Устройство для измеренияскорости вращения вала

 

ОПИСА 4Н:

ИЗОБРЕТЕНИЯ п1,794И6

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.01.79 (21) 2724651/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

G 01Р 3/42

G 08С 9/00

Государственный комитет (43) Опубликовано 07.01.81. Бюллетень № 1 (53) УДК 531.767 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07.01.81 (72) Авторы изобретения

Е. И. Усышкин, В. А. Данилин и В. М. Бедеров

Всесоюзный научно-исследовательский кинофотоинститут (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

ВРАЩЕНИЯ ВАЛА

Изобретение относится к системам автоматического контроля скорости валов механизмов и машин, а именно к устройствам для измерения скорости вращения вала, связанного с сельсином. 5

Известны устройства для измерения скорости вращения вала, с сельсином, содержащие опорный генератор, демодуляторы выходных квадратурных сигналов, дифференциаторы демодулированных сигналов, 10 узлы возведения в квадрат и извлечения корня, а также делители результирующего сигнала на амплитуду опорного сигнала (1).

Такие устройства сравнительно сложны 15 и вследствие этого недостаточно надежны и точны.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для измерения скорости вращения вала, содер- 20 жащее опорный генератор с двумя делителями частоты, фазный источник опорных напряжений и стробопреобразователь, подключенный по входам к выходу сельсина и к опорному генератору. Выходной сигнал 25 стробопреобразователя имеет частоту, в коэффициент делителя раз большую, чем частота вращения вала. Поэтому частота сигнала преобразователя является мерой вращения вала (2). 30

Недостаток такого устройства для измерения скорости вала состоит в том, что частота выходного сигнала, являющаяся частотой информации, уменьшаясь, стремится к нулю, а при увеличении скорости может оказаться слишком высокой, что обуславливает запаздывание информации и снижение точности при использовании этого устройства в следящих системах. Кроме того, это устройство не позволяет определить направление скорости вращения вала, что сужает область его использования в следящих системах.

Целью изобретения является повышение точности работы.

Для достижения поставленной цели в устройство для измерения скорости вращения вала введены сумматор импульсов, фазовый дискриминатор, демодулятор и управляемый генератор. Один вход фазового дискриминатора соединен с выходом сельсина, а другой вход — с выходом второго делителя частоты, вход которого соединен с выходом сумматора импульсов. Выход фазового дискриминатора соединен с входом демодулятора и через усилитель — с входом управляемого генератора, выход которого соединен с первым входом сумматора импульсов, с вторым входом которого соединен выход опорного генератора, 794516

У У. +У f7+f; 1О

55 откуда

f7 f7

f 5 — К10f1 + 10

> 8 К!0

Выбирая коэффициент деления К1О несколько большим коэффициента деления К, Это позволяет повысить точность работы устройства, а также измерять скорость, меняющуюся по знаку.

На чертеже приведена структурная схема устройства. 5

Устройство содержит сельсин 1, подключенный к первому входу фазового дискриминатора 2, который через демодулятор 3 i усилитель 4 подключен к управляемому генератору 5. Генератор 5 по выходу соединен 10 с первым входом сумматора 6 импульсов.

Опорный генератор 7 по одной цепочке соединен через делитель 8, частоты, имеющий достаточно большой коэффициент деления, с фазным источником 9 опорных напряже- )5 ний питания сельсина 1, а по другой цепочке — со вторым входом сумматора 6 импульсов. Выход сумматора 6 через делитель

10 частоты соединен со вторым входом дискриминатора 2. На выходе устройства 20 может быть также предусмотрен сумматор

11 напряжений сигналов.

Измерение скорости осуществляется следующим образом.

Сельсин 1, включенный по схеме фазо- 25 вращателя, при вращении вала вырабатывает сигнал несущей частоты, фаза которого меняется со скоростью вращения вала, Выходной сигнал сельсина 1, поступая на дискриминатор 2, изменяет скважность ши- 30 ротно-импульсной модуляции сигнала на его выходе и через демодулятор 3 и усилитель 4 регулирует частоту генератора 5.

Сумматор 6 суммирует импульсную последовательность от опорного генератора 7 с 35 импульсами генератора 5. В результате получается последовательность с частотой импульсов генератора 7, увеличенная на частоту генератора 5. Делитель 10 с большим коэффициентом деления сглаживает нерав- 40 номерности следования импульсов результирующей последовательности. Импульсы с выхода делителя 1 поступают на второй вход дискриминатора 2.

Данная система имеет замкнутую струк- 45 туру, в которой частоты сигналов на обоих входах дискриминатора 2 должны быть равны.

Если обозначить частоту вращения сельсина f1, частоту опорного генератора f7, 50 коэффициент делителей 8 и 10 соответственно — К и К1о, а частоту генератора управляемого f> то можно обеспечить, чтобы при максимальной по абсолютной величине и отрицательной по знаку частоте f1 частота f была положительной и достаточно большой в смысле временной плотности информации. При частоте вращения f>, равной или близкой к нулю, в данном устройстве представляется возможным обеспечить измерение скорости при достаточно высокой частоте отсчетов, т. е. при частоте f> генератора 5.

Включая сумматор 11 аналоговых сигналов можно при этом обеспечить симметричную характеристику вход — выход устройства по аналоговому сигналу.

Таким образом, устройство позволяет в несколько раз повысить частоту отсчетов информации, а следовательно, во столько же раз повысить точность измерения скорости устройства.

Кроме того, устройство позволяет фиксировать направление скорости вращения в ходе рабочих процессов машин и механизмов, и тем самым расширить возможности использования устройств для измерения скорости вращения валов с сельсином.

Экономический эффект от использования данного устройства обусловлен его техническими преимуществами.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее опорный генератор, выход которого через первый делитель частоты подключен к фазному источнику опорного напряжения, выход которого соединен с входом сельсина, сумматор напряжений, один вход которого соединен с выходом усилителя, а другой вход — с шиной запуска, и второй делитель частоты, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства, в него введены сумматор импульсов, демодулятор, фазовый дискриминатор и управляемый генератор, один вход фазового дискриминатора соединен с выходом сельсина, а другой вход — с выходом второго делителя частоты, вход которого соединен с выходом сумматора импульсов, выход фазового дискриминатора соединен с входом демодулятора и через усилитель — с входом управляемого генератора, выход которого соединен с первым входом сумматора импульсов, с вторым входом которого соединен выход опорного генератора.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 4019145, кл, 328 †1, опублик. 1977.

2. «Техника кино и телевидения». № 12, 1973, с, 3 — 6 (прототип).

794516

Редактор Л. Утехина

Заказ 44/18 Изд. Ка 147 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр, Сапунова, 2

Составитель И. Назаркина

Техред А. Камышникова

Корректоры: В. Нам и О. Гусева