Способ преобразования скоростей вращения двух валов для измерения соотношения скоростей и устройство для его осуществления
Изобретение относится к технике электрических измерений параметров вращения и может быть использовано для измерения соотношения скоростей (отношения, относительной разности) вращения валов и осей различных машин, например осей ведущих и свободно катящихся колес магистрального электровоза при регулировании силы тяги асинхронных тяговых двигателей. Целью изобретения является повышение точности измерения соотношения скоростей путем уменьшения длительности цикла преобразования . Способ преобразования скоростей вращения двух валов для изме рения соотношения скоростей заключается в том, что при циклически осуществляемом преобразовании по углам поворота первого и второго валов с одинаковой дискретностью формируют соответствующие унитарные последовательности пилообразных импульсных сигналов . В начале каждого цикла одновременно фиксируют угловое положение обоих валов, запоминая в этот момент уровни сформированных пилообразных сигналов, сравнивают заполненный уровень сигнала каждого из валов с уровнем следующего пилообразного сигнала того же вала на линейном участке пилообразного сигнала , фиксируют при равенстве этих сигналов от начала цикла интервал времени поворота каждого вала на единицу дискрета, завершают при этом цикл преобразования по концу большего по длительности интервала времени. Устройство , реализующее этот способ преобразования , содержит первый 1 и вт.орой 2 тахометры,выполненные в виде фотоэлектрических преобразователей с оптической редукцией, первый 3 и второй 4 блоки формирования периода,блок управления 5 и вычислительный блок. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 4 ил. с Ј (Л ОЭ СО 05 -4 4
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
А1
„,80„„1636774 (5f)5 С 01 Р 3/56
««« ":«
° - i«. ь ° gp
1.-«
ОПИСАНИЕ HSOEPETEHHR
Н АВТОРСНОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4644933/10 (22) 02.02.8g (46) 23.03.91.. Бюл. Р 11 (71) Сибирский завод комплектного электропривода "Сибстанкоэлектропривод" (72) А.Б.Немировский (53) 621.317.39:531.767(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1455322, 27..08.86. (54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СКОРОСТЕЙ
ВРАЩЕНИЯ ДВУХ ВАЛОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
СООТНОШЕНИЯ СКОРОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технике электрических измерений параметров вращения и может быть использовано для измерения соотношения скоростей (отношения, относительной разности) вращения валов и осей различных машин, например осей ведущих и свободно катящихся колес магистрального электровоза при регулировании силы тяги асинхронных тяговых двигателей. Целью изобретения является повышение точности измерения соотношения скоростей путем уменьшения длительности цикла преобразования. Способ преобразования скоростей вращения двух валов для измеИзобретение относится к технике электрических измерений параметров вращения и может быть использовано для измерения соотношения скоростей (отношения, относительной разности вращения валов и осей
2 рения соотношения скоростей заключается в том, что при циклически осуществляемом преобразовании по углам поворота первого и второго валов с одинаковой дискретностью формируют соответствующие унитарные последовательности пилообразных импульсных сигналов. В начале каждого цикла одновремейно фиксируют угловое положение обоих валов, запоминая в этот момент уровни сформированных пилообразных сигналов, сравнивают заполHpíHûé уровень сигнала каждого из валов с уровнем следующего пилообразного сигнала того же вала на линейном участке пилообразного сигнаЮ ла, фиксируют при равенстве этих сигналов от начала цикла интервал времени поворота каждого вала на единицу дискрета, завершают при этом цикл пре- С образования по концу большего по длительности интервала времени. Устройство, реализующее этот способ преоб- >а разования, содержит первый 1 и вто- ф рой ? тахометры,выполненные в виде фотоэлектрических преобразователей с юру оптической редукцией, первый 3 и второй 4 блоки формирования периода, блок. управления 5 и вычислительный р блок. 2 с, и 1 з.п.ф-лы, 4 ил. различных машин, например осей ведущих и свободнокатящихся колес магистрального электровоза при регулировании силы тяги асинхронных тяговых двигателей.
1636774
Целью изобретения является повышение точности измерения соотношения скоростей путем уменьшения длительности цикла преобразования.
На фиг, 1 даны эпюры, поясняющие
5 предлагаемый способ; на фиг. 2— структурная схема устройства для реализации способа, на фиг. 3 — структурная схема блока управления уст10, ройства для реализации способа, на фиг. 4 — эпюры, поясняющие работу устройства.по предлагаемому способу.
На фиг. 1 даны следующие обозначе-15 ния — C,5 — импульсные пилообразные сигналы, длительность которых обратно пропорциональна скоростям вращения первого и второго валов; о, 4 импульсные отметки периодов, соответ- 20 ствующих сформированным пилообразным сигналам, (1,е — заполненные. уровни напряжения, соответствующие периодам
Т< и T ; A(— импульсные отметки начала и конца цикла преобразования. 25
Согласно предлагаемому способу углы поворота обоих валов фиксируют унитарными кодами с равным весом кода.
Унитарные коды первого и второго валов преобразуют в последовательности импульсных пилообразных сигналов (фиг.1 п,h), длительности периодов повторения которых Т и Т определяются редукцией М (числом импульсов на оборот вала(и средними на интервалах измерения скоростями вращения п„(t) n (t) соответственно
n„(4)N
n<(t)N
На фиг. 1 показаны случаи нескольких циклов формирования сигналов при Т (. Тг (первый цикл преобразования) 45 и Т < ) Т (второй цикл) .
В начальный момент времени t одновременно фиксируют угловое положение обоих валов путем формирования двух синфазных импульсных отметок 50 (фиг. 1 g, (.), которые определяют, начало цикла преобразования (момент фиг.1 К ) и запоминают соответствующие уровни пилообразных сигналов U
После сбрасывания на нуль запомненного уровня (U<><) соответствующего большему периоду (Т ), вновь формируют две синфазные отметки начала следующего цикла (момент фиг.1 5, 2) с фиксированной задержкой (, относительно отметки окончания предыдущего цикла tопределяется длительностью наибольшего из двух сравниваемых периодов Т„„„Т (фиг,1 )К ) .
В следующем цикле преобразования, начинающемся в момент t4 гарц (фиг,1>k ), выполняется соотношение
Т, ) Т . При этом длительность вто(( рого цикла преобразования определяется максимальной длительностью ( периода Т,: t<<= Т, Тгп, Таким образом, предлагаемый способ преобразования скоростей вращения двух валов для измерения соотношения скоростей позволяет сократить длительность цикла преобразования до длительности большего формируемого периода и тем самым повысить точность измерения.
Устройство (фиг.2) содержит импульсные тахометры 1 и 2, сочлененные с двумя соответствующими валами, блоки 3 и 4 формирования периода ! (БФП. и блок 5 управления. Выход тахометра 1 соединен с первым (информационным) входом первого БФПЗ, под-. ключенного выходом к второму. входу; блока 5 управления.. Выход тахометра
2 соединен с первым (информационным)
16367 входом второго БФП 4, подключенноговыходом к первому входу блока 5 управления. Первый выход блока
5 управления соединен с вторыми входами (разрешения записи) БФП 3 и 4, а второй и третий вьгходы соединены с третьими входами (сброса на нуль) БФП 3 и 4 соответственно, Четвертый и пятый выходы блока управления являются выходами устройства и соединены с входами вычислительного устройства (не показано).
Импульсные тахометры 1 и 2 выполнены в виде преобразователей угол поворота — амплитуда с редукцией и предназначены для преобразования угла поворота соответствующего вала в напряжение
U = А (1 — hM(t)j + Uz, где U напряжение на выходе преобразователя;
А,. К вЂ” нормирующие коэффициенты, K(1:) — угол поворота вала в за- 25 висимости от t в пределах единицы унитарного кода, П вЂ” опорное напряжение, необходимое для обеспечения возможности запомина- 3р ния при минимальном значении пилообразного напряжения.
Величина Uo некритична к выбору амплитуды и выбирается больше ширины зоны нечувствительности срабатывания компаратора 9.
Преобразователи импульсных тахометров 1 и 2 идентичны. Каждый из них выполнен в виде фотоэлектрическо- 4р го преобразователя с оптической редукцией М, содержит непрозрачный диск с нанесением на периферии Yi щелей (прорезей), источник излучения и разрезной фотоприемник, образующие считывающую оптопару. В качестве разрезного фотоприемника может быть использована, например, микросхема типа К849ПП2 (двухэлементное дифференциальное устройство), выполненная 5п в виде усилительной микросхемы с входной фотодиодной площадкой, разрезанной по диагонали.
Расстояние между щелями на диске равно длине фотоприемника. Для сог- 55 ласования уровней сигналов на выходе фотоприемника может быть установлен усилитель. При равномерном вращении диска выходные сигналы фотоприем74 6 ника имеют форму пилообразных сигналов, следующих с соответствующим периодом повторения Т или Т .
Для формирования напряжения U 6b1x сигнал с выхода фотоприемника суммируется в преобразователе угла поворота с постоянным напряжением. При необходимости обеспечить U zb,„ в форме линейно-нарастающего пилообразного напряжения можно проинвертировать линейно спадающую пилу перед ее суммированием с постоянным напряжением, либо установить диаметрально противоположно другую считывающую оптопару с разрезным фотоприемником и подклю-чить его выход к первому (второму) входу блока 5 управления.
БФП 3 и 4 идентичны и предназначены для формирования импульсньгх отметок длительности соответствующих периодов Т и Т .
Первый БФП 3 содержит схему выборки и запоминания (СВЗ), выполненную на ключах 6 и 7 и запоминающем конденсаторе 8. Ключи 6 и 7 реализуются на биполярных и МОП вЂ транзистор. Первый вход 1 БФП 3 соединен с входом ключа
6, соединенного выходом с входом ключа 7 и конденсатором 8. Выход ключа
7 соединен параллельно конденсатору 8.
СВ3 предназначена для формирования выборочного значения из входного аналогового (пилообразного) напряжения путем кратковременного стробирования в момент появления сигнала на управляющем входе ключа 6 и запоминания напряжения на время периода стробирования. Ключ 6 СВ3 нормально разомкнут и служит для кратковременного подсоединения входного напряжения к запоминающему конденсатору 8 во время прихода стробирующего импульса на второй (управляющий) вход,т.е.является ключом разрешения записи.
Ключ 7 нормально разомкнут и предназначен для разряда конденсатора 8 в момент прихода кратковременного импульса на третий (управляющий) вход, осуществляя тем самым очистку памяти, т.е. является ключом сброса на нуль.
Компаратор 9 служит для формирования .соответствующего перепада напряжений в момент равенства сигналов на
его первом и втором входах, соединенных с входом ключа 6 и конденсатором
8 (входом и выходом СВЗ)., При U в,г, >
) U ) на выходе компаратора устанавливается "1", при Пв,< Пд компа1636774 ратор устанавливается в состояние
"0". Для повышения помехозащищенности компаратор может быть выполнен с гистерезисом.
Вход ключа 6, управляющие входы ключей 6 и 7 и выход компаратора 9 соединены с соответствующими первым, вторым и третьим входами и выходом
БФП 3.
БФП 4 идентичен по устройству
БФП 3. СВЗ БФП 4 выполнен на ключах
10 и 11 и запоминающем конденсаторе 12. Первый вход БФП 4 соединен с входом ключа 10, соединенного выходом с входом ключа 11 и конденсатором 12. Выход ключа 11 соединен параллельно конденсатору
12. Ключи разрешения записи 10 и сброса на нуль 11 нормально разомкнуты.
Компаратор 13 аналогичен по назначению и выполнению компаратору 9.
Его первый и второй входы соединены соответственно с входом ключа 10 — информационным первым входом БФП 4, и конденсатором 12.
Вход ключа 10, управляющие входы ключей 10 и 11 и выход компаратора 13 соединены с соответствующими первым-третьим входами и выходом БФП 4.
Блок 5 управления . предназначен для синхронизации и формирования импульсов разрешения записи, сброса на нуль в БФП 3 и 4, формирования длительностей временных интервалов Т и Т, определяемых соответствующими скоростями вращения, их сравнения и начального запуска всего устройства. Структурная схема блока 5 управления (фиг.3(содер) жит T-триггеры 14 и 27, D-триггеры 15 и 16, 28 и 29, схемы задержки 17, 24, 25 и 30, формирователи
18, 20, 21, 26 и 31 импульсов, двухвходовые схемы ИЛИ 19 и 32, двухвходовую схему И 22, трехвходовую схему ИЛИ 23.
Вход "Запуска" блока 5 управления соединен с выходом схемы И 22 и предназначен для однократного запуска устройства преобразователя от внешнего генератора импульса (не показан), который может быть реализован в виде ждущего одновибратора, запускаемого формирователем перепада напряжения от механического переключателя (кнопки). Формирователь может быть выполнен на основе
RS-триггера с коммутируемыми на общую шину К-. и S-входами (8).
Устройство работает следующим образом.
В установившемся режиме в характерньгх точках схемы устройства присутствуют сигналы (фиг.4), которые поясняют работу устройства: а, б— пилоообразные сигналы на выходе тахометров 1 и 2 ; в, г — импульсы на выходах ФИ 18 и ФИ 31, д. е — импульсы на прямых выходах Т-триггеров 14 и 27; ж, з — сигналы на выходе запоминающих конденсаторов 8 и
12, и, к. †. сигналы на выходе компараторов 9 и 13.
В исходном состоянии (момент
20 фиг. 4 а), соответствующем вращению со скоростями п и п двух валов,с которь1ми сочленены тахометры 1 и 2, на их вьгходах формируется пилообразное напряжение U рщ с IIPpHopBMH Т ) H Tg*
25 Ключи 6 и 7, 10 и 11 разомкнуты. Напряжения на запоминающих конденсаторах 8 и 13 СВЗ БФП 3 и 4 U u
U<„„соответственно. Предположим, что триггеры 14-16, 27-29 находятся в еди30 ничном состоянии. На выходе компараторов 9 и 13 — уровень "0".
Работу устройства рассмотрим в следующей последовательности: вначале рассмотрим преобразование двух скоростей вращения в соответствующие
5 временные интервалы импульсов длитель- . ностью Т и Т, затем — последующую обработку сформированных интервалов времени, осуществляемую внешним вычи40 слительным блоком, не относящимся к преобразователю.
При подаче в момент „ сигнала
lt
Запуск от внешнего генератора на
t1 выходе схемы ИЛИ 23 формируется им45 пульс, который с задержкой через схемы ИЛИ 19 и 32 запускает первые формирователи 18 и 31 импульсов (фиг.4 f, ). При этом Т-триггеры 14 и 2? по R-входам устанавливаются в исходное нулевое состояние (фиг.4 g,0).
Ключи 7 и 11 БФП 3 и 4 замыкаются на время ь Ы и с и тем самым сбрасып n вают на нуль запомненные на конденсаторах 8 и 12 уровни напряжений (фиг.4Ж,)). Так как напряжение на первых входах компараторов 19 и 13 становится больше, чем на втором входе (равно нулю), оба компаратора устанавливаются в состояние "1"
1636774
В этом случае получаем следующие соотношения между моментами прихода импульсных сигналов с инверсных h
5 прямых выходов T-триггеров 14 и 21 на С и Втриггеры 15 и 16, 28 и 29; с16 с16 С23 с 2-9 915 916 ) З28 1129
О1 01
1 28 = Т2 7 Ъ 728 = Т (фиг.4 u, k) . С задержкой времени 9 определяемой СЗ 25, н момент с <э запускается ФИ 26, устанавливая в исходное нулевое состояние no R-входам D-триггеры 15 и 16, 28 и 29. Одновременно на первом выходе блока 5 управления формируется сигнал разрешения запоминания (записи), который кратковременно и синфазно замыкает ключи б и 10 по вторым входам
БФП 3 и 4. Происходит еинфазное запоминание соответствующих уровней напряжения 01„;+,и Б2П, „на конденсаторах 8 и 12 (Лиг. 4,p). Тем самым осуществляется одновременная фиксация углового положения оббих валов.
Компараторы 9 и 13 срабатывают и синфазно устанавливаются в состояние "0" (фиг.4 1,1, g) . Сформированные на их выходах перепады "1" - "0" устанавливают Т-триггеры 14 и 27 в состояние "1" (фиг.4 g,e). Тем самым осуществляется синфазное нача- 25 ло формирования периодов Т 1 и Т
В моменты t, и С; резкого нарастания пилообразных напряжений сигналы на первом и втором входах компараторов 9 и 13 становятся кратко- 30 временно больше запомненных уровней, что приводит к формиронанию "1" на выходах компараторов. Поскольку на перепады напряжения "0" — "1" триггеры 14 и 31 не срабатывают, они остаются в прежнем состоянии "1". При .t <+ и ; пилообразные напряжения на соответствующих участках вновь становятся равными запомненным уровням. На выходе компараторов 9 40 и 13 формируются перепады "1" и "0tt по которым Т-триггеры 14 и 27 устанавливаются в состояние "0" (фиг.4 g,e). Тем самым осуществляется фиксирование поворота обоих ва- 45 лов на единицу унитарного кода. При этом на выходах триггеров 14 и 27 сформированы синфазные импульсы длительностью Т и Т,2, определяемой скоростями вращения п 1 и п . 50
Рассмотрим три возможных соотношения Т1 и Т, определяющих особенности работы блока 5 управления и формирования сигналов на его первом, втором и третьем выходах, Т1(Т (фиг 4 а,3), т е. импульс большей длительности формируется но втором канале блока 5 управления. — Т 1 Т
С15 1 Ю15 Z 1 где и — длительность нулевого уровО1 ня до момента возникновения единичного перепада.
Неравенстно означает, что сигнал записи информации в D-триггер 15 по
С-входу приходит, когда на D-входе—
"0". Согласно принципу работы D-триггера информация в него не запишется, на прямом выходе D-триггера 15 останется состояние "0".
Неравенство означает, что сигнал записи информации н В-триггер 28 по С-входу приходит, когда íà D-входе "1". Поэтому информация в него запишется при t = t; = Т (фиг 4 g )
На прямом выходе D-тригrера 28 сфорруется "1" при t = Та.
О1 1O
С16 2 Р16 — 11
1О где t — длительность единичного уровня до момента возникновения перепада от единицы к нулю.
Неравенство означает, что сигнал записи информации н D-триггер 16 по
С-входу приходит, когда на D-нМрдеtt tt
0 . Поэтому информация в него не запишется, на и ерв ом выходе D-триггера
1 6 ос танется состояние " 0 " . — Т = Т
"с29= Т1а п29 Та
Неравенство означает, что сигнал записи информации н D-триггер 29 по Свходу приходит, когда на D-входе—
tt4 tt
1 . Поэтому информация в него запишется при t = t2+<= Т,. На прямом выходе D-триггера 29 сформируется "1".
Из приведенных соотношений видно, что формирование перепада "0" — "1" на прямых выходах первого и второго
D-триггеров канала определяется следующим алгоритмом: перепад "0" -"1" формируется на прямом выходе первого D-триггера 28 при t = Т, так как период Т на вы1636774
40 ходе Т-триггера 27 этого канала больше Т ;, перепад "0" — "1" формируется на прямом выходе второго D-триггера 29
5 при t = Т«, так . как период Т на выходе Т-трйггера 27 этого канала больше Т, Перепад "0" — "1" на прямом выходе D-триггера 28 является импульсной отметкой углового положения вала, синфазной с импульсной отметкой максимального периода Т и образует импульсную отметку окончания цикла преобразования длительностью tU, = Т (фиг.4 к ).
На этом заканчивается формирование длительности t4 цикла преобразования, равной длительности максимального периода Т на выходе Т-триг- 20 гера 27 (фиг.4 ).
Сформированный на прямом выходе
D-триггера 29 сигнал "1" (при
, +, ) через схему 30 задержки, ИЛИ 19, ФИ 18 поступает на второй вы- 25 ход блока S управления и третий вход
БФП 3. Происходит кратковременное замыкание ключа 7 на ь и сброс на
«8 нуль при t„+ с, « запомненного на
;конденсаторе 8 уровня напряжения 30
Ul«l,„«(ôèã.4>K ). При этом напряжение
U „ становится больше Uь„ на выходе компаратора 9 и на его выходе формируется "1" (фиг.4 ««).
Сформированный на прямом выходе
Р-триггера 28 (при t = t«+z) сигнал
"1" через схему ИЛИ 23, С3 24, ИЛИ 19 и 32 поступает на входы ФИ
18 и ФИ 31 с задержкой относиг«. тельно t „ и затем — на вторые и третьи выходы блока 5 управления и связанные с ними третьи входы
БФП 3 и 4. Ключи 7 и 11 кратковременно замыкаются на время с«р и с « соответственно. Напряжение HR KQH - 45 денсаторе 8 сброшено на нуль при ;„4. +(ъ,. Поэтому B момент " + +
1+1
+ происходит сброс на нуль тольаФ ко уровня U ä „на конденсаторе 12 (фиг.4 ). При этом напряжение U « становится больше U +> на входе к омпаратора 1 3 и на er o выходе формируется "1" (фиг.4 к ) .
С выхода схемы ИЛИ 23 сформированный на прямом выходе D-триггера сигнал "1" через СЗ 25 и ФИ 26 поступает на R-входы триггеров 15 и
16, 28 и 29, устанавливая их в начальное состояние "0", и с первого выхода блока 5 управления — на вторые входы БФП 3 и 4. Ключи 6 и 10 кратковременно (на «, 6) синфазно замыкаются при t = t >«,- осущест4 вляя с задержкой 2 (относительно
t ) запоминание уровней У«р,+би U<««, 6 на конденсаторах 8 и 12 (фиг.4 Ж,g).
На этом заканчивается формирование периода преобразования, длительность которого Т„ определяется длительностью максимального периода Т и отличается от длительности цикла преобразования t > на время задержки Ф =v<< (фиг,1 A<«и«44к )): Тр =
n n
Т +«, = Тг +"г = tè, С момента t«gg начинается новый цикл преобразования, аналогичный описанному при внешнем запуске (t = t« ), который задержан относительно конца предыдущего цикла на
Л
«.25. (n. Mi:кросекунды) .
II. Т «) Т, -..е. импульс большей длительности формируется в первом канале блока 5 управления.
Так как оба канала блока 5 управления полностью симметричны, учитывая изложенный алгоритм формирования перепадов "0" — "1 на прямых выходах Р-триггеров каналов, получим: перепад "0" — "1" формируется на прямом выходе первого D-триггера
15 при t = Е +, + Т«, так как период
«+!
Т «на выходе T-триггера 14 данного канала больше Т перепад "0 — "1 формируется на прямом выходе второго Р-триггера 16 при t = t, +« + Т, так как период Т« на выходе Т-триггера 14 данного канала больше Т . Поскольку дальнейшее прохождение сформированного перепада "0" - "l" начиная с выхода схемы ИЛИ 23, одинаково и не зависит от того, на какой из входов схемы ИЛИ 23 поступил входной сигнал, длительность цикла преобразования t равна длительности большего периода Т«. Аналогично осуществляется переход к новому циклу преобразования, задержанному относительно конца предыдущего цикла на (, (микросекунды): Т р = Т « + е 3
h и
III. Т« = Т = Тр, -.. å. в обоих каналах блока 5 управления формируются импульсы одинаковой длительности.
Сформированные на выходах Т-триггеров 14 и 27 импульсы запускают зад13
1636774
35
Тп tb +", te °
При дальнейшей обработке информации, осуществляемой вне преобразователя, сформированные интервалы времени Т < и Т, определяемые скоростями вращения п 1 и п могут
Яэ 55 быть преобразованы в вычислительном блоке (не показан) в цифровые эквиваленты (двоичные коды) с помощью известных технических решений и ним фронтом второй и третий ФИ 20 и
21, имеющие длительности (микросекунды. ) . Так как Т = Т, на выходе схемы И 22 формируется единичныи сигнал длительностью ь, которыи поступает на один из входов схемы ИЛИ 23. С этого момента, по аналогии с рассмотренными двумя случаями Т1(Т и Т ) Т, происходит фор-10 мирование цикла длительностью г.ц = Т о и начала следующего цикла с задержh
KoH g (л микросекунды) относительно окончания предыдущего: Тд = Т + t л
На выходе схемы И 22 единичный им-15 пульс формируется и в том случае, когда сигналы на выходе ФИ 20 и 21 частично перекрываются во времени вследствие близости измеряемых скоростей вращения и соответствующих им периодов Т и Т<. Этим достигается повышение надежйости работы преобразователя в тех случаях, когда сигналы на D" "и С-входы D-триггеров блока 5 управления приходят практиче-25 ски одновременно.
Так как длительность импульсов ь, весьма мала, сказанное практически не отражается на точности преобразования при Т < Т . 30
При большем различии длительностей периодов Т1 и Т, превышающем
Работа устройства сводится к рассмотренным случаям Т Т или т,>Т .
При этом в любом случае длитель ность цикла преобразования оказывается равной длительности большего периода — соответственно Т или Т .
Поскольку начало следующего цикла задержано относительно конца itpeдыдущего на весьма малую величии ну ь > c, < (n микр ос екунды) практически можно считать длительность периода преобразования Т равной
Ц длительности цикла t< (фиг.4 y).
В дальнейшем циклы преобразования повторяются с периодом устройств. Для преобразования в вычислительном блоке интервалов времени в цифровой эквивалент (9, 10) каждый из сформированных импульсов
Т и Т с четвертого и пятого выходов блока 5 управления подают на один из двух входов схемы И, к второму входу которой подсоединен генератор импульсов эталонной часто,ты. Выход каждой схемы И соединен со счетчиком и запоминающим устройством (например, регистр памяти) цифрового вычислителя соотношения скоростей, На выходе вычислителя.формируется результат в виде соответствующего кода соотношения входных циф-. ровых эквивалентов интервалов времени Т< и Т .
Формула изобретения
1 ° Способ преобразования скоростей вращения двух валов для.измерения соотношения скоростей, заключающийся в том, что при циклически осуществляемом преобразовании по углам поворота первого и второго;, валов с одинаковой дискретностью формируют соответствующие унитарные импульсные последовательности, в начале каждого цикла одновременно фиксируют угловое положение обоих валов, фиксируют интервал времени поворота каждого вала на единицу дискрета унитарной импульсной последовательности, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности преобразования, осуществляют преобразование углов поворота, первого и второго валов в унитарную последовательность пилообразных импульсных сигналов, запоминают уровни сформированных пилообразных импульсных сигналов, сравнивают заполненный уровень сигнала каждого из валов с уровнем следующего пилообразного импульсного сигнала того же вала на линейном участке пилообразного сигнала, фиксируя при равенстве этих сигналов от начала цикла интервал времени поворота каждого вала на единицу дискрета соответствующей унитарной последовательности, а цикл преобразования при этом завершают по концу большего по длительности интервала времени поворота вала на единицу дискрета.
1636774
10
20
30
35 е
Юьг. 2
2„ Устройство преобразования скоростей вращения двух валов для измерения соотношения скорости, содержащее первый и второй тахометры, блок формирования периода, подключенный к выходу первого тахометра информационным входом, вычислительное устройство и связанный с ним блок управления, первый вход которого, в свою очередь, связан с выходом второго тахометра, первый и второй выходы блока управления соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами блока формирования периода, выход которого подсоединен к второму входу блока управления, о т л и ч а ю щ ее с я тем„ что, с целью повьннения точности преобразования, оно снабжено вторым блоком формирования периода, через который второй тахометр подсоединен к первому входу блока управления, тахометры выполнены в виде преобразователей угла поворота в амплитуду с редукцией, причем первый и второй управляющие входы второго блока формирования периода подсоединены соответственно кпервому и третьему выходам блока управления.
3. Устройство по п. 7„ о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управления выполнен в виде двух каналов, содержащих Т-триггер, первый и второй D-триггеры, двухвходовую схему
ИЛИ, схему задержки и первый формирователь импульсов, инверсный и прямой выходы Т-триггера соединены с .С- и D-входами первого и в-,орого
T(т, D-триггеров соо-,âå-. ñòâåííî,,D-вход первого D-триггера соединен с С-входом второго D-триггера, первый формирователь импульсов соединен своим входом с выходом двухвходовой схемы
ИЛИ и выходом — с R-входом Т-триггера, прямой выход второго D-триггера каждого канала через схему задержки соединен с первым входом двухвходовой схемы ИЛИ другого канала, инверсный выход Т--.ðèããåðà первого канала соединен с D-входом первого
D-триггера второго канала, инверсные выходы Т-триггеров каналов через второй и третий формирователи импульсов соединены с входами схемы И, выход которой соединен с одним входом трехвходовой схемы ИЛИ, другими двумя входами подключенной к прямым выходам первых D-триггеров каналов, выход трехвходовой схемы ИЛИ через схему задержки соединен с вторыми входами двухвходовьгх схем ИЛИ и через другую схему задержки и четвертый формирователь импульсов соединен с R-входами
D-триггеров каналов, выход четвертого формирователя импульсов и выходы первых формирователей импульсов каналов являются первым, вторым и третьим выходами блока управления соответственно, Т-входы первого и второго Т-триггеров каналов соединены с вторым и первым входами блока управления, а прямые выходы Т--.риггеров каналов соединены с четвертым и пятым выходами блока управления.
1636774
Составитель N.Òèõîíoâ
Редактор Л.Гратилло Техред С.Мигунова Корр ект ор T . .Мал ец
Заказ 813 Тираж 348 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
