Устройство для измерения скорости вращения

 

-ч .

О П И С А Н И Е 2553

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 41

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (б1) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 03.05.72 (21) 1779907/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 25.01.74. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 26.09.74 (51) М. Кл. G01p 3/48

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 531.767 (088.8) (72) Авторы изобретения

М. Б. Лейтман, Б. П. Разянов и А. М. Ковалев

Смоленский филиал Московского ордена Ленина энергетического института (71) 3 аявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к области измерения и контроля параметров движения.

Известные устройства для измерения скорости вращения, содержащие частотный датчик и измерительную схему, выполненную в виде электрически связанных усилителя, формирователя и осредняющего блока, не обеспечивают высокой точности.

Предлагаемое устройство, с целью повышения точности, снабжено последовательно включенными между формирователем и осредняющим блоком схемой совпадения, ждущим мультивибратором, триггером и амплитудным ограничителем, а также второй схемой совпадения, своими входами подключенной к ждущему мультивибратору и выходу триггера, а ее выход связан со входом последнего и кварцевым генератором, подсоедине|шым к обеим схемам совпадения.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— временные диаграммы элементов, входящих в устройство.

Устройство для измерения скорости вращения содержит: частотный датчик 1; усилитель 2; формирователь 8; схему 4 совпадения; ждущий мультивибратор 5; кварцевый генератор б; схему 7 совпадения; триггер 8; амплитудный ограничитель 9, осредняющий блок 1Î.

Устройство работает следующим образом.

Пусть в установившемся режиме вал вращается с некоторой угловой скоростью ж = ото (см. фиг. 2, а). При этом на выходе частотного датчика 1, например фотоэлек5 трического, появляются трапецеидальные импульсы (см. фиг. 2, б), период следования которых равен То. Пройдя усилитель 2, эти сигналы принимают вид прямоугольных импульсов (см. фиг. 2, в) длительностью т,. Форми10 рователь 8 на каждый приходящий с выхода усилителя 2 импульс вырабатывает прямоугольный импульс, длительность которого практически выбирается равной двум-трем периодам следования Т„ импульсов кварцевого генератора б. График выходного сигнала формирователя 3 приведен на фиг. 2,г, а выходного напряжения кварцевого генератора б — на фиг. 2, д. Сигналы с выходом формирователя 3 и кварцевого генератора б поступают на входы схемы 4 совпадения, на выходе которой появляются импульсы при одновременном существовании входных воздействий. График выходного сигнала схемы 4 совпадения изображен на фиг. 2,е.

В момент времени 1, появления первого отрицательного перепада 1отмеченного на фиг. 2, е стрелкой) выходного сигнала схемы

4 совпадения запускается ждущий мультивибратор 5, снимая на время т,;. напряжение зо с первого входа второй схемы 7 совпадения, 412553 тВЫ! пТ

1 жи — Тг.

Тогда по истечении времени c„ (момент времени 1 на фиг. 2,ж) на выходе ждущего мультивибратора 5 появится положительный сигнал, который будет подан на первый вход схемы 7 совпадения и снимет запрет на ее срабатывание. Одновременно на третьем входе схемы 7 совпадения (интервал времени между моментами 1 и 1, временной диаграммы, показанной на фиг. 2,д) появляется положительный сигнал, приходящий с выхода кварцевого генератора б. Таким образом, по всем трем входам схема 7 совпадения подготовлена и на ее выходе в течение интервала времени (tq, 1,) существует положительный прямоугольный импульс (см. фиг. 2, и).

В момент t3, в связи с окончанием импульса, поступающего от кварцевого генератора

6, формируется отрицательный перепад выходного сигнала схемы 7 совпадения, отмеченный на фиг. 2, и стрелкой. В этот момент

55 запрещая ее срабатывание. В тот же момент времени t, ждущий мультивибратор 5 вырабатывает запускающий импульс, приходящий на первый вход триггера 8. Временные диаграммы выходных сигналов ждущего мультивибратора 5 и триггера 8 приведены на фиг. 2, ж и 2, з соответственно. При приходе запускающего импульса от ждущего мультивибратора 5 триггер 8 срабатывает и па его выходе вместо сигнала нулевого уровня появляется некоторый положительный сигнал, поступающий на второй вход схемы 7 совпадения и подготавливающий ее срабатывание по данному входу.

Часть устройства, содержащая две схемы

4 и 7 совпадения, кварцевый генератор 6, ждущий мультивибратор 5 и триггер 8, предназначена для получения на своем выходе на каждый приходящий с формирователя 8 импульс одного прямоугольного импульса, длительность которого равна целому и неизменному числу периодов следования Т„импульсов кварцевого генератора 6, т. е. где n — целое число;

n = const.

В рассматриваемом случае и 3 и та часть выходного сигнала кварцевого генератора 6, которая определяет длительность т„„. сигнала триггера 8, на фиг. 2, д отмечена штриховкой.:Для выполнения указанной задачи следует таким образом спроектировать ждущий мультивибратор 5, чтобы

l5

Зо

40 схема 7 совпадения, воздействует на триггер

8 по второму входу, заставляет его сработать так, что на его выходе снова появляется сигнал нулевого уровня. И так как передний и задний фронты выходного импульса триггера

8 формировались в моменты появления одноименных (отрицательных) перепадов выходного сигнала кварцевого генератора b, то длительность т„„,. всегда оказывается равной целому числу периодов следования кварцевого геператора 6.

Выходной си гнал триггера 8 поступает»а вход амплитудного ограничителя 9, где стабильные по длительности импульсы дополнительно стабилизируются по амплитуде на уровне А (см. фиг. 2, к). С выхода амплитудного ограничителя 9 си гнал поступает на вход осредняющего блока 10, осредняющего последовательность прямоугольных импульсов с постоянной вольт-секундной площадью. График выходного сигнала осредняющего блока

10 изображен на фиг. 2,л. Таким образом, преобразователь вырабатывает на выходе электрическое напряжение постоянного тока

U „õ = lв, пропорциопалыюе входной скорости co = во.

При реализации устройства высоких требований к стабильности времязадающих цепей ждущего мультивибратора 5 пе предъявляется, Действительно, если под влиянием изменившейся температуры окружающей среды изменится длительность т„.„выходного импульса ждущего мультивибратора 5 в пределах половины периода следования Т,. импульсов кварцевого генератора б (см. фиг.

2,ж), то это не вызовет изменения длительности т..„,. выходного импульса триггера 8, так как его срабатывание происходит в моменты появления одноименных (отрицательных) перепадов выходного сигнала кварцевого генератора б.

Предмет изобретения

Устройство для измерения скорости вращения, содержащее частотный датчик и измерительную схему, выполненную в виде электрически связанных усилителя, формирователя и осредняющего блока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено последовательно включенными между формирователем и осредпнющим блоком схемой совпадения, ждущим мультивибратором, а также второй схемой совпадения, своими входами подключенной к ждущему мультивибратору и выходу триггера, а ее выход связан со входом последнего и кварцевым генератором, подсоединенным к обеим схемам совпадения.

4.12553

Уы

Фuz 2

Составитель Н. Надеждина

Техред 3. Тараненко Корректор В. Гутман

Редактор А. Батыгнн

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 1202/182 Изд. № 388 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, %-35, Раушская наб., л. 4/5