Цифровой измеритель угловой скорости

 

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в микропроцессорных системах управления бумагоделательными машинами. Сущностьизобретения: устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, инверторы 2, 7, импульсный датчик 3, счетчики 4, 5, 6, микропроцессор 8, блок 9 памяти. 3-5-7-8-5; 3-6-9; 1-4; 3-4; 6-8; 6-5; 6-4; 4-9; 4-5; 8-4; 8-9. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 Р 3/489

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4877925/10 (22) 25.10.90 (46) 07.11.92. Бюл. ЬЬ 41 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) П.П.Коротин (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 1269028, кл. G 01 P 3/489, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР

hh 1307339, кл. G 01 P 3/48, 1985.

„„ Ы„„17742б5 А1 (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВОЙ

СКОРОСТИ (57) Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в микропроцессорных системах управления бумагоделательными машинами. Сущность. изобретения; устройство содержит генератор 1 эталонной частоты, инверторы 2; 7, импульсный датчик 3, счетчики 4, 5, 6, микропроцессор 8, блок 9 памяти. 3-5-7-8-5; 3-6-9: 1-4:

3-4; 6-8; 6-5; 6-4; 4-9; 4-5; 8-4; 8-9. 1 ил.

1774265

55

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано в микропроцессорных системах бумагоделательными машинами.

Известен цифровой измеритель скорости для микропроцессорных систем, содержащий генератор импульсов, подкл|оченный к первому входу счетчика (а.с. СССР

hL 1269028. кл. G 01 P 3/489, 1986).

Недостатком этого технического решения является большое время измерения скорости для получения достаточной точности.

Наиболее близким техническим решением является цифровой измеритель скорости для микропроцессорных систем, содержащий генератор, импульсный датчик, выходами соединенные со счетчиками и микропроцессор (а. с, СССР N. 1307339, кл, G 01 Р 3/48, 1985), Недостатком является большое время измерения скорости для получения достаТОЧНОЙ ТОЧНОСТИ.

Цель изобретения — повышение точности, Одной иэ важнейших задач построения цифровых систем регулирования скорости в соотношения скоростей многодвигательного электропривода бумагоделательных машин является остаточно быстрое (с точки зрения обеспечения динамических процессор регулирования) преобразование скорости вращения электродвигателя в цифровую форму (как правило в двоичный код) с необходимой точностью (не хуже 0,01%), B цифровых системах регулирования в качестве датчиков скорости, как правило, используются импульсные датчики, имеющие высокую разрешающую способность, помехоустойчивость, линейность зависимости частоты выходных импульсов от угловой скорости вращения, удобство преобразования импульсного сигнала в цифровую форму.

Из всех методов преобразования сигнала импульсного датчика в цифровую форму приоритет принадлежит методу обратных

"временных ворот", Основными погрешностями переключателя ПДФ-5, используемого в качестве импульсного датчика, и которые влияют на измерение скорости методом обратных

"временных ворот" являются:

1) неопределенность фронтов выходных сигналов, вызванных внутренней схемотехникой переключателя;

2) систематическая погрешность (погрешность повторяющаяся при повторных измерениях в интервале 360 угла поворота вала выключателя), обусловленная погрешнастями технологии изготовления растрового и индикаторного дисков, конструктивными особенностями переключателя, а также погрешностью считывающего узла, зависящей от скорости вращения вала переключателя.

Изобретение позволяет (без учета погрешности, вызванной неопределенностью фронтов выходных сигналов переключателя) при однобайтном поправочном коэффициенте, учитывающем систематическую погрешность переключателя, формировать цифровой сигнал скорости вращения электродвигателя при использовании переключателя типа ПДФ-5 с точностью 0,01% за время, достаточное для обеспечения динамических параметров электропривода бумагоделательных машин, Поставленная задача достигается тем, что в цифровой измеритель угловой скорости, содержащий импульсный датчик, генератор эталонной частоты, микропроцессор, шины адреса, управления и данных которого связаны с соответствующими входами первого и второго счетчиков, при этом выход генератора эталонной частоты соединен со счетным входом первого счетчика, а счетный вь:ход импульсного датчика соединен со счетным входом второго счетчика, отличающийся тем, что в него введены третий счетчик, блок памяти, первый и второй инверторы, при этом выход второго счетчика соединен через первый инвертор с входом разрешения первого счетчика и входом второго инвертора, выход которого соединен с входом прерывания микропроцессора, выход записи которого соединен с входом разрешения второго счетчика, счетный вход третьего счетчика соединен со счетным выходом импульсного датчика, выход начала цикла измерения которого соединен со входом разрешения третьего счетчика, причем к входам адреса, управления и данных трет.его счетчика и блока памяти подключены соответствующие шины микропроцессора.

На чертеже представлена структурная схема цифрового измерителя угловой скорости, Цифровой измеритель угловой скорости содержит генератор эталонной частоты 1, инвертор 2, импульсный датчик 3, при этом выход генератора эталонной частоты 1 соединен со счетным входом счетчика 4, выход счетчика 5 соединен через инвертор 2 с входом разрешения счетчика 4, счетный вход счетчика 6 соединен со счетным выходом импульсного датчика 3, вход инвертора 7 подключен к выходу счетчика 5, а выход— соединен с входом прерывания микропро1774265

S — скважность импульсов датчика 3:

Ks — поправочный коэффициент, Содержимое счетчика 4 соответствует числу, обратно пропорциональному скорости электропривода, т.к. на его счетный вход поступает сигнал fo от генератора эталонной частоты, а время счета Т обратно пропорционально скорости электропривода определяется количеством импульсов fo<, поступившим на счетчик 5. В конце выполнения программы прерывания микропроцессора 8 выдачей сигнала 2 г запускает счетчик 5 и следующий цикл измерения скорости электропривода. пп = (К1 + — - Кз) об/мин, 60 1о ЛЯ

% Йо

3;

60/No цена инкремента датчика 3;

ЛЯ вЂ” изменение скважности импульсов датчика 3;

Составитель П. Коротин

Редактор С. Кулакова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор. M. Максимишинец

Заказ 3924 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 цессора 8, шины адреса, управления и данных которого связаны с соответствующими входами счетчиков 4, 5, выход записи — с входом разрешения счетчика 5, счетный вход счетчика 6 соединен со счетным выхо- 5 дом импульсного датчика 3, выход начала цикла измерения которого соединен со входом разрешения счетчика 6, причем к входам адреса, управления и данных счетчика

6 и блока памяти 9 подключены соответст- 10 вующие шины микропроцессора.

В исходном состоянии в начале очередного интервала измерения счетчик 5 обнулен и на его выходе сигнал высокого уровня через инвертор 2 поступит на ход разреше- 15 ния счета счетчика 4 и запрещает его счет, а через инвертор 7 этот сигнал поступает на вход прерывания микропроцессора 8 и запускает программу обработки прерывания.

С датчика 3 заводится нулевой импульс fop, 20 который обнуляет счетчик 6 при каждом обороте датчика 3, на счетный вход которого заводятся счетные импульсы fo> датчика, тес самым содержимое счетчика G соответствует номеру импульса fo), синхронизиро- 25 ванному с оборотами датчика 3. Для каждого счетного импульса fo> в блоке памяти 9 содержится поправочный коэффициент Кз, который учитывает систематическую погрешность датчика 3. Микропроцессор 8 30 рассчитывает значение скорости с учетом этого коэффициента по соотношению где N1 — содержимое счетчика 5;

N2 — содержимое счетчика 4;

1о(Гц) — частота генератора 1;

No — число импульсов на оборот датчика 40

Формула изобретения

Цифровой измеритель угловой скорости, содержащий импульсный датчик, генератор эталонной частоты, микропроцессор, шины адреса, управления и данных которого связаны с соответствующими входами первого и второго счетчиков, при этом выход генератора эталонной частоты соединен со счетным входом первого счетчика, а счетный выход импульсного датчика соединен со счетным входом второго счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены третий счетчик, блок памяти, первый и второй инверторы, при этом выход второго счетчика соединен через первый инвертор с входом разрешения первого счетчика и входом второго инвертора, выход которогО соединен с входом прерывания микропроцессора, выход записи которого соединен с входом разрешения второго счетчика, счетный вход третьего счетчика соединен со счетным выходом импульсного датчика, выход начала цикла измерения которого соединен с входом разрешения третьего счетчика, причем к входам адреса, управления и данных третьего счетчика и блока памяти подключены соответствующие шины микроп роцессора.