Стробоскопический тахометр

 

Использование для бесконтактного измерения скорости (частоты) вращений или периодических (линейных) перемещений движущихся частей машин и механизмов. Сущность изобретения вторичный источник питания обеспечивает рязвязку до цепям питания между отдельными блоками устройства , необходимую стабильность питающих их напряжений и практически полное использование энергоемкости батарей Блок контроля напряжения позволяет установить минимально допустимый порог выходного напряжения первичного источника, при достижении которого блок контроля вырабатывает управляющее напряжение, которое через элемент ИЛИ подается на вход выключения задающего генератора Задающий генератор выполняет функцию ключа, который выключает и включает питание токового ключа и импульсной лампы. Такая схема питания практически не потребляет энергии в цепях коммутации, имеет высокий КПД и надежность в работе. 1 ип.

(в) RÖ (1ц 2 (Я) 061 Р 40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Кемитет Рессийскей Федерации пе патентам и товарным знакам (21) 5020831/И} (22) 09.01 И (46) ЗОЛИ.93 Бюл. Йа 39-40

Pt) Московский авиационный институт (72) Трофимов ВД; Борисов АА (73) Московский авиационный институт (бф СТРОВОСКОПИЧЕСКИЙ ТАХОМЕТР

{ Использование для бесконтактного измерения скорости (частоты) вращения или периодических (линейных) перемещений движущихся частей машин и механизмов. Сущность изобретения: вторичный источник питания обеспечивает рязвяжу ао цепям питания между отдельными блоками устройства необходимую стабильность питающих их напряжении и практически полное использование энергоемкости батарей Блок контроля напряжения позволяет установить минимально допустимый поpor выходного напряжения первичного источника, при достижении которого блок контроля вырабатывает управляющее напряжение, которое через элемент ИПИ подается на вход выключения задающего генератора Задающий генератор выполняет функцию ключа, который выключает и включает питание токового ключа и импульсной пампы. Такая схема питания практически не потребляет энергии в цепях коммутации, имеет высокий КПД и надежность в работе. 1 иа

2002268

Изобретение относится к измерительнои технике и может быть использовано для бесконтактного измерения скорости (частоты) вращения или периодических линейных перемещений движущихся частей машин и механизмов в лабораториях, производственных -подразделениях предприятий текотильной и машиностроительной п ррмышленности, авиахозяйствах, транспорте и т,п, Известен стробоскопический тахометр, содержащий задающий генератор, делитель частоты, цифровой частотомер, блок управления, пусковую схему, три резистора, импульсную лампу, пять конденсаторов, высоковольтный импульсный транзистор, высоковольтный конденсатор, переключатель диапазонов, два токовых ключа.

Однако недостатком этого устройства является большое потребление энергии при низком КПД особенно на повышенных частотах вспышек импульсной лампы, что приводит к значительному возрастанию габаритов и массы. а также снижению надежности всего устройства, Наиболее близким техническим решением является тахометр стробоскопический, содержащий последовательно соединенные задающий генератор. делитель частоты и цифровой частотомер, последовательно cîåäè. енные блок стробирования, первый токовый ключ и пусковую схему, высоковольтный источник напряжения, при этом пусковая схема включает дроссель, три конденсатора, два резистора, высоковольтный трансформатор, второй токовый ключ и импульсную лампу.

Однако это устройство имеет низкую надежность, относительно большие габариты и энергопо-ребление, ограниченный диапазон измерений из-за коммутации выходно о напряжения мощности высоковольтного источника питания импульсной лампы и переходных процессов, возникаюьцих при этом в высоковольтных цепях, Цель изобретения — повышение надежности и расши ение диапазона измерений при снижении энергоемкости. массы и габаоитных размеров стробоскопического тахометра.

Цель достигается тем, что в стробоскопический тахометр, содержащий последовательноо соединенные перестраиваемый генератор, делитель частоты и пусковую схему, а также генератор опорных импульсов, частотомер, опорный вход которого соединен с первым выходом генератора опорных импульсов, а вход подключен к выходу перестраиваемого генератора и блок формирования стробирующих импульсов, вход которого подключен к выходу делителя частоты, при этом пусковая схема включает импульсную лампу, импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого включена между катодом и управляющим электродом импульсной лампы, и токовый ключ, первый вход которого является первым входом пусковой схемы, а выход через

"0 первичную обмотку импульсного трансформатора подсоединен к катоду импульсной лампы, введены таймер, вход которого соединен с вторым выходом генератора опорных импульсов, и последовательно соединенные элемент ИЛИ, задающий генератор, усилитель мощности и выпрямитель, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами пусковой схемы, при этом выход

20 таймера подключен к входу гашения индикатора частотомера и к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока формирования стробирую+tax импульсов, а второй BxO)3, TQKGBof o Kflioча и анод импульсной лампы являются соответственно вторым и третьим входами пусковой схемы, а также тем, что введены блок контроля напряжения источника питания, вкгиоченный между выходом первичного источника питания и третьим входом элемента ИЛИ, который соединен также с входом гашения индикатора частотомера, и вторичный источник питания, вход которого соединен с BTopbiM выходом генератора

35 опорных импульсов, вход пи ания — с выходом источника питания, а его выход соединен с входами питания перестраиваемого генератора, делителя частоты, частотомера, генератора опорных импульсов, таймера и блока формирования стробирующих импульсов, задающего генератора и блока контроля напряжения первичного источника питания.

На чертеже приведена структурная электрическая схема стробоскопического тахометра.

Стробоскопический тахометр состоит из перестраиваемого генератора 1, делителя 2 частоты, цифрового частотомера 3, re50 нератора 4 опорных импульсов, таймера 5, пусковой схемы 6, блока 7 формирования стробирующих импульсов, задающего генератора 8, усилителя 9 мощности, выпрямителя 10; пусковая схема 6 состоит из

55 импульсной лампы 11, токового ключа 12 и высоковольтного трансформатора 13, а также из блока 14 контроля напряжения первичного источника 15 питания и вторичного источника 16 питания, а также элемента

ИЛИ 17.

2002268

Стробоскопический тахометр работает следующим образом.

Импульсы с выхода перестраиваемого генератора 1 поступают одновременно на вход делителя 2 частоты с коэффициентом деления 240 и на первый вход цифрового частотомера 3, на второй вход которого подаются опорные кварцованные временные интервалы (импульсы) длительностью 0,25 с от генератора 4 опорных импульсов.

Коэффициент деления на 240, э не на 60

{как в прототипе) выбран для того, чтобы уменьшить время измерения и сделать более оперативную настройку прибора, т.к. время измерения в данном случае будет равно 0,25 с, а не 1 с, и показания частотомера 3 непрерывно индицируются с периодом 0,25 с на его индикаторе.

Такой режим работы обеспечивает получение показаний индикатора частотомера

3 непосредственно в оборотах в минуту.

В то же время на вход вторичного источника 16 питания поступают импульсы от опорного генератора 4 импульсов (от его задающего кварцованного генератора, работающего на частоте 32,768 кГц), а на вход питания вторичного источника 16 подается напряжение питания от первичного источника 15. Вторичный источник 15 собран по схеме дроссельного типа с обратной связью и обеспечивает стабилизированное питание блоков 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 и 14 при изменении в широких пределах величины напряжения первичного источника 15 питания. Введение в схему стробоскопического тахометра вторичного источника 16 необходимо по следующим причинам, Во-первых, при работе импульсной лампы 11 за счет большой амплитуды тока разряда (десятки ампер) по цепям питания возникают очень сильные помехи, которые нарушают работу всего тахометра и приводят к большим ошибкам измерений.

Во-вторых, при использовании в качестве первичного источника 15 питания батарей или аккумуляторов наличие в схеме прибора вторичного источника 15 питания обеспечивает работоспособность стробоскопического тахометра при заданной точности измерений при изменении напряжения первичного источника 15 питанияот5до12 В;

Таким образом, вторичный источник 16 питания обеспечивает развязку по цепи питания между отдельными блоками прибора, необходимую стабильность питающих их напряжений и практически полное использование энергоемкости батарей, С помощью блока 14 контроля напряжения можно установить наперед заданный

55 минимально допустимый порог выходного напряжения первичного источника 15, при достижении которого блок 14 контроля вырабатывает управляющее напряжение, которое через элемент ИЛИ подается на вход выключения задающего генератора 8, в результате чего напряжения питания на анод импульсной лампы 11 и анод тиристора токового ключа 12 перестают подаваться. Задающий генератор собран на логическом элементе, один из входов которого является выключающим. При выключении задающего генератора также выключается индикатор частотомера 3 и начинает светиться светодиод, установленный на передней панели прибора, сигнализирующий о разряде батарей или аккумуляторов, для которых разряд ниже допустимого напряжения резко снижает срок их службы.

Кроме того, для экономии электроэнергии автономного первичного источника 15 питания и более оперативного режима измерений таймер 5 через минуту после включения выдает импульс, с помощью которого выключаются схема индикации частотомера

3 и задающий генератор 8. Повторное включение прибора осуществляется нажатием только одной пусковой кнопки, расположенной на передней панели прибора.

С выхода делителя 2 частоты импульсы поступают на вход тиристорного токового ключа 12 и на вход блока 7 формирования стробирующих импульсов, с выхода которого импульсы поступают на вход выключения. задающего генератора 8, Пад действием управляющих импульсов с выхода делителя 2 частоты срабатывает токовый тиристорный ключ 12 и через высоковольтный трансформатор 13 на управляющую сетку импульсной лампы 11 подается импульс поджига и происходит световая вспышка длительностью 1-2 мкс.

В момент вспышки выключается задающий генератор 8 на период, равный длительности стробирующего импульса от блока 7, которая устанавливается больше или равной времени деионизации импульсной лампы 11 при нулевом токе.

На время действия стробирующего импульса отключаются питающие напряжения анода тиристорного токового ключа 12 и анода импульсной лампы 11, т.к, на Bx0Q усилителя 9 мощности и, соответственно, на вход выпрямителя 10 подача импульсов от задающего генератора 8 прекращается.

Выпрямитель 10состоит из пяти отдельных выпрямителей, один из которых служит источником питания токового ключа 12, а четыре других выпрямителя, соединенных параллельно-последовательно, являются

2002268

15 высоковольтным источником питания импульсной лампы 11.

Конденсаторы фильтров этих выпрямителей одновременно являются и накопительными емкостями, обеспечивающими энергию импульса поджига и энергию световой вспышки импульсной лампы 11, которая происходит в момент выключения задающего генератора 8.

Таким образом, задающий генератор 8 выполняет функцию ключа, который выключает и включает питание токового ключа 12 и импульсной лампы 11. Такое отключение

Формула изобретения

СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ТАХОМЕТР, содержащий первичный источник питания, перестраиваемый генератор, делитель частоты, генератор опорных импульсов, частотомер, блок формирования стробирующих импульсов. импульсную лампу, импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого включена между катодом и управляющим электродом импульсной лампы, и токовый ключ, первый вход которого соединен с выходом делителя частоты и входом блока формирования стробирующих импульсов, а выход через первичную обмотку импульсного трансформатора подсоединен к катоду импульсной лампы, выход перестраиваемого генератора соединен с входом делителя частоты и входом частотомера, опорный вход которого соединен с первым выходом генератора опорных импульсов, отличающийся тем, что в него введены таймер, последовательно соединенныЙ элемент ИЛИ. задающий генератор. усилитель мощности и выпряминеобходимо для того, чтобы избежать возникновения дуги между анодом и катодом импульсной лампы 11 во время ее деионизации, т.е, в то время, когда еще не рассо5 сался объемный заряд. Такая схема питания тиристора токового ключа 12 и импульсной лампы 11 практически не потребляет энергии в цепях коммутации, имеет более высокий КПД и надежность в работе.

10 (56) Авторское свидетельство СССР

hh 757980, кл. G 01 Р 3/40, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N 1462207, кл, 6 01 Р 3/40, 1986. тель, а также блок контроля напряжения источника питания и вторичный источник питания, при этом первый выход выпрямителя соединен с вторым входом токового ключа, второй выход — с анодом, а третийс катодом импульсной лампы, вход таймера соединен с вторым выходом генератора

25 опорных импульсов и первым входом вторичного источника питания, а выход - с входом гашения индикатора частотомера и первым и третьим входами элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом

30 блока формирования стробирующих импульсов, а третий вход - с выходом блока контроля напряжения источника питания, вход которого соединен с первичным источником питания и вторым входом вто35 ричного источника питания, а выход вторичного источника питания соединен с входами питания перестраиваемого генератора, делителя частоты, частотомера. генератора опорных импульсов, таймера, блока формирования стробирующих импульсов, задающего генератора, блока кон- троля напряжения источника. питания.

2002268

Составитель И. Полунина

Техред M.Моргентал Корректор Т, Максимишинец

Редактор

Тираж Подписное

H00 " Поиск" Роспатента

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

Заказ 3172

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