Устройство для измерения угловой скорости

 

о и 4LNLÅ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республнк

«и726480

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 181078 (21) 2674356/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 050480. Бюллетень М 13

Дата опубликования описания 0504.80

G 01 P 3/54

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК531.767 (088. 8) (72) Автор изобретения

Ю.Н. Мастюкин

Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М. И. Калинина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ

/ °

Изобретение относится к электроИзмерительной технике и предназначено для измерения параметров движения и использования в системах ав- 5 томатического регулирования угловой скорости.

Известны устройства измерения угловой скорости, основанные на из мерении периода путем подсчета импульсов эталонной частоты эа интервал времени, кратный периоду .следо- . вания импульсов датчика скорости (1).

Недостаток известных устройств низкая точность измерения угловой скорости, обусловленная динамичес- кой погрешностью.

Наиболее близким техническим решением является устройство для измерения угловой скорости, работа которого основана на подсчете числа импульсов эталонной частоты эа интервал времени определяемый двумя смежными сигналами импульсного датчика скорости, и последующем пре" образовании этого числа, обратно пропорционального угловой скорости, в суммарную проводимость, напряжение на которой пропорционально измен яемой скорости L23.

Однако известное устройство обладает низкой точностью, так как содержит динамическую погрешность, ко торая особенно высока при больших угловых ускорениях и низких скоростях вращения.

Цель изобретения .— повышение точности измерения угловой скорости.

Цель достигается тем, что в устройство измерения угловой скорости, содержащее блок измерения средней угловой скорости по периоду, два выхода которого соединены с преобразователем числа импульсов эталонной частоты в величину напряжения, введены блок измерения приращения угловой скорости, интегратор и сумматор, при этом выход преобразователя соединен с первым входом блока измерения приращения угловой скорости и первым входом сумматора, выход блока измерения приращения угловой скорости соединен с первым входом интегратора и вторым входом сумматора, а выход интегратора соединен с третьим входом сумматора, причем третий выход блока измерения средней угловой скорости по периоду соединен со вторыми входами блока

726480 измерения приращения угловой скорости и интегратора.

Работа устройства измерения угловой скорости поясняется кривыми, представленными на фиг.l. Увеличение в начале каждого периода Т усредненной скорости мщ (кривая II) на

5 половину величины йриращения скорости (0,5лш ) приводит к получению новой кривой (м р + 0,5аи ), обозначенной пунктиром, которая на границах каждого периода Т касается кривой I ..

Так как наклон кривой 7 определя- ется угловым ускорением du)/dt,то i добавление к новой кривой интеграла от углового ускорения, измеряемого .в течение каждого периода Т, приводит 15 к получению суммарной кривой (ц ; = м,, + 0,5@ +t d /dt d ), которая совместится с кривой I измеряемой скорости (принимая, что в теченйе двух периодов дш/dt = const, 20

На фиг. 2 представлена блок-схема устройства, которое содержит блок 1 измерения средней угловой скорости по периоду, блок 2 преобраэованйя числа импульсов эталонной частоты в величину напр яжени а пропорционалъного угловой скорости, блок 3 измерения приращения угловой скорости, йнтегратор 4 и сумматор 5, при этом блок измерения средней угловой скорости по периоду содержлт импульсный датчик скорости. б, генератор 7 эталонной частоты, ключ 8, триггер 9, счетчик 10 числа импульсов эталонной частоты, счетчик l l числа импульсов, датчика скорости и регистры памяти

12, 13.

В исходном состоянии ключ 8 закрыт, триггер 9 находится в состоянии 1 . Ближайший импульс с вы- хода датчика 6 своим задним фронтом произведет сброс в нулевое состояние счетчйков 10 и 11 и откроет ключ

8. Начнется заполнение счетчика 10 имйульсами эталонной частоты f c генератора 7 и счетчика ll импульсами с выхода датчика 6. 1Io истечении заданного времени Т йа выходе Соответствующего разряда счетчика 10 появится импульс, который установит триггер 9 в состояние 0 . ДапеЕ щ заполнение счетчика 10 импульсами эта. лонйой частоты будет йроисходйть в течение времени q t до прихода ближайшего импульса с выхода датчика б. Этот импульс своим передним фронтом опрокинет триггер 9 в состояние "1 . В момент перехода триггера 9 из состояния 1 его"выл ходной сигнал (передиий Фронт), сни" маемый с прямого выхода, закроет ключ 8 и произведет перепись числа 60 счетчика 10 в регистр памяти 12 и числа счетчика 11 в регистр памяти

13. Очередной интервал времени измерения T начнется с приходом заднего фронта того же импульса с датчика б, который произведет обнуление счетчиков 10 и 11 и откроет ключ 8, после чего начнатся заполнение соответствующими импульсами счетчиков 10 и 11.

Таким образом, в блоке 1 имеется заданное время Т, определяемое соответствующим количеством разрядов счетчика 10, по истечении которого ближайший импульс с датчика б заканчивает интервал времени измерения Т = nT (n — кратность с.импульсного датчика скорости) . Обеспечив в нижнем диапазоне изменения скорости и» 1,во всем диапазоне измерения скорости будем иметь

Т а const.

Числа N = Й Т и n = Т /Т, содержащиеся соответственно в регистрах памяти 12 и 13, однозначно опрецеляют угловую скорость м,> по периоду. Эти числа известными способами в блоке 2 преобразуются в величину напр яжени я, пропорциональную угловой скорости, Напряжение, пропорциональное угловой скорости coqp„ c выхода блока 2 поступает на вход блока З,в котором путем вычитания результатов измерения за два соседних интервала времени Т формируется напряжение, пропорциональное приращению угловой скорости aw . Формирование этого напряжения происходит в течение каждого интервала времени измерения и заканчивается появлением сигнала на выходе триггера 9. Так как интервал времени измерения Т и const то вели1 чина д м пропорциональна угловому ускорению dw/dt = К ам где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Напряжение, пропорциональное угловому ускорению, с выхода блока 3 поступает на вход интегратора 4, где происходит его интегрирование в течение каждого интервала времени

Т . По окончании времени Т сигналом с выхода триггера 9 в интеграторе 4 устанавливаются нулевые начальные условия.

Выходные величины с блоков 2, 3 и интегратора 4 поступают на вход сумматора 5, с выхода которого снимается напряжение, пропорциональное угловой скорости

@i ц р05mu (du/дФ d о

Формула изобретени я

Устройство для измерения угловой скорости, содержащее блок измерения средней угловой скорости по периоду, два выхода которого соединены с преобразователем числа импульсов эталонной частоты в величину напряжения, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности измерения угловой скорости, в него

7 26480.

Ф .з. 2

Составитель A. Трегубов

Техред О. Андрейко Корре ктор В, Синицкая.ч

Редактор A. Павлюк

Тираж 1019 Подписное

JHHHIIH Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F.-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 868/21

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 введены блок измерения приращения угловой скорости, интегратор и сумматор, при этом выход преобразователя соединен с. первым входом блока измерения приращения угловой скороСФи и первым входом сумматора, выход блока измерения приращения угловой скорости соединен с первым входом интегратора и вторым входом сумматора, а выход интегратора соединен с третьим входом сумматора, причем третий выход блока измерения средней угловой скорости по периоду соединения со вторыми sxoдами блока измерения приращения угловой скорости и интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2583091/10, кл. G P 3/48, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

М 169948,,кл. G 01 P 3/54, 1965."