Устройство для измерения колебаний частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее первичный преобразователь с подключенным к его выходу через первый формирователь преобразователем частота-напряжение первый коммутатор, управляющим вхо дом соединенный с выходом генератора импульсов, а выходами с первым и вторым детекторами, выходы которых подключены к входам второго коммутатора , управляющим-Входом соединен- ; ноге с выходом генератора импульсов, первый преобразователь напряжение-частота и индикатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения величиныотносительных колебаний частоты вращения, оно снабжено фильтром низких частот с подключенным к его выходу через блок вычитания выпрямителем; вторым преобразователем напряжение-частота, выход которого через делитель частоты с переменным коэффициентом деления соединен с первым входом реверсивного сметчика; вторым формирователем с подключенным к его выходу своим управляющим входом ключом и элементом ПАМЯТЬ, причем выход преобразователя i частота-напряжение соединен с входом фильтра низких частот и с вторым (Л входом блока вычитания, выход.выпрямителя подключен к входу первого коммутатора , выход генератора импульсов соединен с входом второго формирователя , выход второго коммутатора через последовательно соединенные ключ, элемент ПАМЯТЬ, первый преобразователь напряжение-частота подключен к второму входу реверсивного счетчика, выход которого соединён с входом ин00 00 дикатора и с управляющим входом делителя частоты, при этом выход филь;о тра низких частот подключен к входу второго преобразователя напряжениечастота .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (}9} (Н} ,a(sn G 01 P 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3433024/18-10 (22) 04,05,82 (46) 07,09.83. Бюл. }1 33 (72) Е.Н.Клеветенко и Б.Ю.Соболев (71) Специализированный проектный конструкторско-технологический институт по разработке и.внедрению автоматизированных систем для оборудования с программным управлением (53) 621.317 .39;531.7(088.8) (56) 1. Туричин А.М. Электрические измерения неэлектрических величин.

Л., "Энергия", 1966, с. 441.

2. Авторское свидетельство СССР

}1 572706, кл. G 01 P 3/42, 1976 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

КОЛЕБАНИЙ ЧАСТОТЫ-:ВРАЩЕНИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ, содержащее первичный преобразователь с подключенным к его выходу через. первый формирователь преобразователем частота-напряжение первый коммутатор, управляющим входом соединенный с выходом генератора импульсов, а выходами с первым и вторым детекторами, выходы которых подключены к входам второго коммутатора, управляющим;.входом соединенного с выходом генератора импульсов, первый преобразователь напря-: жение-частота и индикатор, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения величины. относительных колебаний частоты вращения, оно снабжено фильтром низких частот с подключенным к его выходу через блок вычитания выпрямителем; вторым преобразователем напряжение-частота, выход которого через делитель частоты с переменным коэффициентом деления соединен с первым входом реверсивного счетчика; вторым формирователем с подключенным к его выходу своим управляющим входом ключом и элементом

ПАМЯТЬ, причем выход преобразователя частота-напряжение соединен с входом фильтра низких частот и с вторым входом блока вычитания, выход выпрямителя подключен к входу первого ком. мутатора, выход генератора импульсов соединен с входом второго формирователя, выход второго коммутатора через последовательно соединенные ключ, элемент ПАМЯТЬ, первый преобразователь напряжение-частота подключен к второму входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом ин

1 дикатора и с управляющим входом делителя частоты, при этом выход фильтра низких частот подключен к входу второго преобразователя напряжениечастота.

1 10403

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения колебаний частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания с использованием электрических средств и может. быть использовано для измерения коле-, баний частоты вращения коленчатого вала двигателей.

Известно устройство для измерения 10 колебаний частоты вращения, содержащее датчик, усилитель и формирователь импульсов входного сигнала, Схему управления, формирующую измерительный интервал, клапан, один вход которого 1 . подключен к генератору. эталонной частоты, второй к выходу схемы управ ления, а выход - к выходу счетчика (1).

Наиболее близким к предлагаемому 20 по технической сущности является устройство, содержащее первичный преоб.разователь с подключенным к его выхо ду через первый формирователь преобразователем частота-напряжение, первый коммутатор с подключенным к его управляющему входу генератором импульсов, а к его выходам - первым и вторым детекторами, второй коммутатор, подключенный своими входами к выходам 30 обоих детекторов, а управляющим входом - к генератору импульсов, первый преобразователь напряжение-частота, индикатор f2) .

Недостатком устройства является большая динамическая погрешность измерения величины относительных ко- лебаний частоты вращения. Цель изобретения - повышение точности измерения величины относительных колебаний частоты вращения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее первичный преобразователь с подключенным к его выходу через первый формирователь преобразователем частотанапряжение первый коммутатор, управ- ляющим входом соединенный с выходом: генератора импульсов, а выходами с первым и вторым детекторами, выходы которых подключены. к входам второго коммутатора, управляющим входом соединенного с выходом генера- . тора импульсов, первый преобразователь напряжение-частота и индикатор, снабжено фильтром .низких частот с подключенным к его выходу через блок вычитания выпрямителем; вторым преобразователем напряжение-частота, 39 2 выход которого через делитель ча.стоты с переменным коэффициентом деления соединен с первым, входом реверсивного счетчика; вторым формирователем с подключенным к его выхо" ду своим управляющим входом ключом и элементом ПАМЯТЬ, причем выход преобразователя частота-напряжение соединен с входом фильтра низких частот и с вторым входом блока вычитания, выход выпрямителя подключен к входу первого коммутатора, выход генератора импульсов соединен с входом второго формирователя, выход второго коммутатора через последовательно соединенные ключ, элемент 1IAMRTb, первый преобразователь напряжение-.частота подключен к второму входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом индикатора и с управляющим входом делителя частоты при этом вь1ход фильтра низких частот подключен к входу второго преобразователя напряжение-частота.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2временная диаграмма сигналов.

Устройство для измерения колебаний частоты вращения коленчатого вала Двигателя внутреннего сгорания содержит первичный преобразователь

1 с подключенным через цепочку первый формирователь 2- преобразователь

3 частота-напряжение - фильтр .4 низких частот - блок 5 вычитания - выпрямитель 6 двухполупериодный - первый .коммутатор 7 - первый детектор

8 пиковый,- второй коммутатор 9ключ 10 - элемент ПАМЯТЬ 1 1 - первый преобразователь 12 напряжение-частота - реверсивный счетчик 13 индикатором 14; второй детектор 15 пиковый, подключенный своим входом к выходу первого коммутатора 7, а выхо дом - к другому входу второго коммутатора 9; генератор 16 импульсов, выход которого подключен к входу второго формирователя 17, второй йреобразователь 10 напряжение-частота, выход которого связан с делителем

l9 частоты с переменным коэффициентом деления. Преобразователь 3 подключен также к другому входу блока 5; выход фильтра 4 подключен также к входу второго преобразователя

18; генератор 16 подключен также к управляющим входам первого и второго коммутаторов 7 и 9; выход второго формирователя 17 подключен к

3 1:040 управляющему входу ключа 10; выход делителя 19 подключен к другому вхо-!ду реверсивного счетчика 13, выход которого подключен также к управляющему входу, делителя 19, Первичный преобразователь 1 выполнен в виде магнитоэлектрического преобразователя с усилителем переменного тока. При вращении зубчатого диска из ферромагнитного материала, укрепленного на валу контролируемого объекта, в обмотке первйчного преобразователя 1 наводится переменная

ЭДС, которая усиливается встроенным усилителем. Частота выходных им". 15 пульсов пропорциональна частоте вращения вала контролируемого объекта.

Первый формирователь 2 состоит из усилителя и триггера Шмитта и обеспечивает выдачу импульсов фик- 20 аированной амплитуды и длительности, Генератор 16 вырабатывает прямоуголь ные импульсы со скважностью равной 2.

Второй формирователь 17 вырабатывает короткие импульсы по переднему 25 и заднему фронтам входных импульсов.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала контролируемо" го объекта на выходе цепочки первич" ный преобразователь 1 — первый формирователь 2 формируются импульсы фиксированной амплитуды с частотой, пропорциональной частоте вращения вала. Эти импульсы поступают на пре-. з образователь 3 где преобразуются в напряжение, величина которого пропорциональна частоте импульсов. фильтр 4,производит усреднение входного напряжения. Таким образом, 40 на входе фильтра 4 будет напряжение, пропорциональное мгновенной частоте,.

:вращения,а на выходе - пропорциональное средней частоте вращение. Блок 5 выполняет вычитание напряжения, посту.пающего с фильтра 4, иэ напряжения,. поступающего с преобразователя 3, т.е. выделяет переменную составля- " щую напряжения, характеризующего ко- лебания частоты вращения относи50 тельно средней частоты вращения.

Напряжение с блока 5 поступает на вход выпрямителя 6, который преобразует его в пульсирующее напряженйе причем величина пульсаций пропорциональна амплитуде отклонений мгновенной частоты от средней. Первый и второй коммутаторы 7 и 9 работают .в противофазе, поэтому когда вход

339 ф коммутатора 7 подключен к первому детектору -8, то вход второго коммутатора 9 подключен к выходу второго детектора 1 и наоборот, Переключение обоих коммутаторов осуществляется по сигналам генератора 16.

Пульсирующее напряжение с выхода выпрямителя 6 поступает через первый коммутатор 7 на один иэ детекторов 8 или 15, где осуществляется выделение максимального значения напряжения, действующего в течение существования импульса с генератора 16. Другой детектор в это же время подключен через второй коммутатор 9 к ключу 10. Поэтому на входе ключа 10 постоянно будет на" пряжение, пропорциональное величине. максимального отклонения мгновенной скорости от средней эа полупериод импульсов генератора 16. С приходом управляющих импульсов с второго формирователя 17 это напряжение поступает в элемент ПАМЯТЬ 11, где запоминается на полпериода. Первый преобразователь 12 напряжениечастота с элемента ПАМЯТЬ 11 преоб" разует в последовательност.ь импульсов с частотой,, пропорциональной входному напряжению. Эти импульсы поступают на один вход реверсивного счетчика 13. Второй преобразователь

18 вырабатывает импульсы с частотой, пропорциональной входному напряжению, а значит- средней частоте вращения. Эта последоаательность импульсов делителем 19 преобразуется в другую последовательность с частотой, равной входной частоте, деленной на коэффициент, определяемый кодом, поступающим на управляющий вход с выхода реверсивного счетчика 13.

При изменении частот, поступаю" щих на реверсивный счетчик 13, про" исходит соответствующее изменение его входного кода до установления состояния равновесия, при котором входные частоты равны. При этом вы" ходной код, равный отношению частоты импУльсов с делителя 19 к частоте импульсов с первичного пре" образователя 1, т.е. отношению абсолютной величины максимального отклонения мгновенной частоты вращения к средней частоте. вращения поступает- на индикатор 14, 1040339

Риi f

ВНИИПИ Заказ 6937/45 Тираж 873 Подписное

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