Измерительный преобразователь угловой скорости

 

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ ПО авт.св. 964540, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона , увеличения точности и линейности на нижнем пределе диапазона работы, преобразователь периоднапряжение выполнен в виде преобразователя частота-код с изменяемым коэффициентом преобразования, преоб1/ разрвателя код-напряжение, управляемого делителя напряжения и схемы управления , причем выход компаратора соединен с входом схемы управления с сигношьным входом преобразователя частота-код, вход управления которого подключен к входу управления преобразователя код-напряжение, к входу управления управляемого делителя напряженияи к выходу схемы управления, а выход - к информационному входу преобразователя код-напряжение j один из выходов которого О) соединен с входом управления компаратора , а другой - с сигнальным входом управляемого делителя напряжения .

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСГИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1037179 A

3(S9 G 01 Р 3/489

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMNTET СССР

l10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 964540 (21) 3429087/18-10 (22) 21.04.82 (46) 23.08 ° 83. Бюл. Р 31 (72) Е.Г.Энтин, В.Н.Филатов, Г.Н.Песьяков и В.A.Øåâ÷óê (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проектированию оборудования для целлюлозно-бумажной промышпенности (53) 621 ° 317.39 ° 531.7 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 964540, кл. G 01 Р 3/489, 1981 (прототип) ° (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ по авт.св.

9 964540, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью расширения диапазона, увеличения точности и линей.ности на нижнем пределе диапазона работы, преобразователь периоднапряжение выполнен в виде преобразо вателя частота-код с изменяемым коэффициентом преобразования, преобМ разователя код-напряжение, управляемого делителя напряжения и схемы управления, причем выход компаратора соединен с входом схемы управления с сигнальным входом преобразователя частота-код, вход управления которого подключен к входу управления преобразователя код-напряжение, к входу управления управляемого делителя напряжения и к выходу схемы управления, а выход — к информацион. ному входу преобразователя код-на- Е пряжение, один из выходов которого соединен с входом управления компаратора, а другой — с сигнальным входом управляемого делителя напря- С жения.

1037179

Изобретение относится к измери тельной технике и может быть исполь эовано для преобразования скорости вращения валов и других вращающихся элементов в аналоговый электрический сигнал. 5

По основному авт. св. Р 964540 известен измерительный преобразователь угловой скорости, содержащий ,последовательно соединенные индук ционный датчик и формирователь им- >0

;пульсов, который выполнен в.виде компаратора с регулируемым порогом срабатывания и преобразователя период-напряжение, причем выход индукционного датчика подключен к 15 сигнальному входу компаратора, вход управления которого соединен с выходом преобразователя период-напря-. жение, а выход — с входом преобразователя период-напряжение Р13.

Сигнал с индукционного датчика поступает на сигнальный вход компаратора, а с его выхода — на вход . преобразователя период-напряжение7 выходной сигнал которого поступает на управляющий вход компаратора и изменяет его порог срабатывания. Величина изменения порога определяет- . ся условиями помехоустойчивости, с ростом угловой скорости величина порога увеличивается от минимально допустимой до рабочей. Выходной сигнал компаратора имеет импульсную форму, а сигнал с выхода преобразователя период-напряжение зависит нелинейно от угловой скорости и не может быть использован в системах автоматического управления скорости вращения, т.е.управляющее порогом срабатывания компаратора напряжение не может полностью соответствовать оп- 40 тимальному значению.

Цель изобретения — расширение диа. пазона, увеличение точности и линейности на нижнем пределе,циапазо- на работы.

Поставленная цель достигается тем, что в измерительном преобразователе угловой скорости преобразователь период-напряжение выполнен в виде преобразователя частота-код с изменяемым коэффициентом преобразования, преобразователя код-напряжение, управляемого делителя напряжения и схемы управления, причем выход компаратора соединен с входом схемы управления с сигнальным входом преобразователя частота-код, вход управления которого подключей к входу управления преоб раэователя код-напряжение, к входу управления управляемого делителя на- 60 пряжения и к входу схемы управления, а выход — информационному входу преобразователя код-напряжение, один из выходов которого соединен с входом управления компаратора, а другой — 65 с сигнальным входом управляемого де лителя напряжения.

На фиг. 1 приведена схема измерительного преобразователя угловой скорости вращения, на фиг. 2 — амплитудно-частотные характеристики.

Устройство включает в себя индукционный датчик 1, компаратор с регулируемым порогом срабатывания 2 и преобразователь период-напряжение

3, который содержит преобразователь частота-код с изменяемым коэффициентом преобразования 4, преобразователь код-напряжение 5, управляемый делитель напряжения б и схему 7 управления, причем сигнальный вход

8 компаратора 2.подключен к датчику

1, а выход компаратора 2 — к входу схемы 7 управления и сигнальному входу 9 преобразователя частота-код, выход которого присоединен к информационному входу 10 преобразователя код-напряжение.5, а его выход

11 подключен к сигнальному входу делителя напряжения б, выход схемы 7 управления соединен с входами управления преобразователей 4,5 и дели-теля б, вход управления 12 компаратора 2 подключен к выходу 13 преобразователя код-напряжение 5.

Измерительный преобразователь уг.ловой скорости работает следующим образом.

При вращении вала или другого объекта, угловую скорость которого нужно измерить, модулируется магнитное поле индукционного датчика

1, например, при изменении магнитного потока, проходящего через зубчатый диск датчика, связанный с объектом вращения. На выходе индук ционного датчика 1 появляется сигнал, форма которого близка к синусоидальной, частота прямо пропорциональна,а амплитуда нелинейно зависит от угловой скорости вращения объекта ° Сигнал с индукционного датчика 1 поступает на сигнальный вход 8 компаратора 2, например операционного усилителя, охваченного положительной обратной связью.

Выходной сигнал прямоугольной формы с компаратора 2 поступает на вход схемы 7 управления и на сигнальный вход 9 преобразователя частота-код 4 с изменяемым коэффициентом преобразования, например с переключаемым опорным генератором. Выходной сигнал преобразователя 4 в цифровой форме поступает на информационный вход 10 преобразователя код-напряжение 5, напряжение на выходе 11 которого линейно зависит от цифровой информации, записанной в преобразователь 5, а напряжение на выходе 13, управляющее порогом срабатывания компаратора 2, определяется усло1037179 виями оптимальной помехоустойчивости устройства. Преобразователь

5 в общем случае содержит две матрицы преобразования код-напряжение. Напряжение с выхода 11 преобразователя 5 поступает на сиг- 5. нальный вход управляемого делителя 6, выходной сигнал которого является аналоговым выходом устройства Выход 1. Схема 7 управления при частоте сигнала, превышающей 10 определенный уровень, например

20% рабочего диапазона устройства, производит переключение коэффициента преобразования преобразователя 4, отключение выхода 13 преоб- разователя 5, переключение коэф".. фициента передачи управляемого делителя напряжения б. Выходы преобразователя частота-код 4 и схемы 7 управления являются цифровым выходом уст-20 ройства Выход 2.С ростом угловой скорости вращения сигнал с выхода индукционного датчика 1 растет, а затем уменьшается и стабилизируется на определенном уровне, так как с увеличением угловой скорости растут электродвижущая сила и индукционное сопротивление катушки датчика. Элементы матрицы по выходу 13 преобразователя код-напряжение 5 подбираются таким образом, чтобы при изменении частоты сигнала на выходе индукционного датчика от нуля.до уровня, соответствующего уровню переключения схемы 7 управ-ления, порог срабатывания компара- З5 тора 2 определялся условиями оптимальной помехоустойчивости.

При увеличении частоты выходного; сигнала компаратора 2 от нуля до

L выбранного урбвня срабатывания схемы 7 управления выходной сигнал преобразователя частота-код 4 изменяется в пределах, соответствующих изменению напряжения на выходе преобразователя код-напряжение 5 от нуля до максимального значения диапазона преобразования. При превы шении частоты выходного сигнала компаратора 2 уровня срабатывания схемы 7, например, производящей

:сравнение входной частоты с задан- . ной, схема управления производит ;. переключение коэффициента преобра зования преобразователя 4, например, переключая частоту опорного генератора преобразователя, соответственно изменяется напряжение на выходе преобразователя 5. Одновременно происходит изменение коэффициента передачи управляемого делителя напряжения 6, например, на прецизионном операционном усилителе, которое обеспечивает точное согласование диапазонов работы преобразователя.

Амплитудно-частотные характеристики индукционного датчика, порога срабатывания компаратора, схемы управления, преобразователя коднапряжение, управляемого делителя и зависимость выходного напряжения на Выходе 1 от частоты приведены на фиг ° 2.

Предлагаемый преобразователь помехоустойчив, обладает высокой линейностью и точностью, в том числе и в нижней части диапазона преоб« разования, и обеспечивает работу в широких пределах измерения и регулирования скорости.

1037179

Составитель М.Хаустов

Редактор В.Лазаренко Техред A.äö Корректор O.Òèãîð

Заказ б002/47 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ! по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4