Устройство для измерения скорости вращения вала Советский патент 1983 года по МПК G01P3/489 E21B45/00 

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и может быть использовано дпя измерения колебаний скорости вращения вала, например для определения проскальзывания в ременных передачах приводных буровых насосов. Известно устройство дпя измерения .колебаний скорости вращения вала, содержащее датчик скорости, триггерный фазометр, задающий генератор, ключи, суммирующий и вычитающий счет чики tl. Однако данное устройство содержит большое количество логических и триг герных злементов и характеризуется сложностью алгоритма работы, что снижает его надежность. Известно также устройство для измерения скорости вращения вала, кото рое содержит датчик угла поворота с сельсином, генератор трехфазного пря моугольного напряжения, первый выход которого соединен с входом трехлучевой обмотки сельсина и первым входом преобразователя фаза - код, второй вход которого подключен к выходу сел сина, а выход - к счетному входу вычитающего счетчика, выходы которого соединены с входами регистрирующе го блока, синхронизатор, первый выход которого подключен к третьему входу преобразователя фаза - код, а второйк входу переписи информации счетчика 2. Однако это устройство не позволяет измерить колебания скорости вращения вала. Целью изобретения является обеспечение возможности измерения колебаний скорости вращения вала. Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены четыре логических элемента И, два логических элемента ИЛИ и блок уставок скорости, причем второй выход генератора трехфазного прямоугольного напряжения соединен с первым входом первого и третьего логических элементов И, третий выход подключен к первому входу второго и четвертого логических элементов И, вторые входы первого и четвертого элементов И соединены с третьим выходом синхронизатора, четвертый выход которого подключен к вторым входам второго и третьего логических элементов И, выходы первого и второго логических элементов И соединены с входами первого логического элемента ИЛИ, выходы треть- , его V четвертого логических элементов И подключены к входам второго логического элемента ИЛИ, а выходы элементов ИЛИ соединены соответственно с вторым и третьим входом трех лучевой обмотки сельсина, при этом выход блока уставок скорости подключен к входу переписи информации счет чика, На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит датчик угла поворота с сельсином 1, генератор 2 трехфаэного прямоугольного напряжения, один из выходов которого соединен с входом трехлучевой обмотки сель- сина 1, преобразователь 3 фаза - код первый вход которого соединен с выходом генератора 2, второй вход подключен к выходной обмотке сельсина 1 а выход - к счетному входу вычитающе го счетчика 4 с произвольным модулем, выходы .которого подключены к регистрирующему блоку 5 . Устройство также содержит синхро низатор 6, первый выход которого соединен с входом запуска преобразователя 3, а второй - с входом 7 перепи си информации счетчика, причем второ выход генератора 2 подключен к первым входам логических элементов И 8х, и Sj, Третий выход генератора 2 соединен с первыми входами логических элементов И З и 8, Вторые входы элементов 8 и 8 соединены с третьим выхйдом синхронизатора б, выходы элементов 8 и 8 подключены к входам логического элемента ИЛИ 9 , выходы элементов БЗ и 8 подключены к входам логического элемента 2 а выходы элементов 9 и 92 подключены соответственно к первой и второй ветви трехлучевой обмотки сельсина 1 Кроме того, устройство содержит источник 10 кода, выход которого подключен к входу 7 клапана. Устройство работает следующим образом. Сигналы генератора 2 трехфазного прямоугольного напряжения после прохождения через логические элементы И 8 и ИЛИ 9 возбуждают в сельсине 1 прерывистое вращающееся магнитное поле, которое индуцирует в однолучевой обмотке сельсина 1 синусоидальный сигнал. Угол поворота ротора сельсина 1 пропорционален разности фаз в однолучевой обмотке и одной из фаз трехлучевой, возникающий фазовый сдвиг преобразуется в унитарный код преобразователем 3. Датчик угла поворота 1 включен таким образом, что при увеличении угла поворота вала код фазового сдвига увеличивается. Перед началом очередного такта измерения по сигналу синхронизатора 6 открывается клапан и код (Хд) блока, 10 заносится в вычитающий счетчик 4. Сигналом с третьего выхода синхронизатора б разрешается прохожЙение сигналов генератора 2 через логические элементы В- и 84. При этом магнитное поле сельсина 1 вра,щается в обратном направлении. По сигналу с первого выхода синхронизатора 6 включается преобразователь 3. На вход счетчика 4 поступает унитарный код дополнения текущего угла поворота ротора сельсина 1 (N-x-,), где N - число импульсов, соответствующее полному повороту ротора сельсина 1 и модулю вычитающего счетчика 4, а число импульсов, равное текущему углу поворота ротора сельсина. Сигналом логической единицы с четвертого выхода синхронизатора б разрешается прохождение сигналов генератора 2 через логические элементы 82 и 8,. При этом магнитное поле сельсина 1 вращается в прямом направлении. Сигналом с первого выхода.синхронизатора б повторно включается преобразователь 3. При этом на вход счетчика 4 поступает унитарный код текущего угла поворота ротора сельсина 1 (xj). Величина XQ выбирается равной максимальной скорости вращения вала, по отношению к которой определяется колебание скорости вращения. В результате в счетчике 4 образуется код, равный абсолютной разности между максимальной скоростью вращения вала и действительной скоростью вращения вала согласно выражения: S ((Хр- (N - х mod N-X2)modN. Выполнение модульной операции в счетчике 4 обеспечивает получение результата в прямом коде независимо от перехода ротора сельсина 1 через нулевое состояние. Например; 1)N 1000; Хо 400; х 100; Х2 450; S С(400 - (ЮОО-ЮО)) mod 1000 - 450) mod 1000- 50,2)N 1000; Хо 400,- х 900 Х2 250; S ((400 - (1000 - 900)) mod 1000 - 250) mod 1000 50. Такое выполнение устройства позволяет измерять колебания скорости вращения с достаточно высокой точностью. Формула изобретения Устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее датчик угла поворота с сельсином, генератор трехфазного прямоугольного напряжения, первый вход которого соединен с входом трехлучевой обмотки сельсина и первым входом преобразователя фаза - код, второй вход которого подключен к выходу сельсина, а выход к счетному входу вычитающего счетчика, выходы которого соединены с входяия регистрирующего блока, синхронизатор, первый выход которого подключен к третьему входу преобразователя фаза - код, а второй - к выходу переписи информации счетчика, о т л ичающееся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения колебаний скорости вращения вала, в него введены четыре логических элемента И, два логических элемента ИЛИ и блок уставок скорости, причем второй выход генератора трехфазного прямоугольного напряжения соединен с первым входом первого и третьего логических элементов И, третий выход подключен к первому входу второго и четвертого логических элементов И, вторые входы первого и четвертого логических элементов И соединены с третьим выходом синхронизатора, четвертый выход которого подключен к

вторым входам второго и третьего логических элементов И, выхода первого и второго логических элементов И соединены с входами первого логического элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого логических элементов И подключены « входам второго логического элемента ИЛИ, а выходы логических элементов ИЛИ соединены соответственно с вторым и третьим входом трехлучевой обмотки сельсина, при этом выход блока уставок скорости подключен к входу переписи информации счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 690389, кл. G 01 Р 3/48, 1979.

2.Авторское свидетельство СССР № 751972, кл. Е 21 В 45/00, 1980 (прототип).

XGjn