы И 21, единичный выход триггера 19 - с вторыми входами схем И 21 и 22, нулевой его выход - с вторым входом схемы И 20. Третьи входы .;хем И 20, 21 и 22 подкшочены к выходу генератора 4, выходы схем И 20 94 и 21 прямо.V и через схему ИЛИ 23 связаны с выходным отсчеттаым устройством 9, а выход схемы И 22 включен на шину 24 сброса. Принцип действия схемы измерения основан на сравнении чисел импупьсов генератора 4 эталонной частоты, проходящих за интервалы, равные периодам следования импульсов тахометров 1 и 2. Цикл измерения состоит из двух этапов: первого - этапа измерения чисел импульсов эталсжной частоты за период частоты каждого из тахометров и второго этапа сравнения указанных чисел и перевода результата сравнения в относитегаьные единицы в ходе переноса информации в выходное отсчетное устройство 9. Устройство работает следующим образом, Все элементы блоков устройства, кроме устройства 9, перед началом первого этапа измерения устанавливаются в исходное состояние импупьсом сброса на щине 24, При этом на управляющих D-входах триггеров. 10 и 11 присутствуют единичные сигналы схемы И 14, 15, 21 и 22 запреты, схема И 6 закрыта, частота на выходе синтезатора 5отсутствует, так как на его вход управления еще не поступил ни один импупьс. Очередные импульсы тахометров 1 и 2 производят установку триггеров 10 и 11 в состояние единицы, что приводит к запиртнию схемы И 6, отпиранию схем И 12 и 13 и поступлению импупьсов генератора 4 на входы счетчиков 16 и 17, Первыми же импульсами с выходов схем И 12 и 13 триггеры 14 и 15 устанавливаются в состояние единицы и снимают управляющие сигналы с D -входов триггеров 10 и 11. Вторые импульcbi тахометров 1 и 2 устанавливают указанные триггеры в состояние нупя, схемы И 12 и 13 блокируются. Повторное срабатывание триггеров 10 и 11 по мере поступления импупьсов тахометров (например, при большой разности скоростей) исключено благодаря блокировке по D-входам вплоть до повторного импульса сброса на шине 24.. Конец первого этапа измерения характеризуется моментом возврата в состояние нуля обоих триггеров 1О и 11 и открыванием схемы И 6. К этому моменту в счетчиках 16 и 17 оказываются записанными числа кмпупьсоъ К и W эталонного генератора 4, пропорциональные значениям периодов-Т:j и Т2 частоты следования импульсов тахометров 1 и 2 ,фиг. 2, гдедМ - ложный пропуск такговых импульсов). Таким ббраэом, схема И 6 оказывается открытой только в том случае, если по обоим каналам имело местЬ прохождение двух импульсов (импупьса записи 1 в С Т- и R 5 -триггер каждого канала и импупьса,.возвращающего DT-триггер в исходное состояние, в то время как R5 -триггер сохраняет единичное состояние вплоть до конца цикла измерения (до момента импупьса сброса). Однозначность достигается дополнительно введенной блокировкой схемы И 6 по состоянию триггеров, Одновременно число оказалось записанным в управляющий счетчик синтезатора 5, так что его выходная частота на втором этапе измерения определяется как J где 0 - частота генератора 4, а К - коэффициент пропорциональности. На втором этапе измерения импульсы частоты if. через схему И 6 поступают на входы счетчиков 16 и 17, дополняя числа М, и М2/ записанные на первом эта пе. Импульсы переполнения счетчиков 16 и 17 поочередно устанавливают в состояние единицы триггеры 18 и 19. При этом, как видно из схемы, на время меж ду импупьсами переполнения счетчиков 16 и 17 открывается .одна из схем И 2О или И 21, в зависимости от очередности переполнения счетчиков. Открытое состояние указанной схемы И определяется интервалом времени, равным N,-N7/fj.Так ка на информационные входы схем И 2О и 21 поступает частота IQ , то количество импульсов переноса, которое поступит на выходное отсчетное устройство 9 через схему ИЛИ 23 на втором этапе, равно Знак полученного выражения зависит от значения NH и N и определяется схемой устройства 9, в зависимости от того, по какому из двух его входов, связанных с выходами схем И 2О и 21, поступает информация. Такт переполнения обоих счетчиков опока промежуточной памяти фиксируется открыванием схемы И 22 и поступлением на шину 24 одиночного импульса сброса. Число импульсов переноса, поступивших в выходное отсчетное устройство 9, может быть представлено следующим образом:МгН:г Т.-Та , / nTNT где i И i - частоты следования импульсов т 1Хометров 1 и 2, При использовании тахометров с одинаковым коэффициентом преобразования ы -Hiilli Для десятичных управляемых синтезаторов частот ki - Ю , так что при выбрре соответствующей разрядности на выходе отсчетного устройства 9 получаем результат, равный относительному значению разности скоростей, . Так как точность измерения в предлагаемом устройстве определяется соотнощением частот генератора эталонной частоты и частот тахометров, то при соответст укмцем выборе достаточно высокой частоты генератора можно снизить требования к разрешающей способности тахометров и довести ее до одного импульса на оборот. Последнее позволяет принципиально упростить как конструкцию самого датчика (тахометр)а), так и способ его привязки к механизму. Формула изобретения Устройство для измерения относитепьныХ значений разности скоростей по авт. ев, № 667896, отличающееся тем, что, с целью повышения точнести измерения, в схему И дця стробирования тактовых импульсов введены два дополнительных входа, соединенные с единичными выходами -триггеров блока временных интервалов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 667896, кл. q 01 Р 3/56, 1978 (прототип).

бьа.гг

fC ffffC)

3&/j(.f

S6/jr. I

бб/jr.ff Зь/jf. f

вш. / SAM. f

lihT

Фуг.1