Цифроаналоговый тахометр

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и регулирования частоты вращения деталей машин. Целью изобретения является повышение быстродействия и точности. На низких частотах вращения импульсы с генератора 7 через первый ключ 8, поступая на второй счетный вход счетчика 4, приводят к его переполнению еще до прихода следующего импульса с датчика 1. В результате на выходе схемы И 9 появляется низкий потенциал напряжения, который поступает на второй вход первого ключа Зина первый вход управления третьего аналогового ключа 16. Это приводит к отключению выхода делителя 18 напряжения от аналогового выхода тахометра. С увеличением частоты вращения счетчик 4 не успевает переполниться, высокий потенциал на выходе схемы ИЛИ 10 разрешает прохождение импульсов через второй ключ 15 на выход регистра 5, в результате чего информация заносится в регистр с его выходов на ЦАП. Величины сопротивлений резисторов 19-21 делителя 18 выбраны такими, чтобы напряжение в точке соединения резисторов 19 и 20 было численно равно частоте вращения , выраженной в оборотах в секунду. 2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 Р 3/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4668500/10 (22) 31,01.89 (46) 15.04,91. Бюл. № 14 (72) Н.Н. Астраух, В.Г. Козловский, В.С. Печенкин и А.Н. Суханов (53) 621,317.39 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 555342, кл. G 01 P 3/42, 1977. (54) ЦИФРОАНАЛОГОВЫЙ TAXOMETP (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и регулирования частоты вращения деталей машин. Целью изобретения является повышение быстродействия и точности. На низких частотах вращения импульсы с генератора 7 через первый ключ 8, поступая на второй счетный вход счетчика 4, приводят к его переполнению еще до при„.,5U „, 1642401 А1 хода следующего импульса с датчика 1. В результате на выходе схемы И 9 появляется низкий потенциал напряжения, который поступает на второй вход первого ключа 8 и на первый вход управления третьего аналогового ключа 16. Это приводит к отключению выхода делителя 18 напряжения от аналогового выхода тахометра. С увеличением частоты вращения счетчик 4 не успевает переполниться, высокий потенциал на выходе схемы ИЛИ 10 разрешает прохождение импульсов через второй ключ 15 на выход регистра 5, в результате чего информация заносится в регистр с его выходов на

ЦАП. Величины сопротивлений резисторов

19 — 21 делителя 18 выбраны такими, чтобы ф напряжение в точке соединения резисторов

19 и 20 было численно равно частоте вращения, выраженной в оборотах в секунду. 2 ил.

1642401

25

35

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения и регулирования частоты вращения деталей машин.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности.

На фиг, 1 представлена структурная схема тахометра; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений на отдельных элементах тахометра.

Тахометр содержит датчик 1, первый и второй формирователи 2 и 3 импульсов, счетчик 4, регистр 5, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 6, генератор 7, первый ключ 8, схему И 9, схему ИЛИ 10, суммирующий усилитель 11, индикатор 12 вращения, содержащий третий формирователь 13 импульсов и световой индикатор 14, второй, третий и четвертый ключи 15 — 17, делитель

18 напряжения, содержащий три резистора

19 — 21, переключатель 22 режимов измерения, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 23, дешифратор 24, блок 25 индикации и источник 26 тока.

Выход датчика 1 частоты вращения соединен с вторым входом первого формирователя 2 импульсов, выход которого соединен с входом второго формирователя 3 импульсов, с первым входом второго ключа 15, с входом индикатора 12 вращения, являющегося входом третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с входом светового индикатора 14, выход второго формирователя 3 импульсов соединен с первым входом счетчика 4, выход второго ключа 15 соединен с вторым входом регистра 5, выход генератора 7 соединен с первым входом первого формирователя 2 импульсов и с первым входом первого ключа 8, выход которого соединен с первым входом регистра 5, входом схемы ИЛИ 10, входом схемы И 9, выход которой соединен с первыми входами третьего и четвертого ключей

16 и 17, третьим входом второго ключа 15 и вторым входом первого ключа 8, выход схемы ИЛИ 10 соединен с вторым входом второго ключа 15, выход регистра 5 соединен с цифровыми входами ЦАП 6, выход которого соединен с вторым входом суммирующего усилителя 11, первый вход которого соединен с выходом источника,26 тока, а выход— .с аналоговым входом ЦАП 6 и с первым выводом первого резистора 19, являющегося входом делителя 18 напряжения, состоящего из последовательно включенных трех резисторов 19 — 21, причем второй вывод третьего резистора 21, параллельно которому включен переключатель 22 режимов измерения, соединен с общим проводом схемы, а точка соединения первого 19 и второго 20 резисторов, являющаяся выходом делителя 18 напряжения, соединена с вторым входом третьего ключа 16, выход которого, являющийся аналоговым выходом тахометра, соединен с вторым входом четвертого ключа 17, выход которого соединен с общей точкой схемы и с входом АЦП

23, выход которого соединен с последовательно включенными дешифратором 24 и блоком 25 индикации, Тахометр работает следующим образом.

При отсутствии вращения (или при неисправности датчика 1) после подачи питания на схему световой индикатор 14 — светодиод, не светится. С момента начала вращения с датчика 1 частоты вращения один раз за оборот на схему первого синхронного формирователя 2 поступает один импульс, который инициализирует формирование также одного импульса, но следующего синхронно с импульсами генератора 7. По заднему фронту этого импульса второй формирователь 3 формирует короткий импульс, обнуляющий счетчик 4, а третий формирователь 13 индикатора 12 вращения формирует импульс (фиг. 2ж), поступающий на световой индикатор 14 и вызывающий его свечение, Таким образом, световой индикатор 14 индикатора 12 вращения высвечивается один раз за оборот, осуществляет визуализацию вращения.

На низких частотах, когда период вращения, т, е. период между двумя соседними импульсами с датчика, может быть как угодно большим, импульсы с генератора 7 через первый ключ 8, поступая на второй счетный вход счетчика 4, приводят к его переполнению еще до прихода следующего импульса с датчика 1. В результате на выходе схемы

И 9{фиг. 2д) — схемы регистрации переполнения счетчика 4, появляется низкий потенциал напряжения, который поступает на второй вход первого ключа 8, запрещая прохождение импульсов с генератора 7 на счетчик 4, третий вход второго ключа 15, запрещая прохождение импульсов записи на вход регистра 5, на первый вход управления третьего аналогового ключа 16, что приводит к отключению выхода делителя 18 напряжения от аналогового выхода тахометра, на первый вход четвертого аналогового ключа 17, который замыкается и соединяет вход АЦП 23 и аналоговый выход тахометра с общим проводом схемы, В результате ошибочные значения, вызванные переполнением счетчика 4, на аналоговый выход и блок 25 индикации не попадают.

С приходом заднего фронта каждого последующего импульса с датчика 1 {фиг. 2б) 1642401

10

50 первый синхронный формирователь 2 импульсов (фиг. 2в) синхронно с частотой генератора 7 (фиг. 2а) формирует импульс, предназначенный для занесения информации в регистр 5, По заднему фронту этого импульса второй формирователь 3 импульсов формирует импульс сброса счетчика 4 (фиг. 2г).

С увеличением частоты вращения, когда последующий импульс с датчика 1 приходит до начала момента переполнения счетчика

4, высокий потенциал напряжения на выходе схемы ИЛИ 10 разрешает прохождение импульсов через второй ключ 15 (фиг. 2е) на вход регистра 5, в результате чего информация со счетчика заносится в регистр 5, а с его выходов поступает на цифровые входы

ЦАП 6, Так как ЦАП 6 включен в цепь отрицательной обратной связи усилителя 11, то на выходе последнего появляется напряжение, величина которого пропорциональна току источника 26 тока и обратно пропорциональна коду на цифровых входах ЦАП 6, т, е, пропорциональна частоте вращения. Величины сопротивления резисторов 19 — 21 делителя 18 напряжения выбирают такими, чтобы напряжение в точке соединения резисторов 19 и 20 было численно равно частоте вращения, выраженной в оборотах в минуту (или в оборотах в секунду при замыкании переключателя 22 режимов измерения). Это напряжение через открытый третий анало. говый ключ 16 поступает на аналоговый выход тахометра и через АЦП 23 и дешифратор

24 на блок 25 индикации.

Формула изобретения

Цифроаналоговый тахометр, содержащий датчик, двэ формирователя импульсов, счетчик, регистр, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), генератор, первый ключ, схему И, схему,ИЛИ, причем выход первого формирователя импульсов соединен с входом второго формирователя импульсов, выход которого соединен с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом первого ключа, а выходы соедине15

45 ны с входами схемы И и с информационными входами регистра, выход которого соединен с первым входом ЦАП, выход генератора соединен с первым входом первого ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены индикатор вращения, содержащий последовательно включенные третий формирователь импульсов и световой индикатор, три ключа, суммирующий усилитель, делитель напряжения, содержащий три резистора, переключатель режимов измерений, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), дешифратор, блок индикации и источник тока, причем первый вход первого формирователя импульсов, выполненного в виде синхронного формирователя, соединен с выходом генератора, второй вход — с выходом датчика, а выход — с первым входом второго ключа и входом третьего формирователя импульсов, являющегося входом индикатора вращения, выход счетчика соединен с входом схемы ИЛИ, выход которой соединен с вторым входом второго ключа, выход схемы И соединен с третьим входом второго ключа, вторым входом пер= вого ключа и первым входом третьего и четвертого ключей, второй вход регистра соединен с выходом второго ключа, выход источника тока соединен с первым входом суммирующего усилителя, в цепь отрицательной обратной связи которого включен

ЦАП, а к выходу подключен первый вывод первого резистора, являющийся входом делителя напряжения, состоящего из последовательно включенных резисторов, причем второй вывод третьего резистора, параллельно которому включен переключатель режимов измерения, соединен с общим проводом схемы, а общая точка первого и второго резисторов, являющаяся выходом делителя напряжения, соединена с вторым входом третьего ключа, выход которого, являющийся аналоговым выходом тахометра, соединен с последовательно включенными

АЦП, дешифратором и блоком индикации и с входом четвертого ключа, выход которого соединен с общей точкой схемы.

1642401 г

Составитель А.Детков

Техред М,Моргентал

Корректор Т.Малец

Редактор А.Огар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101

Заказ 1145 Тираж 356 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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