Цифровой измеритель относительной разности скоростей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕтЕНИЯ -»63797

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 09. 06. 75 (21) 2142617/10 с присоединением заявки И9" (23) ПриоритетG 01 P 3/56

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 15,0980. Бюллетень М934

Дата опубликования описания 180980 (53) УДК 621.317.39 (088. 8) (72) Автор изобретения

Б.А.Фурман

Фг (71) Заявитель

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И.Ленина (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ OTHOCHTEJIbHOA

РАЗНОСТИ СКОРОСТЕЙ

Изобретение относится к цифровой технике электрических измерений параметров движения и может быть использовано для измерения относительной разности скоростей вращения 5 различных машин и механизмов.

Известные цифровые измерители скорости и ее разности содержат два импульсных тахометра и цифровую ,схему, включающую генератор эталон- 10 ной частоты, блок тактовых импульсов, блок калиброванных интерва— лов времени, блок временного интервала, промежуточную память, блокиуправления и индикации (1J. Эти уст- f5 ройства измеряют абсолютную разность скоростей, а для получения относительной разности требуется выполнение дополнительной операции, что ухудшает динамику измерения скорости и 2О

I снижает точность измерения.

Целью изобретения является повышение точности измерения относительной разности скоростей с малыми затратами времени. 25

Цель достигается тем, что в цифровую схему введен дискретный преобразователь эталонной частоты, управляемый от генератора эталонной частоты и от одного из тахогенераторов, а 30 выход преобразователя управляет блоком тактовых интервалов.

На чертеже представлена схема уст.— ройства. Измеритель относительных значений разности скоростей содержит генератор 1 эталонной частоты преобразователь 2 эталонной частоты, блок

3 тактовых импульсов, бЛЬк 4 задания калиброванных интервалов, блок 5 временного интервала, блок 6 промежуточной памяти, блок 7 управления переносом информации, выходное отсчетное устройство 8, импульсные тахометры 9 и 10.

Преобразователь 2 эталонной частоты состоит из счетчика 11, образуемого счетными декадами 12,13Ä14 и синтезатора 15 субгармоник эталонной частоты образуемого счетными

l декадами 16, 17, 18, группами схем совпадения 19, 20, 21 и схемой ИЛИ 22 .

Соединение элементов показано на схеме. .Блок 3 тактовых импульсов содержит буферные делители 23 и 24 частоты входы которых связаны соответственно с выходами генератора I эталонной частоты и преобразователя

2 частоты, двухвходовые схемы И 25, 26 и 27, двухвходовую схему ИЛИ 28, 763797 входы которой связаны с выходами схемы И 25, 26.

Блок 4 задания калиброванных интервалов состоит из буферного делителя 29 частоты, вход которого*связан с ныходом схемы ИЛИ 28, а выход с входом счетчика 30„ управляющего дешифратора 31, и из трех RS-триггеров 32,33 и 34, единичные входы которых связаны с выходами дешифратора 31, а сбросоные входы подключены к шине 35 сброса, связанной с выходом счетчика 30. ВыХод дешифратора 31 образует также цепь сброса

36, связанную с выходным отсчетным устройством 8.

Блок 5 временного интервала содержит две схемы И 37,38, информационные входы которых связаны соотвестненно с выходами импульсных тахометрон 9 и 10, а управляющие — с инверсными выходами триггеров 32 и

33. Выход схемы И 37 связан со входом счетчика 11 преобразователя 2 эталонной частоты.

Блок 6 промежуточной памяти состоит из двухнходовых схем ИЛИ 39, 2

40 и счетчиков 41,42. Тактовые входы схем ИЛИ 39,40 объединены и связаны с выходом схемы И 26, а информационные входы связаны соответственно с выходами схем И 37,38. Выходы схем

ИЛИ связаны ео входами счетчиков 41, 42, сбросоные цепи которых подключены к шине 35..

Блок 7 управления переносом информации содержит триггеры 43 и 44, трехвходоные схемы И 45,46, двух-. входовую схему ИЛИ 47.

Выходное отсчетное устройство

8 состоит из счетчика 48, триггера 49 знака и блока 50 индикации. Счетный вход счетчика 48 включен на .выход 40 схемы 47 совпадения, вход установки нуля включен на шину 36 сброса, выходы счетчика 48 связаны с цифровыми входами блока 50 индикации.

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

Полный цикл измерения состоит из 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 скоростей, измеренных на первом этапе.

Периодизация работы схемы и этапы работы н пределах одного цикла опре- Я деляются временными соотношениями, вырабатываемыми в блоке 4 задания калиброванных интервалов.

Длительность указанных интервалов определяется как сумма периодон у5 следования импульсов тактовой частоты, поступающих на вход счетчика 30, 1 а число членов суммы зависит от числа, набираемого в дешифраторе 31 для каждого задаваемого интервала. При этом длительности. существования управляющих сигналов на выходах триггеров 32 и 33 определяют интервалы пропуска импульсов от датчиков 9 и

10 через схемы И блока 5 временного интернала.

Длительность существования управляющего сигнала на прямом выходе триггера 34 определяет интервал второго этапа — этапа переноса информации.

Начало второго этапа фиксируется импульсом сброса, вырабатываемым дешифратором 31 на шине 36.

Окончание второго и начало первого этапа последующего цикла измерения фиксируется импульсом сброса, который вырабатывается как импульс переполнения счетчика 30 на шине 35.

Выходы триггера 34 управляют входами схем И 25,26 и 27 блока 3 тактовых импульсов, так что в качестве тактовой частоты на счетчик 30 на первом этапе поступает эталонная частота генератора 1, а на втором— выходная частота преобразователя 2 частоты. На первом этапе измерения в счетчик 11 блока 2 преобразования частоты поступает число импульсов, пропорциональное скорости, измеряемой датчиком 9, так что выходная частота синтезатора 15 оказывается пропорциональной указанной скорости.

Таким образом, на входы счетчиков

30,41 и 42 на втором этапе измерения гоступает тактовая частота, пропорциональная скорости датчика 9, а длительность самого второго этапа оказывается обратно пропорциональной указанной скорости.

На первом этапе измерения импульсы тахометров 9 и 10 поступают через схемы И 37,38 и схемы ИЛИ 39,40 на нходы счетчиков 41 и 42, емкость которых соответствует верхнему пределу диапазона измерения скоростей.

На втором этапе измерения на вход указанных счетчиков поступают импульсы тактовой частоты переноса с выхода схемы И 26, пропорциональной скорости,. измеряемой тахометром 9, а на тактовые входы схем И 45, 46 — эталонная частота с выхода схемы И 27, которая численно равна выходной час""îòå синтезатора 15 для режима скорости, соответствующей верхнему пределу измерения.

Триггеры 43 и 44 устанавливаются в единичное состояние импульсами переполнения каждого из счетчиков

41 и 42 при заполнении их тактовой частотой. Выходы триггеров 43 и 44 ,так связаны с управляющими входами схем И 45,46, что в течение второго

763797

dn = -" — "

1 у "2 " < чл либо

Формула изобретения

aL

I 4

ВНИИПИ Заказ 7241/56 Тираж 1019 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, этапа одна из них оказывается открытой на время, равное сумме периодов тактовой частоты переноса. При этом число периодов в сумме определяется абсолютным значением разности чисел, записанных в счетчиках 41 и 42 на первом этапе, т.е. абсолютным значением разности измеряемых скоростей, а длительность самого периода оказывается обратно пропорциональной скорости тахометра 9. Таким образом, время открывания схемы И 45 или 46 а значит и число импульсов эталонной частоты, которое поступит за это время через схему ИЛИ 47 на счетчик

48, представляет относительное значение разности измеряемых скоростей. 15

Открывание той или иной из двух указанных схем И определяется знаком разности. В то же время выходы схем

И 45, 46 используются для управления по установочным входам триггером 20

49 знака выходного отсчетного устройства 8.

Сигналы, снимаемые с выходов декадного счетчика 48, поразрядно управляют цифровыми индикаторами индикаторного устройства 50, а выходы триггера 49 знака связаны со знаковыми индикаторами. указанного устройства.

Сброс счетчика 48 в исходное состояние производится в начале второго этапа измерения импульсом сброса, снимаемым с шины 36.

Как следует из вышесказанного, после каждого цикла измерения на выходе устройства индицируется результат, выражающий относительное значение разности частот импульсных тахомет ов

P у 26 т1 где У и 1 — частоты тахометров 9 и 40

10 соответственно.

При введении соответствующих масштабных чисел в дешифраторе 31 блока 4 задания калиброванных интервалов результат измерения может выражать численные значения: где п„,h èU„ U g - угловые и окружные скорости соответствующих звеньев механизмов, с приводными валами которых связаны импульсные тахометры.

Выбором места запятой в выходном декадном счетчике результат измерения может быть выражен в процентах.

Цифровой измеритель относительной разности скоростей, содержащий два импульсных датчика скорости, подключенных к измерительной схеме, выполненной в виде генератора эталонной частоты, блока тактовых импульсов, блока временного интервала из двух схем И, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в измерительную схему дополнительно введен управляемый синтезатор частот, состоящий из делителя частоты, счетчика, связанного с делителем частоты поразрядно через схемы совпадения, выходы которых объединены схемой ИЛИ, при этом вход делителя частоты связан с генератором эталонной частоты, вход счетчика подключен к выходу одной из„ схем

И блока временного интервала, а выход схемы ИЛИ подключен ко входу блока тактовых импульсов.

Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

Ф 330474, кл. G 01 Р 3/44, 1967 (прототип).