Цифровой измеритель угловой скорости

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность и расширить функциональные возможности устройства, которое содержит генератор 1 импульсов , счетчики 2 и 3, триггеры 4-7, элементы И 8-10, регистр 11, дешифраторы 12,21-23, коммутаторы 13 и 14, нуль-органы 15 и 16, схему 17 . сравнения, элемент 18 задержки, микропроцессор 19, блок 20 памяти, блок 24 регистров и мультиплексор 25. Введение новых элементов и образование новьш связей между элементами устройства позволяет установить опорную частоту в каждом канале в . . соответствии с числом пар полюсов тахогенератора, используемого в качестве датчика угловой скорости в этом канале. 3 ил. (Л ND 01 ЬО СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Ю (5D 4 G Qi P 3/489

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1

С (к а ф г

>! (21) 3872374/24-10 (22) 11.02.85 (46) 07.12.86. Бюл. 1Ф 45 (72) М.М. Бойко, В.И. Кустов и H.Ï. Курносенков (53) 53 1.767(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 974274, кл. G 01 P 3/54, 1982.

Авторское свидетельство СССР N - 1016741, кл. G 01 P 3/489, 1983. (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВОЙ

СКОРОСТИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить надежность и расширить функциональные возможности устройства, которое содержит генератор 1 импульсов, счетчики 2 и 3, триггеры 4-7, элементы И 8- 10, регистр 11, дешифраторы 12,21-23, коммутаторы 13 и

14, нуль-органы 15 и 16, схему 17 . сравнения, элемент 18 задержки, микропроцессор 19, блок 20 памяти, блок 24 регистров и мультиплексор

25. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет установить опорную частоту в каждом канале в соответствии с числом пар полюсов тахогенератора, используемого в ка.честве датчика угловой скорости в этом канале. 3 ил.

1275292

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования в составе измерительных приборов и систем в качестве преобразователя выходных сигналов тахогенераторов переменного тока в код.

Цель изобретения — повышение надежности и расширение функциональHbK возможностей устройства.

Па фиг. 1 и 2 привецены схемы предлагаемого устройства; на фиг. 3— временная диаграмма его работы.

Цифровой измеритель угловой скорости содержит генератор 1 импульсов, счетчики 2 и 3, триггеры 4-7, элементы И 8- 10, регистр 11, деиифратор 12, коммутаторы 13 Il 14, пульоргапы 15 и 16, схему 17 сравнения, элемент 18 задержки, микропроцессор

19, блок 20 памяти, дешифраторы 2123, блок 24 регистров, мультиплексор 25, при этом генератор импульсов 1 соединен с TBKòîãûì входом счетчика 2, прямой выход триггера 4 соединен с первым входом схемы И 8, вход нуль-органа 15 через .коммутатор

13 соединен с первыми входами устройства а выхоц с тактов!зм1 нхо дами триггеров 4 и 5, вход нуль-органа 16 через коммутатор 14 соединен с вторыми входами устройства, а выход соединен с информационным входом триггера 5, соединенного установочным входом с шиной сигнала нЛог.О, а прямым выходом — с информационным входом мультиплексора 25, управляющие входы коммутаторов 13 и 14 соединены с входами дешифратора 12 и подключены к выходам регистра 11, информационные входы которого соединены с шиной данных микропроцессоров, а вход записи информации соединен с входом элемента 18 задержки, установочным входом счетчика 3 и подключен к прямому выходу триггера 6, тактовый вход которого соединен с гыходом дешифратора 21, информационный вход соединен с шиной сигнала "Лог.1", установочный вход соединен с установоч Ibll f входом триггера 7 и подключен к выходу элемента 18 задержки, а инверсный выход соединен с первым входом схемы И 9, соединенной выходом с входом Готов" микропроцессора, а вторым входом соединенной с установочным входом тригrера 4 и подключенной к выходу триггера 7„информационный вход которого соединен с шиной сигнала

Лог.1, а тактовый вход соединен с информационным входом и инверсным выходом триггера 4, выходы счетчика 3 соединены с вторыми информационными входами мультиплексора 25, а тактовый вход соединен с выходом схемы

И 8, второй вход которой соединен с первым входом схемы И 10 и подключен к выходу схемы 17 сравнения, соединенной первыми входами с выходами дешифратора 12, а вторыми входами— с выходами счетчика 2, установочный вход которого соединен с выходом схемы И 10, соединенной вторым входом с выходом генератора 1 импульсов, к шине адресов микропроцессора 19 подключены адресные входы блока 20 памяти, информационные входы дешифраторов 21-23 и управляющие входы мультиплексора 25, к шине данных микропроцессора подключены информационные входы/выходы блока 20 памяти, информационные входы блока 24 регистров и выходь. мультиплексора 25, выход Ввод микропроцессора соединен с входом "Чтение" блока 20 памяти и стробирующими входами дешифраторов 22 и 23, выход "Вывод" микропроцессора 19 соединен с входом "Запись" блока 20 памяти и стробирующим входом дешифратора 21, вьгсод дешифратора 23 соединен со стробирующим входом мультиплексора, выходы дешифратора 22 соецинены с тактовыми входами блока 24 регистров, выходы которого являются выходами устройства.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии на тактовом входе триггера 6 устанавливается сигнал "Лог.О". На первый вход схемы

И 9 от триггера 6 поступает сигнал

"Лог.1", на второй вход схемы И 9 и установочный вход триггера 4 от триггера 7 поступает сигнал "Лог.1".

На выходе элемента И 9 устанавливается сигнал "Лог.1". От триггера 4 на первый вход схемы И 8 поступает сигнал Лог.О, на. тактовом входе счетчика 3, связанном с выходом схемы И 8, — сигнал Лог.О

С поступлением на тактовый вход триггера 6 от микропроцессора 19 через дешифратор 21 сигнала "Лог.1" на прямом выходе триггера 6 устанавливается сигнал "Лог.1", от инверс1275292

Y = К/Х, где Y — угловая скорость в принятых единицах измерения (двоично40 десятичный код), Х вЂ” период вращения вала, выраженный числом опорных импульсов (двоичный код, поступающий от счетчика 3), K — постоянный коэффициент, устанавливающий связь числа опорных с угловой скоростью (двоичный код, поступающий от ПЗУ).

Результаты вычислений записываются в блок 24 регистров.

Алгоритм вычисления угловой скорости: 1) ввод числа К в группу ячеек памяти М1, 2) ввод числа Х в группу ячеек памяти М2, 3) ввод числа

"0" в группу ячеек памяти МЗ, 4) вычитание содержимого М2 из содержимого М1, пересылка результата в М; ного выхода триггера 6 на первый вход схемы И 9 поступает сигнал

"Лог. О", от схемы И 9 на вход "Го— тов" микропроцессора !9 поступает сигнал "Лог.О", необходимый для синхронизации работы микропроцессора

19 с устройством.

В течение времени, определяемого элементом 18 задержки, на установочный вход счетчика 3 и вход записи ин-!О формации регистра 1! от триггера 6 поступает сигнал "Лог. 1", счетчик 3 устанавливается в исходное состояние, а в регистр 11 вводится код, поступающий от микропроцессора !9.. >5

При этом коммутаторы 13 и 14 соединяют нуль-орган 15 и 16 с выходами соответствующего тахогенератора, соединенного с первым и вторым входами устройства, а от дешифратора 12 на 20 первые входы схемы 17 сравнения поступает код, соответствующий числу пар полюсов тахогенератора.

Когда коды на входах схемы 17 сравнения равны, на ее выходе форми- 25 руется импульс "Лог. 1", длительность которого равна длительности импульса "Лог.0" генератора 1. C поступлением на второй вход элемента И 10 от генератора 1 импульса

"Лог.1" на установочный вход счетчика 2 от элемента И 10 поступает сигнал "Лог.1", сбрасывающий счетчик

2 в исходное состояние. Таким образом, на выходе схемы 17 сравнения ,формируются опорные импульсы, частота которых определяется кодом дешифратора 12.

На выходах нуль-органа 15 и 16 формируются импульсы "Лог. 1", дли-: тельность которых равна полупериоду выходного напряжения тахогенератора.

Временная задержка элемента 18 выбирается из условия окончания переходных процессов на выходах коммутаторов 13 и 14 при переключении. По истечении временной задержки от элемента 18 на установочные входы триг1 геров 6 и 7, поступят сигналы

"Лог. 1", триггер 6 установится в исходное состояние, а на выходе тригге ра 7 установится сигнал "Лог.О", разблокирующий триггер 4. Положитель ным фронтом импульса на тактовых входах триггеров 4 и 5 на выходе триггера 5 устанавливается сигнал, определяемый сдвигом по фазе сигна- лов на выходах тахогенератора, т.е. направлением вращения, а от триггера 4 на первый вход схемы И 8 поступает сигнал "Лог.1", разрешающий прохождение импульсов с выхода схемы

17 сравнения на тактовый вход счет Ъ чика 3. Положительным фронтом следующего импульса на выходе нуль-органа 15 триггер 4 устанавливается в исходное состояние.

На выходах счетчика 3 установлен код, соответствующий периоду выходного напряжения тахогенератора.

В ПЗУ блока 20 памяти хранится программа работы микропроцессора 19.

ОЗУ блока 20 памяти используется для временного хранения операндов, так как внутренняя оперативная память микропроцессора 19 (регистры общего назначения) ограничена.

Дешифраторы 21-23 при соответствующем коде в шине адресов и сигналах

"Ввод" и "Вывод", поступающих от микропроцессора, формируют стробы на выходах регистра 11, блока 24 регистров и мультиплексора 25. При этом происходит запись информации в регистр 11, блок 24 регистров и выдача информации в шину данных через мультиплексор 25 от триггера 5 и счетчика 3.

Микропроцессор 19, обрабатывая информацию, полученную от счетчика 3, вычисляет угловую скорость по формуле

1275292

5) переход к п.8 при отрицательном результате вычитания,по п.4, 6) прибавление числа "1" к содержимому

МЗ, десятичная коррекция результата, пересылка результата в ИЗ, 7) безусловный переход к п.4, 8) конец вычисления.

К входам устройства могут быть подключены одновременно тахогенераторы с различным числом пар полюсов. 10

Точность измерения периода вращения вала не зависит от числа пар полюсов тахогенератора, используемого в качестве датчика угловой скорости., так как опорная частота в каждом канале 15 устанавливается в соответствии с числом пар полюсов используемого в этом канале датчика.

Формула и з о б р е т е н и я

Цифровой измеритель угловой ско- 2п рости, содержащий генератор импуль" сов, два счетчика, четыре Д-триггера, три схемы И, регистр и один дешифратор, при этом выход генераторов импульсов соединен с тактовым входом 25 первого счетчика, прямой выход первого триггера соединен с первым входом первой схемы И, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функ- 3п циональных возможностей, в него введены два коммутатора, два нуль-ор-. гана, схема сравнения, элемент задержки, микропроцессор, блок памяти, второи, третий H четвертыи дешифра- 35 торы, блок регистров и мультиплексор, при этом вход первого нуль-органа через первый коммутатор соединен с первыми входами устройства, а вы" .,1 ход соединен с тактовыми входами 4О первого и второго Д-триггеров, вход второго нуль-органа через второй коммутатор соединен с вторыми входами устройства, а выход соединен с информационным входом второго Д-триг- 45 гера, соединенного установочным входом с шиной сигнала логического нуля, а прямым выходом — с первым информационным входом мультиплексора, управляющие входы коммутаторов объеди нены и соединены с выходами регистра, подключенными к соответствующим входам первого дешифратора, информационные входы регистра подключены к шине данных микропроцессора, а вход записи информации — к входу элемента задержки, установочному входу второго счетчика и к прямому выходу третьего Д-триггера, тактовый вход которого соединен с выходом второго дешифратора, информационный вход — с шиной сигнала логической единицы, установочный вход куля — с установочным входом четвертого Д-триггера и с выходом элемента задержки, инверсный выход третьего Д-триггера соединен с первым входом второй схемы И, выход которой подключен к входу "Готов" микропроцессора, второй вход второй; схемы И соединен с установочным 8?"одом первого триггера и с прямым выходом четвертого триггера, информационный вход которого соединен с шиной сигнала логической единицы, а тактовый вход соединен с информационным входом и инверсным выходом первого триггера, разрядные выходы второго счетчика соединены с вторыми информационными входами мультиплексора, а тактовый вход соединен с выходом первой схемы И, второй вход которой соединен с первым входом третьей схемы И и с выходом схемы сравнения, соединенной первыми входами с выходами первого дешифратора, а вторыми входами — с выходами первого счетчика, установочный вход которого соединен с выходом третьей схемы И, соединенной вторым входом с выходом генератора. импульсов, к шине адресов микропроцессора подключены адресные входы блока памяти, инфОрмационные вход >(второго, третьего и четвертого депн-:.фраторов и уп— равляющие входы мультиплексора, к шине данных микропроцессоров подключены информационные входы/выходы блока памяти, информационные вхоцы регистров и выходы мультиплексора, выход "Ввод" микропроцессора соединен с входом Чтение" блока памяти и стробирующим входами третьего и четвертого дешифраторов, выход "Вывод микропроцессора соединен с входом "Запись" блока памяти и стробирующим входом второго дешифратора, выход четвертого дешифратора соединен со стробирующим входом мультиплексора, выходы третьего дешифратора ñîåдинены с тактовыми входами блока регистров, выходы которого являются выходами измерителя, 1275292

1275292 г7епел псы а прс,:„ест

Составитель 1Î.Мручко

Техред В.Кадар

Корректор M.Øàðoøè

Редактор А. Козориз

Заказ 6553/33

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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