Устройство для измерения частоты вращения

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угловой скорости в системах контроля и управления. Цель изобретения - повышение точности измерения. Измерение производится при помощи электронных блоков, причем, используя один генератор в качестве эталонного, измеряют частоты вращения как ниже, так и выше порогового значения частоты, при котором количество импульсов генератора, подсчитанное за измеряемый период, является базовым значением . Имеется возможность изменения количества измеряемых периодов°с шагом 2K(, 1.2....). 1 ил.

(и) ((0

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 P 3/489

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4690267/10 (22) 27.03.89 (46) 23.07.92,Бюл. № 27 (71) Производственное объединение "Турбомоторн ы и завод" им. К, Е. Ворошилова (72) А.В.Степышев (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1103151, кл. 6 01 P 3/489, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для

Изобретение относится к измерительной техйике и может быть использовано для измерения угловой скорости в системах контроля и управления..

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Начертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства, Устройство для измерения частоты вращения содержит датчик 1, формирователь 2 импульсов, генератор 3 эталонной частоты, . счетчик 4 формирователь сетки частот, счетчик 5 количества понижений частоты, счетчик 6 временного интервала, счетчик 7 результата, счетчик 8 входных импульсов, счетчик 9 сдвигов, мультиплексоры 10-12, регистры 13-16 памяти, триггер 17, схему И

18, сумматор 19, коммутатор 20, блок 21 разности, блок 22 индикации, блок 23 управления, регистр 24 сдвига.

Устройство работает следующим образом. измерения угловой скорости в системах контроля и управления. Цель изобретения — повышение точности измерения. Измерение производится при помощи электронных блоков, причем, используя один генератор в качестве эталонного, измеряют частоты вращения как ниже, так и выше порогового значения частоты, при котором количество импульсов генератора, подсчитанное за измеряемый период, является базовым значением, Имеется возможность изменения о количества измеряемых периодов с шагом

2 (k=0, 1, 2....). 1 ил.

Датчик t, связанный с валом, формирует импульсы, период которых равен периоду вращения вала. По переднему фронту этих импульсов формирователь 2 формирует короткие импульсы, синхронизированные с импульсами генератора 3. Генератор 3 работает постоянно, и его выходные импульсы 4 с частотой 2F поступают на вход счетчика 4, 0 на выходах которого формируются частоты QQ

F, Рг, F4, Рв и т.д. и на блок 23 управления, (д) синхронизирующий работу всех частот схемы.

К приходу первого импульса от датчика

1 счетчики 4-6. 8, 9 и триггер 17 находятся в нулевом состоянии, в регистр 24 сдвига за° ищем писан код начальной установки.

Г

После появления первого входного импульса нулевые уровни сигнала на управляющих входах мультиплексора 10 обеспечивают подключение наивысшей . выходной частоты с выхода счетчика 4 на вход счетчика 6.

1749837

5 импульса на выходе мультиплексора 11, т.е

20

40

2" F

Таким образом, счетчик 6 в начале измерительного интервала подсчитывает импульсы с частотой F.

В момент времени tl во всех разрядах счетчика 6 устанавливается значение логи, ческой единицы, т.е. происходит его переполнение. Это состояние выявляется схемой И 18. Появление сигнала на выходе . схемы И 18 приводит к переключению триггера 17, записи числа "1" в счетчик 5 и сдвигу содержимого регистра 24 на один разряд вправо, что эквивалентно уменьшению его содержимого в 2 раза. Выходной сигнал триггера 17 устанавливает значение логической единицы в старшем разряде счетчика 1

6, причем зто состояние в дальнейшем не изменяется до момента сброса триггера 17.

Код числа "1" выходного сигнала счетчика 5, подключенного к управляющим входам мультиплексора 10, подключает на счетный вход счетчика 6 счетчик 4 с частотой сигнала

F/2, Далее счетчик 6 продолжает подсчет импульсов до заполнения единицами всех разрядов, кроме старшего, который принудительно удерживается в единичном состоянии триггером 17. Заполнение единицами всех разрядов счетчика 6 приводит к срабатыванию схемы И 18, записи в счетчик 5 еще одной единицы, что приводит к понижению частоты импульсов на счетном входе счетчика 6 еще в 2 раза, и далее процесс повторяется до момента Окончания периода выходного сигнала датчика 1.

Если к моменту прихода второго импульса от датчика 1 в старшем разряде счет- 3 чика 6 не появится значение логической единицы, то для обеспечения заданной точности счетчик 6 продолжает заполняться.

Второй импульс от датчика 1 поступает на счетный вход счетчика 8, Вначале измеряемого интервала, когда на управляющий вход мультиплексора 11 с выхода счетчика 9 поданы уровни логического нуля, обеспечивается подключение к счетному входу счетчика 9 выхода счетчика 4

8 с весовым значением "2".

В момент скончания второго периода сигнала от датчика 1 в счетчик 8 записывается еще одна единица, и íà его выходе с весовым значением "2" устанавливается уровень логической единицы. Единица с выхода мультиплексора 11 записывается в счетчик 9; установка кода числа "1" на управляющих входах мультиплексора 11, поданного с входа счетчика 9, приводит к 5 подключению на его счетный вход счетчика

8 с весомым значением "4". Импульс с выхода мультиплексора 11 приводит к сдвигу содержимого регистра 24 на один разряд влево, что эквивалентна его удвоению. Если к моменту появления импульса на выходе мультиплексора 11 в старшем разряде счетчика

6 устанавливается уровень логического нуля, то счет продолжается до следующего будет измерена длительность четырех периодов входного сигнала, а содержимое сдвигового регистра сдвигается еще на один разряд влево, Таким образом, количество измеряемых периодов удваивается до тех пор, пока в старшем разряде счетчика 6 не установится уровень логической единицы

После того как в старшем разряде счетчика 6 установится уровень логической единицы, с появлением импульса на выходе мультиплексора 11 счет прекращается. Таким образом, будет измерено 2k периодов входнОГО сиГнала, По сигналу блока 23 управления содержимое счетчика 6 записывается в регистр

13, содержимое счетчиков 5 и 9, пройдя через вычитающее устройство, записывается в регистр 14, а содер>кимое регистра 24 через коммутатор 20 будет записано в регистр

16, все счетчики и триггер 17 устанавливают в нулевое состояние, в регистр сдвига записывается значение начальной установки, и начинается новый цикл измерения.

После того как в регистр 13 будет записана информация.об измеренном интервале времени. в регистр 14 записывается разность количества измеренных периодов входного сигнала и количества понижений частоты, а в регистр 16 — значение начальной установки, начинается процесс преобразования измеренного временного интервала в частоту вращения путем после- довательного сложения содержимого регистров 13 и 16 с записью суммы в регистре

16, до появления единичного уровня в разряде мультиплексора 12, который определяется кодом, записанным в регистре t4 памяти. Количество этих суммирований подсчитывается в счетчике 7 и равно частоте вращения. Преобразование происходит по формуле где n — частота вращения в необходимом масштабе;

N — число в двоичном коде;

N>

k — количество измеренных периодов; р — число понижений частоты.

При появлении в разряде, контролируемом мультиплексором 12, уровня логиче1749837 ской единицы прекращается суммирование, результат преобразования из счетчика

7 записывается в регистр 15 памяти, откуда поступает на блок 22 индикации. Счетчик 7 обнуляется, и преобразующая часть устрой- 5 ства снова готова к работе, Формула изобретения

Устройство для измерения частоты вращения, содержащее датчик, генератор эталонной частоты, триггер, первый, второй и 30 третий счетчики, блок управления. первый мультиплексор, первый и второй регистры памяти, схему И, блок индикации, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены форми- 15 рователь импульсов четвертый, пятый и ше-. стой счетчики, второй и третий мультиплексоры, третий и четвертый регистры памяти, сумматор, коммутатор, блок разности и регистр сдвига, причем выход 20 генератора эталонной частоты подключен к входу первого счетчика, первому входу формирователя импульсов и первому входу блока управления, второй вход формирователя импульсов подключен к выходу датчика; а 25 выход — к второму входу блока управления, выход первого счетчика соединен с первым входом первого мультиплексора. второй вход которого соединен с выходом второго счетчика, а выход — с третьим входом блока 30 управленйя, первый вход блока разности подключен к выходу второго счетчика, второй.вход — к выходу пятого счетчика, а выход — к первому входу второго регистра памяти, вход пятого счетчика подключен к выходу 35 второго мультиплексора и четвертому входу блока управления, первый вход второго мультиплексора соединен с выходом четвертого счетчика, а второй вход — с выходом пятого счетчика, второй вход второго регистра памяти подключен к первому вйходу блока управления; а выход — к первому входу третьего мультиплексора, второй вход которого соединен с выходом сумматора и первым входом коммутатора, а выход — с пятым входом блока управления, выход схемы И соединен с шестым входом блока управления, входом второго счетчика и входом триггера, выход которого подключен к первому входу третьего счетчика, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, первый выход — с седьмым входом блока управления, а второй выход третьего счетчика соединен с первым входом первого регистра памяти и входом схемы И, второй вход первого регистра памяти подключен к третьему выходу блока управления, а выход — к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом четвертого регистра памяти, первый вход которого подключен к четвертому выходу блока управления, а второй вход — к выходу коммутатора, второй вход которого соединен с входом шестого счетчика и пятым выходом блока управления, а третий вход соединен с выходом регистра сдвига, вход которого соединен с шестым выходом блока управления, седьмой выход которого подключен к входу четвертого счетчика, вось-. мой выход подключен к первому входу третьего регистра памяти, второй вход которого соединен с выходом шестого счетчика, а выход третьего регистра соединен с входом блока индикации.

1749837

Составитель А. Беднов

Техред M.Ìîðãeíòàë Корректор В. Гирняк

Редактор Г. Бельская

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

Заказ 2594, Тираж Подписное

8НИИПИ Государстаенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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