Измерительный преобразователь угловой скорости

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить динамический диапазон при заданной точности. Источник 1 напряжения , ключ 11, конденсаторы 12 и 13, усилитель 8 и цифроаналоговый преобразователь 7 образуют конденсаторный частотомер, на вход которого поступают импульсы с выхода генератора 5. Код, преобразуемый цифроаналоговым преобразователем 7, обновляется каждый период записью информации из счетчика 4 в регистр 6 по переднему фронту импульса датчика 2 скорости, сброс счетчика 4 производится короткими импульсами с выхода схемы 3 задержки. Конденсатор 13 предназначен для осреднения импульсов высокой частоты с выхода генератора 5. 1 ил. (Л tN9 сд со 00 QD ибых

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (51)4 G 01 P 3 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AST0PGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ у

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3826029/24-10 (22) 31. 10. 84 (46) 30.08. 86. Бюл. У 32

{71) Смоленский филиал Московского ордена Ленина и ордена Октябрьской

Революции энергетического института (72) А.М. Ковалев, П.А. Прохоренков и В.В. Круглов (53) 621.317.39:531.767(088.8) (56) Авторское -свидетельство СССР

У 412553, кл. G 01 P 3/48, 1974.

Лейтман М.Б. Автоматическое измерение выходных параметров электродвигателей. М.: Энергоатомиздат, 1983, с. 39, рис. 18. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

УГЛОВОЙ СКОРОСТИ.

„„SU „„ I 254389 (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет расширить динамический диапазон при заданной точности. Источник 1 напряжения, ключ 11, конденсаторы 12 и 13, усилитель 8 и цифроаналоговый преобразователь 7 образуют конденсаторный частотомер, на вход. которого поступают импульсы с выхода генератора 5. Код, преобразуемый цифроаналоговым преобразователем 7, обновляется каждый период записью информации из счетчика 4 в регистр

6 по переднему фронту импульса датчика 2 скорости, сброс счетчика 4 производится короткими импульсами . 3 с выхода схемы 3 задержки. Конден- у у сатор 13 предназначен для осреднения %УФ импульсов высокой частоты с выхода генератора 5 1 ил.

1254389

1 хг К К

5 вх (2) где К,О,Кв твх 3„

1О экю э (3) 15 н =т,„, (4) 30

1.1 С, вых

К 7 вх (5) вх ос получим

1

Изобретение относится к .области измерения механических величин и может найти применение в системах автоматики и контроля для получения аналогового сигнала, пропорционального угловой скорости вращения вала.

Целью изобретения является расширение динамического диапазона при заданной точности.

Функциональная схема предлагаемого устройства представлена на чертеже.

Преобразователь состоит из источника 1 постоянного напряжения, импульсного датчика 2 скорости, схемы

3 задержки, счетчика 4 импульсов, управляемого генератора 5, регистра

6, цифроаналогового преобразователя

7, усилителя 8 постоянного тока, резистора 9, преобразователя 10 пе— риод-напряжение, перекидного ключа

11, первого конденсатора 12, второго конденсатора 13.

Рассмотрим работу преобразователя без резистора 9. Источник напряжения 1, ключ 11, первый конденсатор 12, усилитель 8, цифроаналоговый преобразователь 7 и конденсатор 13 образуют конденсаторный частотомер.

Конденсатор 13 и цифроаналоговый преобразователь играют роль сглаживающего фильтра. На вход конденсаторного частотомера поступают импульсы с выхода генератора 5. При наличии достаточно большого коэффициента усиления усилителя 8 средний входной ток 7вх примерно равен току обратной связи „ Здесь

I,„=Î. с, где C — емкость дозирующего конденсатора 12;

1„, — частота следования импульсов с выхода 5.

Ток,обратной цепи обратной связи, в свою очередь, равен „=и „,„ где под „ понимается эквивалентная проводимость цифроаналогового преобразователя 7.

Из равенства, и„,„и. с, „,/,„, (1) 1, определяется соотношением коэффициенты передачи блоков 10 и 5 соответственна период входного сигнала, эквивалентная .проводимость цифроаналогового преобразователя, пропорциональная преобразуемому им коду й, где К, — коэффициент передачи блока 7.

Код N обновляется каждый период записью информации из счетчика 4 в регистр 6 по переднему фронту импульса датчика скорости, сброс счетчика производится коротким импульсом с выхода схемы задержки. В отсутствие этих импульсов счетчик 4 работает в режиме счета импульсов генератора 5. Число N, фиксируемое в счетчике за период, определяется равенством

Преобразователь период-напряжение и управляемый генератор являются безынерционными блоками. Подстав35 ляя (2), (3), (4) в уравнение (1), получим

40 Из соотношения (5) видно, что вы-. ходное напряжение устройства не зависит от изменения коэффициентов передачи блоков К К„ (хотя нали-

5 чие нестабильности Кв, К имеет мес45 то). Эквивалентная проводимость, как это следует из (3) и (4), определяется соотношением 7

,„, =к„„„н = в К1о откуда следует, что она является постоянной. При нестабильности коэффициентов Кв К в

К

9 экю- K .g (1+ ) где о — суммарная относительная погрешность коэффициентов К а

254389

Формула изобретения

Измерительный преобразователь угловой скорости, состоящий из источника постоянного напряжения, импульсного датчика скорости, подключенного через элемент задержки к входу сброса счетчика, счетный вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выходы счетчика о через регистр подключены к управляющим входам цифроаналогового преобразователя, выход датчика соединен с входом записи регистра, потенциальный вход цифроаналогового преоб15 разователя подключен к выходу усилителя постоянного тока и к выходу измерителя, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с входом того же усилителя и одним выводом резистора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона при заданной точности, в него дополнительно введены преобразователь пе25 риод-напряжение, два конденсатора и ключ, а генератор импульсов выполнен управляемым, при этом его вход подключен к выходу импульсного датчика скорости через преобразователь период-напряжение, выход управляемого генератора импульсов подключен к управляющему входу ключа, выход которого через первый конденсатор подключен к входу усилителя постоянного тока, первый вход ключа

35 подключен к источнику постоянного напряжения, а второй — к входу усилителя постоянного тока, другой вывод резистора соединен с выходом

40 усилителя постоянного тока, параллельно резистору подключен второй конденсатор.

3 l

Изменение 1, эквивалентно изме.,Пусть погрешность 8 изменяется в пределах от -8 до +8, При этом

1 1ЪаХ 1 н а11

1 код Я меняется от

"К К (1+Ь

5 10(2 tnt о 1 до М След к у(8 )

fO 1гпах вательно, изменяется от

7 7 min

<о 9ymax= К,а„

Неизменная ее часть (g, „ ) для упрощения схемы устройства выполняется в виде постоянной проводимости

1/S, где R — сопротивление резистора 9. Таким образом,с), состоит из постоянной неизменной части и изменяющейся составляющей, зависящей от преобразуемого кода.

Данный факт и использован для существенного упрощения схемы устройства. Постоянная составляющая проводимости выполнена в нем в виде резистора 9, 1

Счетчик 4, регистр 6, цифроаналоговый преобразователь 7 выполняют— ся при этом с малым числом разрядов.

Это число оказывается равным

Ь = о (М „-М

Из описания работы схемы видно, что конденсатор 13 имеет малую величину и не ухудшает динамических свойств преобразователя, так как он . предназначен для осреднения импульсов.высокой частоты с выхода генератора 5.

Составитель Ю.Иручко

Техред И.Попович

Редактор M.Öèòêèíà

Корректор Т.Колб

Заказ 4714/48

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4