Измеритель относительных значений разности скоростей

 

( ФОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< i657349

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 231 1.76 (23) 4 0603/18-10 с присоединением заявки JA— (23) Приоритет (Ы) N. Кл.

G 01 P 3/56

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и откоытий (И) УДК 531.767. (088.8) Опубликовано 150479.Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 200479 (72) Автор изобретение

Б.A.Ôóðìàí

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина

Pl} Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ ЗНАЧЕНИЙ

РАЗНОСТИ СКОРОСТЕЙ

Изобретение относится к цифровой технике электрических измерений параметров движения и может быть использовано для измерения относительной разности скоростей машин и механизмов. В настоящее время наиболее широкО используются в технике цифровые измерители скоростей вращения.

Наиболее близким по технической !6 сущности и решаемым задачам является измеритель относительных значений разности скоростей, который со-. держит два импульснйх датчика скорости, генератор эталонной частоты, управляемый преобразователь частоты, блок тактовых импульсов, блок задания калиброванных интервалов, блок промежуточной памяти, блок сравнения и управления переносом информации и Я выходное отсчетное устройство.

К недостаткам известного устройства;следует отнести большое время вто« рого этапа обработки информации, что увеличивает общий цикл измерения в хе целом за счет того, что в качестве импульсов тактовой частоты, используемых в течение всего этапа для sa. полнения делителя блока задания ка-. либровочных интервалов и для запол" ЭО нения счетчиков блока промежуточной памяти, берутся импульсы выходной частоты управляемого преобразователя частоты, значения которой пропорциональны значениям скорости V (n ) .

Последнее приводит к тому, что при малых значениях указанной скорости длительность второго этапа существенно возрастает, понижая быстродействие устройства в целом.

С целью повышения быстродействия в предлагаемом. устройстве в блок сравнения и управления переносом информации дополнительно введены двухвходовая схема ИЛИ и счетный триггер, причем входы схемы ИЛИ подключены к выходам блока промежуточной памяти, выход ее связан со счетным входом указанного триггера, его вход установки нуля — с общей шиной сброса, а единичный и нулевой выходы триггера связаны с первыми входами дйухвходовых схем И блока тактовых импульсов, вторые входы которых через буферные дЕлители частоты связаны соответственно с выходами управляемого преобразователя частоты и генератора эталонной частоты.

Схема устройства представлена на чертеже.

657349

Измеритель относительных значений разности скоростей содержит импульсные тахометры 1 и 2, генератор 3 эталонной частоты, управляемый преобразователь 4 частоты, блок 5 тактовых импульсов, блок 6 задания калиброванных интервалов, блок 7 временных интерваловг блок 8 промежуточной памяти, блок 9 сравнения и управления переносом информации и выходное отсчетное устройство 10. БлоК 5 такто)О вых импульсов .содержит буферные делители частоты 11,12, двухвходовые схемы И 13,14,15, двухвходовую схему

ИЛИ 16.

Блок 7 временных интервалов содержит двухвходовые схемы И 17 и 18, 15 входы которых связаны с импульсными тахометрами 1 и 2 с блоком задания калиброванных интервалов.

Блок 8 промежуточной памяти состоит из двУх счетчиков 19 и 20 про- 20 межуточной памяти входы которых связаны с выходами схем И 17 и 18 блока

7 и выходом схемы И 15 блока 5, а выходы — с блоком 9 сравнения и управления переносом информации.

Блок 9 сравнения и управления переносом информации содержит собственно схему переноса информации, состоящую из триггеров 21 и 22, входы установки. единицы которых связаны с выходами счетчиков 19 и 20, трехвходовых схем И 23 и 24 и схемы ИЛИ 25,выходы которых связаны с отсчетным устройством 10.

Работа цифрового измерителя относительных значений разности скороствйЗ5 основана на измерении абсолютных значений разности скоростей с последующим вычислением разности в относительных единицах.

Полный цикл измерения состоит из 40 двух этапов: этапа измерения абсолютных значений скоростей с записью результата в счетчиках промежуточной памяти и этапа переноса информации в выходное отсчетное устройство, на котором производится вычисление относительных значений разности cicoростей, измеренных на первом этапе.

Периодизация работы схемы и этапЫ . работы в пределах одного цикла опрв-, 50 деляются временными соотношениями, вырабатываемыми в блоке 5 задания калиброванных интервалов. Длительность указанных интервалов определяется как сумма периодов следования импульсов тактовой частоты,.производной от частоты эталонного генератора 3, поступающей на вход блока б с выхода промежуточного делителя частоты ll

Блоком 6 вырабатываются следующие временные интервалы: интервалы пропуска импульсов от импульсных тахометров для обоих каналов блока 7 временных интервалов (схемы И 17 и 1 )

8) на первом этапе цикла измерения; 65 интервал времени второго этапа цикла измерения, задаваемый на вход схемы И 15 блока 5; интервал, определяющий время всего цикла измерения, фиксируемый импульсом сброса на шине 26.

В блоке тактовых импульсов вырабатываются тактовая частота для работы блока 6 задания калиброванных интервалов, поступающая на его вход непрерывно с выхода делителя частоты

11, включенного на выход генератора

3, и пакеты импульсов тактовых частот для переноса информации: импуль« сы выходной частоты делителя 11, стробируемые схемой И 14, и импульсы выходной частоты делителя 12, стробируемые схемой И 13. Обе разновидности импульсов тактовой частоты пропускаются на входы счетчиков промежуточной памяти схемой И 15 только в течейие второго этапа цикла измерения. Частота на вход делителя частоты 12 поступает с выхода управляемого преобразователя 4 частоты.

Последний преобразует стабилизированную частоту генератора 3 в.частоту, пропорциональную скорости, измеряемой тахометром 1.

iIa первом этапе цикла измерения в счетчики 19 и 20 промежуточной памяти поступают такие числа импульсов от тахометров 1 и 2, которые определяются длительностью интервалов существования управляющих сигналов, вырабатываемых блоком 6, поступающих на входы схем И 17 и 18 блока 7.

При соответствующем выборе укаэанных интервалов эти числа импульсов выражают абсолютное значение сравниваемых скоростей. С выхода схемы И 17 на управляющий вход преобразователя частоты 4 поступает число импульсов, соответствующее скорости тахометра 1.

iIa втором этапе цикла измерения импульсами тактовой частоты, поступающей с выхода схемы И 15 информация, записанная в счетчиках 19 и 20 на первом этапе, преобразуется во временной интервал между импульсами переполнения обоих счетчиков. Так как емкость счетчиков одинакова, то указанный интервал строго пропорционален разности чисел N и N<, записанных в счетчиках 20 и 19 на первом этапе, и обратно пропорционален значению тактовой частоты йт, заполняю щей счетчики на втором этапе, т.е.

М Й Мзй1

AT""- — — = (1)

Обратное преобразование указанного временного интервала в число импульсов, поступающих на выходное отсчетное устройство 10, производится схемой переноса блока 9 с помощью стабильной тактовой частоты f>, а стробируемой схемой И 23 или схемой

И 24, так что импульсы переноса про-.

657349 ходят на выход только в течение интервала ьТ. При этом число, записываемое в счетчик отсчетного устройства 10 оказывается равным км„т2

Соответствующим выбором K=f обеспет2 чивается соотношение

"2 "4 Д Я= — (э) Ng

Так как значение чисел импульсов

N и И строго пропорциональны значенйям скоростей, контролируемых тахометрами 1 и 2, то, следовательно, "2 " дй= — - > (4) ч„ где и„, и, Ч„, V2 — угловые и окруж2 ные скорости соответствующих .звеньев механизмов, с приводными валами которых связан тахометры.

Выработка стробирующего сигнала длительности дТ для управления схемами И 23 или 24 производится триггерами 21 и 22 таким образом, что на втором этапе цикла измерения на время ьТ открывается схема И того ка нала, счетчик которого переполняется первым. Это же обстоятельство используется и для распознавания знака разности, сигнал о котором поступает с выходов обоих схем по двум каналам в выходное отсчетное устройство 10.

Так переполнение первым счетчиком свидетельствует о положительном значении разности о"N.

Так как частота йт (йт, а при а малых значениях n (V<) это неравенство может существенно усиливаться, то последнее может приводить к значительному увеличению длительности второго этапа, а значит и цикла измерения в целом.

С целью повышения быстродействия устройства в блоке 9 дополнительно введены схема ИЛИ 27 и триггер 28, реагирующие поочередно оба импульса переполнения счетчиков 19 и 20 и, таким образом, вырабатывающие на единичном выходе триггера 28 стробирующий сигнал длительностью дТ.

5 Последний коммутирует управляющие входы схем И 13 и 14 таким образом, что тактовая частота fT поступает на заполнение счетчиков 19,20 не в течение всего второго этапа, а

10 только в течение интервала, равного 1 T.

В течение остального времени второго этапа заполнение счетчиков про15 изводится импульсами частоты f .

Формула изобретения

Измеритель относительных значений разности скоростей, содержащий два импульсных датчика скорости, генератор эталонной частоты, управляемый преобразователь частоты, блок тактовых импульсов, блок промежуточной памяти, блок сравнения и управления переносом информации и логические схемы, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия в блок сравнения и управления переЗО носом информации дополнительно введены двухвходовая схема ИЛИ и счетчный триггер, при этом входы схемы ИЛИ связаны с выходами блока промежуточной памяти, а выход — со счетным

35 входом указанного триггера, вход установки нуля триггера подключен к общей шине сброса, а его единичный и нулевой выходы подключены к первым входам двух двухвходовых схем И блока

40 тактовых импульсов, а вторые входы чечерез делители частоты связаны с выходами управляемого преобразователя частоты и генератора эталонной частоты.

657349

Составитель Е.Швецов

Техред М. Петко Корректор Л.Гриценко

Редактор И.Шубина

Заказ 1784/43 Тираж 1089 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.„ д. 4/5 филиал ППП Патент, r.Óæãîðoä, ул.Проектная,4