Устройство для измерения скорости

 

Союз Советских

О П И С А Н И Е «>81П5!

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Социалистических

Республик

Государственный комитет ло делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень ¹ 9 (53) УДК 531.77 (088.8) (45) Дата опубликования описания 10.03.81 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

Изобретение относится к измерению и контролю параметров движения производственных механизмов и предназначено для измерения величины скорости объектов, снабженных импульсными датчиками скорости. Оно также может быть использовано для измерения соотношения скоростей двух объектов.

Известны устройства для измерения скорости, которые содержат генераторы эталонной частоты, импульсные датчики, счетчики и блоки управления 11).

Относительная погрешность измерения скорости этих устройств выражается формулой деляемой скорости, счетчики импульсов эталонной частоты и определяемой скорости, компаратор, блок задания интервала измерения и блок управления, первый вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, второй — к выходу датчика определяемой скорости, третий — к выходу компаратора, четвертый — к шине сигнала запуска устройства, а первый выход—

10 и входу счетчика импульсов эталонной частоты (2). Это устройство повышает точность измерения и имеет погрешность измерения, одинаковую во всем диапазоне измеряемых скоростей, благодаря подсчету це15 лого числа периодов импульсов от датчика определяемой скорости, которое осуществляется введением в устройство делителя частоты, дешифратора и регистра.

Однако такое устройство имеет сложную

20 конструкцию.

Цель изобретения — упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что вход счетчика импульсов определяемой ско25 рости соединен с вторым выходом блока управления, первый вход компаратора связан с выходом счетчика импульсов эталонной частоты, а второй вход — с выходом блока задания интервала измерения. Блок управления содержит асинхронный и син1

+on с Х-.== количество импульсоа, поступившее в счетчик за время измерения.

При низких скоростях объекта количество импульсов, поступившее от датчика, уменьшается, а следовательно, повышается относительная погрешность, которая может составить недопустимо большую величину.

Известно также устройство для измерения скорости, содержащее генератор эта= лонной частоты, импульсный датчик опрс(61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.08.75 (21) 2167659/18-10 (51) М.Кл.з G 01 P 3/54 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

811151 хронный триггеры и два элемента совпадения, причем первый вход первого элемента совпадения подключен к первому входу блока управления, первый вход второго элсмента совпадения, соединенный с входом синхронизации синхронного триггера, подключен к второму входу блока управления, нулевой вход асинхронного триггера — и третьему входу блока управления, единичный вход асинхронного триггера — к четвертому входу блока управления, единичный выход асинхронного триггера соединен с единичным входом синхронного триггера, нулевой выход асинхронного триггера — с нулевым входом синхронного триггера, единичный выход синхронного триггера — с вторыми входами обоих элементов совпадения, выход первого элемента совпадения подключен к первому выходу блока управления, а выход второго элемента совпадения — к второму выходу блока управления.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— временная диаграмма работы.

Устройство содержит генератор эталонной частоты 1 с частотой t,, импульсный датчик 2 определяемой скорости с частотой f„„, блок управления 8, входы а и б которого соединены с генератором эталонной частоты 1 и импульсным датчиком 2, счетчики 4 и 5 импульсов эталонной частоты и определяемой скорости соответственно, входы последних соединены с выходами в и г блока управления 8, блок б задания интервала измерения и компаратор 7. Первый вход последнего связан с выходом счетчика 4 импульсов эталонной частоты, второй вход — с выходом блока задания интервала измерения, а выход — с входом д блока управления. Блок управления 8 имеет вход е, соединенный с шиной запуска устройства.

Блок управления 8 имеет асинхронный

8 и синхронный 9 триггеры и два элемента совпадения 10 и 11, причем первые входы элементов совпадения подключены к входам а и б блока управления, нулевой и единичные входы асинхронного триггера 8 подключены к входам д и е блока, нулевой и единичный выходы асинхронного триггера 8 соединены с соответствующими входами синхронного триггера 9, вход синхронизации которого подключен к входу б блока управления, а единичный выход — к вторым входам элементов совпадения 10 и 11, выходы которых подключены соответственно к выходам в и г блока.

В исходном состоянии счетчики 4 и 5 обнулены, триггеры 8 и 9 установлены в нулевое состояние, в результате этого элементы совпадения 10 и 11 закрыты.

Перед запуском устройства в блоке б задания интервала измерения устанавливают время измерения, задаваемое кодом числа, соответствующим количеству импульсов генератора эталонной частоты 1.

Устройство запускается подачей по шине запуска спгнала U, êîòîðûé устанавливает триггер 8 в единичное состояние и подготавливает триггер 9 к единичному состоянию. С приходом очередного импульса от датчика 2 триггер 9 также устанавливается в единичное состояние. На единичном выходе последнего появляется сигнал U,, открывающий элементы совпадения 10 и 11 (на фиг. 2 этот момент обозначен t ). После этого оба счетчика 4 и б начинают считать импульсы от генератора эталонной частоты 1 и датчика 2 соответственно.

В момент !q, когда в счетчике 4 фиксируется число импульсов Л,, равное коду, заданному в блоке б, на,выходе,компаратора 7 появляется сигнал U„, который устанавливает триггер 8 в нулевое состояние, подготавливая триггер 9 к нулевому состоянию. Установка триггера 9 в нулевое состояние происходит в момент t3 от очередного импульса, поступающего с датчика 2. В результате элементы 10 и 11 закрываются и счет импульсов прекращается. В счетчике 4 фиксируется число импульсов от генератора 1, равное числу V„a в счетчике б — от датчика 2 равное числу N„„.

Величина скорости определяется выражением

К, N,.„

Ь., N

45 где К вЂ” коэффициент пропорциональности, переводящий число импульсов датчика определяемой скорости в угол поворота вала или в путь, проходящий точкой окружности вала за время измерения;

К вЂ” коэффициент пропорциональности, переводящий число импульсов счетчика эталонной частоты во время измерения;

Л,„— число импульсов, поступающее от датчика определяемой ско50 рости за время измерения;

Л, — число импульсов, поступившее от счетчика эталонной частоты за время измерения.

Погрешность определения скорости за55 висит от погрешности определения целого числа периодов импульсов от генератора эталонной частоты и от датчика. От датчика фиксируется целое число периодов, поэтому погрешность в определении М„„отсут60 ствует. Абсолютная погрешность определения числа периодов от генератора эталонной частоты может колебаться от нуля до двух периодов. В среднем абсолютная погрешность составляет один период. Относи66 тельная погрешность определения N, со811151

Г

Х Rf г — 3) / ) 1 ставляет — . Такую же погрешность имеет

N, и значение определяемой скорости. Эта погрешность не зависит от величины измеряемой скорости и, следовательно, одинакова во всем диапазоне измеряемых скоростей.

Для измерения соотношения скопостей двух объектов вместо генератора эталонной частоты в устройство надо включить импульсный датчик скорости, кинематически связанный с объектом, скорость которого берется за эталон.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения скорости, содержащее генератор эталонной частоты, .импульсный датчик определяемой скорости. счетчики импульсов эталонной частоты и определяемой скорости, компаратор, блок задания интервала измерения и блок управления, первый вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, второй — к выходу датчика определяемой скорости, третий — к выходу компаратора, четвертый — к шине сигнала запуска устройства, а первый выход — к входу счетчика импульсов эталонной частоты, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, вход счетчика импульсов определяемой скорости соединен с вторым выходом блока управления, первый вход компаратора связан с выходом счетчика импульсов эталонной частоты, а второй вход — с выходом блока задания интервала измерения.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что блок управления содержит

5 асинхронный и синхронный триггеры и два элемента совпадения, причем первый вход первого элемента совпадения подключен к первому входу блока управления, первый вход второго элемента совпадения, соедиIO ненный с входом синхронизации синхронного триггера, подключен к второму входу блока управления, нулевой вход асинхронного триггера — к третьему входу блока управления, единичный вход асинхронного

15 триггера — к четвертому входу блока управления, единичный выход асинхронного триггера соединен с единичным входом синхронного триггера, нулевой выход асинхронного триггера — с нулевым входом синхронного триггера, единичный вход синхронного триггера — с вторыми входами обоих элементов совпадения, выход первого элемента совпадения подключен к первому выходу блока управления, а выход второго элемента совпадения — к второму выходу блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

®О 1. Богорад Г. 3. Цифровые регуляторы и измерители скорости. — М., Энергия, 1966, гл. 3.

2. Авторское свидетельство СССР № 449302, кл. G 01 P 3/54, 1974 (прототип).

811151

Фиг. 2

Составитель В. Васильев

Техред Л. Куклина Корректор С. Файн

Редактор M. Стрельникова

Заказ 221/224 Изд. № 216 Тираж 915 Подписное

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

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»