Фазоизбирательное устройство

 

Изобретение относится к области приборостроения. Цель изобретения - упрощение процесса фазоизбирания. Устройство содержит датчик 1 частоты вращения, умножитель 3 частоты, формирователь 2 импульсов, датчик 4 опорного сигнала, блок 5 формирования стробирующих импульсов и блок 6 управления и программирования. Введение делителя 7 частоты, счетчика 8 угловых меток, элемента 9 цамяти и формирователя 10 управлякщих сигналов позволяет автоматически, без изменения программы фазоизбирания, формировать строб-импульс с заданными, параметрами независимо от разрешающей способности датчика частоты вращения. Это упрощает процесс фазоизбирания при испытаниях и диагностике двигателей с различными датчиками вращения , а также повышает надежность этого процесса. 2 ил. (Л ю ел сд ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (511 4 G 01 R 25/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3822411/24-21 (22) 05. 12. 84 (46) 15.09.86. Бюл. У 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов и Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) P.À.Ивашев, P.Â.Маркелов и Г.Ф.Морозов (53) 621. 317. 7 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 540363, кл. Н 03 К 5/01, 19?6.

Авторское свидетельство СССР

1(828109, кл. С 01 R 25/00, 1979. (54) ФАЗОИЗБИРАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к области приборостроения. Цель изобретения— упрощение процесса фазоизбирания.

Устройство содержит датчик 1 частоты вращения, умножитель 3 частоты, формирователь 2 импульсов, датчик 4 опорного сигнала, блок 5 формирования стробирующих импульсов и блок 6 управления и программирования. Введение делителя 7 частоты, счетчика

8 угловых меток, элемента 9 памяти и формирователя 10 управляющих сигналов позволяет автоматически, без изменения программы фазоизбирания, формировать строб-импульс с заданными, параметрами независимо от разрешающей способности датчика частоты вращения.

Это упрощает процесс фазоизбирання при испытаниях и диагностике двигателей с различными датчиками вращения, а также повышает надежность этого процесса. 2 ил.

1257556

Изобретение относится к приборостроению, в частности к электронным приборам средств испытания и технической диагностики машин с двигателя- ми внутреннего сгорания.

Цель изобретения — упрощение процесса фазоизбирания.

На фиг. 1 приведена структурная схема фазоизбирательного устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Устройство содержит датчик 1 частоты вращения, выход которого через формирователь 2 импульсов подсоединен к входу умножителя 3 частоты, датчик

4 опорного сигнала, блок 5 формирования стробирующих импульсов, первый, второй кодовые входы, а также первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами и с вторым входом блока 6 управления и программирования.

В устройство введены также делитель 7 частоты, счетчик 8 угловых меток, элемент 9 памяти и формирова-, тель 10 управляющих сигналов. Счетный вход делителя 7 соединен с выходом умножителя 3, выход — со счетным входом блока 5, кодовый вход подсоединен через элемент 9 к кодовому выходу счетчика 8, а управляющий вход — к третьему выходу блока 6.

Второй вход блока 6 соединен с вторым управляющим входом блока 5, с управляющим входом элемента 9 и с первым выходом формирователя 10, второй выход которого соединен с управляющим входом счетчика 8, первый вход — с выходом датчика 4, а второй вход — с выходом формирующего каскада 2 и со счетным входом счетчика 8.

Блок 5 .(фиг. 1) содержит пороговые элементы 11 и 12 и триггер 13, причем выходы пороговых элементов

11 и 12 соединены соответственно с первым и вторым входами триггера 13, выход которого соединен с управляющим входом порогового элемента 12. Счетные входы пороговых элементов 11 и

12 соединены и образуют счетный вход блока 5, кодовые их входы — соответственно первый и второй входы блока

5, а третий вход триггера 13 управляющий вход порогового элемента 11 и выход триггера 13 образуют соответственно первый, второй управляющие входы и выход 14 блока 5.

5

1

В качестве датчика 1 частоты вращения может быть использован индукционный датчик, устанавливаемый против зубцов маховика двигателя, или любой другой датчик, частота импульсов на выходе которого пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя. формирователь 2 импульсов может быть выполнен в виде триггера Ймитта и реализован, например, на микросхеме типа К155ТЛ1.

В качестве умножителя.3 частоты можно использовать любой умножитель, выходная частота которого позволяет задавать параметры строб-импульса с заданной разрешающей способностью по углу поворота коленчатого вала двигателя (например,.может быть использован умножитель число-импульсного типа).

В качестве датчика 4 опорного сигнала может быть использован любой датчик, который вырабатывает один сигнал за один цикл работы двигателя и положение которого соответствует определенной фазе цикла работы двигателя. Это может быть датчик верхней мертвой точки (ВМТ) одного из цилиндров двигателя, датчик давления сгорания топлива в один из цилиндров двигателя.

Блок 5 устанавливается в исходное состояние при поступлении на его первый управляющий вход импульса- с третьего выхода блока 6 и формирует на выходе 14 единичный сигнал при поступлении на его счетный вход N; импульсов, код числа которых поступает на первый кодовый вход блока 5.

При поступлении на счетный вход блока 5 следующих аИ, импульсов, код числа которых поступает на второй кодовый вход блока 5, íà его выходе вновь устанавливается нулевой уровень сигнала. Блок 5 может быть выполнен на пороговых элементах числоимпульсного типа.

Блок 6 может быть построен на базе одного или нескольких постоянных запоминающих устройств ПЗУ кодов N фаэ фронтов q, строб-импульсов, ПЗУ кодов а Х, их длительностей счетчиков адресов выборки кодов указанных ПЗУ и счетчика числа циклов формирования строб-импульсов. При поступлении импульса на второй вход,.

1257556 блока 6 на его первом и втором выходах формируются коды чисел И и

Ь И, параметров первого строб-импульса. При поступлении импульса на второй вход блока 6 последний формирует коды параметров следующего строб-импульса. Реализация ПЗУ может быть осуществлена, например, на микросхемах типа КР556РТ1, счетчиков на микросхемах типа ИЕ, например се- 10 рий К155 или К555.

Делитель 7 частоты може г быть вы-полнен на базе суммирующего счетчика со схемой сравнения кодов либо на базе вычитающего счетчика с целью <5 записи кода. Указанные элементы могут быть реализованы на микросхемах, например, серий К155 или К555.

Счетчик 8 угловых меток, элемент

9 памяти могут быть реализованы на 20 микросхемах соответствующего типа, например серий К155 или К555.

Формирователь 10 управляющих сигналов при поступлении импульса на его первый вход в паузе между импульсами, 25 поступающими на его второй вход, вырабатывает два коротких импульса, сдвинутых IIo времени друг относительно друга. Первый из них поступает на первый выход формирователя 10, вто- щб рой — на второй выход. Формирователь

10 может быть выполнен на базе последовательно соединенных одновибрато ров с фиксированными длительностями импульсов. Одновибраторы могут,:быть реализованы, например, на микросхемах типа К155АГ1.

Пороговый элемент 11 выполнен в виде суммирующего счетчика, кодовый выход которого соединен с кодовым 40 входом схемы сравнения, на другой выход которой поступает код числа Ny, Указанные элементы могут быть выполнены соответственно на микросхемах типа К155ИЕ5 и К555СП1.

Пороговый элемент 12 выполнен на базе вычитающего счетчика. При нулевом значении управляющего сигнала счетчик "удерживается" в исходном нулевом состоянии, а цепь записи кода числа aN блокируется.

Счетчик может быть реализован на микросхемах, например, типа К155ИЕ7.

Принцип действия устройства основан на автоматическом преобразовании числа угловых меток, вырабатываемых датчиком частоты вращения за цикл работы двигателя, в постоянное эа этот цикл и независимое от разрешающей способности датчика число импульсов и на формировании путем подсчета этих импульсов серии строб-импульсов с заданными программой фазами фронтов и срезов.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии устройства, т.е. до его запуска, блок 6 управления и программирования формирует на своем третьем выходе сигнал U который устанавливает делитель 7 в исходное нулевое состояние и блоки-рует его выход, а также устанавливает на выходе 14 блока 5 нулевой уровень сигнала U„ .

При включении двигателя на выходе датчика 1 частоты вращения появляются импульсы угловых меток, число

N которых за цикл работы двигателя определяется разрежающей способностью датчика, например числом зубцов на маховике двигателя, против которого устанавливается датчик 1. Импульсы датчика 1 через формирователь

2 импульсов П поступают на вход умножителя 3 частоты с коэффициентом умножения K . В результате умножитель 3 sa цикл работы двигателя формирует N = K N импульсов. Импульсы с выхода умножителя 3 поступают на счетный вход делителя 7, заблокированного сигналом с выхода бло- . ка 6.

Импульсы U (фиг. 2) угловых меток с выхода формирователя 2 одновременно поступают на счетный вход счетчика 8 угловых меток и на второй вход формирователя 10 управляющих сигналов.

На первый вход формирователя 10 поступают импульсы U4 (фиг ° 2) с вы хода датчика 4 опорного сигнала, формирующего за цикл работы двигателя один импульс, момент появления которого способствует определенной, например нулевой, фазе цикла и прини-. мается эа начало отсчета фаз стробимпульсов устройства. В момент появления импульса на выходе датчика 4 формирователь 10 срабатывает и формирует в паузе между импульсами угловых меток последовательно два коротких импульса U

М

< <Р 7

5 на установочный вход блока 5 и на управляющий вход элемента 9 памяти.

При этом блок 6 не изменяет своего состояния, пороговые элементы 11 и

12 блока 5 устанавливаются в исходное нулевое состояние,а в элемент 9 записывается код U (фиг. 2) числа угловых меток, зафиксированных в счетчике 8 к моменту появления импульса датчика 4. Импульс U (фиг. 2),появляющийся на втором выходе формирователя 10, сбрасывает счетчик 8 в исходное нулевое состояние (U =0). Описанный процесс повторяется с появлением очередного импульса U4 на выходе датчика 4 и, следовательно, в счетчике 8 и соответственно на выходе элемента 9 фиксируется код числа Я, равного числу импульсов, формируемых датчиком 1 за цикл работы двигателя. Код числа М поступает на управляющий вход делителя 7 и устанавливает коэффициент деления, равный этому числу.

По команде "Запуск" U, подаваемой оператором, или по сигналу, поступающему от диагностической измерительной подсистемы на соответствующий вход блока 6, последний срабатывает и на его первом и втором выходах появляются соответственно коды U 6(< и U 6<7 чисел N „и ь N,, определяющих фазу, фронта и длительность aq, первого строб-импульса, при этом где ц<, — изменение фазы за цикл работы двигателя.

При появлении очередного импульса П на выходе датчика 4 и, следовательно, на первом выходе U формирователя 1Î блок 6 формирует на третьем выходе сигнал U разблокирующий делитель 7, коэффициент деления которого к этому моменту установлен автоматически равным Н.

В результате на выходе делителя 7 при поступлении íà его счетный вход

kN импульсов образуется последовательность импульсов, число которых за цикл работы двигателя постоянно, не зависит от разрешающей способности датчика 1 и равно коэффициенту k умножения умножителя 3. Импульсы П с выхода делителя 7 поступают на

i0

50 в счетный вход блока 5. При поступлении

N, первых импульсов блок 5 срабатывает и на его выходе 14 формируется единичный уровень сигнала U . По фронту этого импульса блок 6 срабатывает повторно и на его первом и втором выходах формируются соответственно коды N7 и b N параметров фазы фронта и длительности второго стробимпульса. При поступлении следующих

6И< импульсов на счетный вход блока

5 происходит его обратное срабатывание и на выходе 14 устанавливается нулевой уровень сигнала U . В результате на выходе 14 устройства образуется первый строб-импульс, фаза фронта которого равна повороту коленчатого вала на угол <, а длительность — углу поворота 4<<<< . Формирование второго и последующих стробимпульсов осуществляется описанным образом.

Описанный процесс формирования серии строб-импульсов осуществляется в течение числа циклов работы двигателя, заданного оператором в блоке 6.

Блок 5 формирования стробирующих импульсов работает следующим образом.

В исходном состоянии устройства на первый управляющий вход блока 5 и, соответственно, на третий вход триггера 13 поступает cHFH Uá/3 . По которому последний устанавливается в исходное нулевое состояние. Образующийся на выходе триггера 13 нулевой уровень U„> блокирует пороговый элемент 12 и поступает на. выход

14 устройства. Импульс О<7<<, поступающий на второй управляющий вход блока 5, устанавливает всякий раэ счетные элементы порогового элемента в исходное нулевое состояние.

При запуске устройства триггер 13 разблокируется, а на кодовые входы пороговых элементов 11 и 12 посту-. пают соответственно коды U<; < и

U<;< чисел N< и 4N . Соответственно в пороговом элементе 11 устанавливается порог срабатывания, равный числу N,. После появления импульса U4 на выходе датчика 4 на счетные входы пороговых элементов 11 .и 12 начинают поступать импульсы U с выхода делителя 7. При поступлении

N< импульсов пороговый элемент 11 срабатывает и формирует импульс U<.

По этому импульсу на выходе триггера

13 образуется единичный уровень сигнала U,, разблокирующий пороговый элемент 12 и устанавливающий в нем порог срабатывания, равный числу

6N . Одновременно по перепаду сигнала на выходе триггера 13 срабатывает блок 6, и на кодовых входах поро:говых элементов 11 и 12 устанавливаl0TcH коды U6), -H Бб(2 HceJI N и

aN . При поступлении следующих 6N импульсов пороговый элемент 12 срабатывает и формирует импульс U+. По этому импульсу на выходе триггера 13 образуется нулевой уровень сигнала, блокирующий вновь пороговый элемент

12. В результате на выходе триггера <5

13 и, соответственно, на выхбде 14 блока 5 образуется строб-импульс, фаза фронта и длительность которого определяются кодами чисел на кодовых входах пороговых элементов 11 и 2о

12. Формирование последующих стробимпульсов осуществляется описанным образом.

Введение новых элементов — делителя частоты, счетчика угловых меток, элемента памяти и формирователя управляющих сигналов — позволяет автоматически, без вмешательства оператора и без изменения программы 30 фазоизбирания, формировать стробимпульс с заданными параметрами независимо от разрешающей способности датчика частоты вращения. Это упрощает процесс фазоизбирания при испытаниях и диагностике двигателей с различными датчиками враще— ния, а также повышает надеж— ность этого процесса, так как позволяет исключить ошибки one-4О ратора.

1257556 8

Формула изобретения

Фазоизоирательное устройство, содержащее датчик частоты вращения, выход которого через формирователь импульсов подсоединен к входу умножителя частоты, датчик опорного сигнала, блок формирозания стробирукнцих импульсов, первый, второй кодовые входы, а также первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами и с вторым входом блока управления и программирования, у которого пусковой вход является входом запуска устроиства, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью упрощения, в устройство дополнительно введены делитель частоты, счетчик угловых меток, элемент памяти и формирователь управляющих сигналов, причем счетный вход делителя частоты соединен с выходом умножителя частоты, выход — со счетным входом блока формирования стробируницих импульсов, кодовый вход подсоединен через элемент памяти к кодовому выходу счетчика угловых. меток, а управляющий входк третьему выходу блока управления и программирования, первый вход которого соединен с выходом блока формирования стробирующих импульсов, а второй вход — с управляющим входом элемента памяти и с первым выходом формирователя управлякицих сигналов, второй выход которого соединен с управляющим входом счетчика угловых .меток, первый вход — с выходом датчика опорного сигнала, а второй входс выходом формирователя импульсов и со счетным входом счетчика угловых меток.

1257556

U Рик 2

Составитель Ю.Макаревич

Редактор М.Петрова Техред N.Õîäàíè÷

Корректор Л.Патай

Заказ 4913/43 Тираж 728

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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