Измеритель частоты вращения вала

 

Использование: системы управления электроприводами. Сущность изобретения: измеритель содержит генератор 1 импульсов , счетчики 2 и 9, формирователь 3 гармонических сигналов, вращающийся трансформатор 4, блок 5 нуль-органов, формирователь 6 импульсов, блок 7 управления, вычислительный блок 8, блок 10 памяти, блок инверторов 11, сумматор 12. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s G 01 P 3/489

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ж

С! !

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1673983 (21) 4815852/10 (22) 19.04.90 (46) 30.06.92, Бюл. М 24 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) А.В,Богдашев, И.З,Кан, М.С,Каплун, В.В.Климовицкая и П.Н.Ковалев (53) 531.771(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N -1673983, 1989. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

ВАЛА (57) Использование: системы управления злектроприводами. Сущность изобретения: измеритель содержит генератор 1 импульсов, счетчики 2 и 9, формирователь 3 гармонических сигналов, вращающийся трансформатор 4, блок 5 нуль-органов, формирователь 6 импульсоа, блок 7 управления, вычислительный блок 8; блок 10 памяти, блок инверторов 11, сумматор 12. 2 ил. 4

Ф

0 (Л

СлЭ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления злектропроводами.

Измеритель частоты вращения вала состоит из последовательно включенных генератора, первого счетчика, формирователя гармонических сигналов, вращающегося трансформатора, блока нуль-органов, формирователя импульсов, блока управления, вычислительного блока, выход которого является выходом измерителя параметров перемещения, при этом первый и второй входы вычислительного блока соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, второй вход которого подключен к выходу генератора. третий вход вычислительного блока соединен с выходом формирователя импульсов, а четвертый вход подключен к выходу первого счетчика, второй выход которого соединен с вторым входом формирователя импульсов.

Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью измерения углового ускорения вращающегося вала.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей.

На фиг.1 приведена функциональная схема измерителя частоты вращения; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Измеритель содержит генератор 1 импульсов (Г), первый счетчик 2 (Сч), формирователь 3 гармонических сигналов (ФГС), вращающийся трансформатор 4 (ВТ), блок 5 нуль-органов (БКО), формирователь 6 импульсов (ФИ), блок 7 управления (БУ), вычислительный блок 8 (ВБ), второй счетчик 9 (Сч), блок 10 памяти (БП), блок 11 инверторов (БИ), сумматор 12 (С).

Выход ГТ подключен ко входу Сч 2 и к второму входу БУ 7, первый выход Сч 2 соединен с входом Ф ГС 3 и с четвертым входом

ВБ 8, второй выход Сч 2 соединен с вторым входом ФИ 6, выход ФГС 3 подключен к входу ВТ 4, выход которого через БНО 5 соединен с первым входом ФИ 6, выход которого и дключен к первому входу БУ 7 и к третьему входу ВБ 8, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами БУ 7, кроме того, второй выход БУ 7 подключен к входу

Сч 9 и к управляющему входу БП 10, вход данных которого соединен с выходом ВБ 8, выход Сч 9 соединен с входом БП i0. выход которого через блок БИ 11 подключен к первому входу С 12, второй вход которого подключен к выходу ВБ 8.

Измеритель частоты вращения работает следующим образом, Генератор импульсов Г1 вырабатывает последовательность прямоугольных им5 пульсов CLK (фиг.2) с частотой fr, которая поступает на вход Сч 2 и на вход БУ 7. На выходе Сч 2 формируется двоичный линейно нарастающий код (цифровая пила) с частотой

fo=fr/No (1) где No — объем Сч 2, поступающий на входы

ФГС 3 и четвертый вход BE 8, На выходе

ФГС 3 формируется система синусоидальных напряжений для запитки ВТ4, 15 «0в=0макс sin о о т:

1 0с=0макс соз о о 1 (2) где Омакс — амплитуда напряжения на входе

ВТ4; сто — угловая частота запитки ВТ 4, численно равная 2 тг fr/No

На выходе ВТ 4 имеем систему напряжений т

«UQòs=0вт макс sin(m î t + p O р ):

LUBTs Овт макс соз(ю î < + р О р ) (3) где 0вт макс — амплитуда выходного напряжения ВТ4; р — число пар полюсов ВТ 4 для упрощения дальнейшего описания примем р=1, О р — геометрический угол между осью синусной входной и осью синусной выходной обмоток ВТ 4.

Система выходных напряжений ВТ 4 (3) поступает на вход БНО 5. На выходе БНО 5 при использовании в нем двух компараторов формируются напряжения (фиг.2):

0но1=з«яп(0вт макс sin(mî t Oр));

0но2=з«9п(0вт макс Cos(й) î t О р )), (5)

Выбор количества компараторов БНО 5 и фазовых сдвигов между их выходными сигналами можно осуществить снабдив суммирующие компараторы БКО 5 соответствующими фазосдвигающими резистивными цепями, исходя из требований к динамической точности устройства при измерениях.

Напряжения (5) поступают нг вход ФИ

6, на выходе которого формируется последовательность импульсов L (фиг.2), которая поступает на вход ВБ 8 и на вход БУ 7, На выходах БУ 7 формируются последовательности импульсов L* и Lg, управляющие работой ВБ 8, На выходе ВБ 8 формируется код скорости N,.„êàê приращение угла поворота ротора ВТ 4 за измерительный инвертор интервал. Последовательность импульсов L поступает на счетный вход Сч 9 и управляющий вход БП 10, На выходе Сч 9, соединенном с адресным входом БП 10, в двоичном коде формируется число, опреде1744653 ляющее адрес требуемой ячейки памяти БП

10. Нулевым уровнем i-го импульса последовательности L5 код скорости Ne (m-1) с выхода ВБ 8 записывается в первую ячейку БП

10. Положительным фронтом i-ro импульса

Lg изменяется число на выходе Сч 9 (происходит обращение к следующей ячейке памяти БП 10) и на выход БП - 10 выдается содержимое второй ячейки памяти, хранящей значение N (1-1), Этим же фронтом изменяется выходное состояние BБ 8. Новое значение Neo (I) поступает на второй вход С

12, на первый вход которого поступает проинвертированное значение кода с выхода

БП 10. Таким образом, по окончании i-го импульса 15 на выходе С 12 формируется код ускорения.

Таким образом, проводится цифровое дифференцирование скоростного сигнала (получение первой разности) к моменту окончания каждого из импульсов последовательности L5. При этом на дополнительном выходе измерителя выходе сумматора

6 С 12 формируется код, пропорциональный ускорению контролируемого вала, Формула изобретения

Измеритель частоты вращения вала по авт.св. N. 1673983, отличающийся тем, 10 что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные второй счетчик, блок памяти, блок инверторов, и сумматор, вход второго счетчика и управляющий вход блока

15 памяти подсоединены к второму выходу блока управления, входы данных блока памяти и сумматора подключены к выходу вычислительного блока, а выход сумматора является дополнительным выходом измерителя.