Датчик скорости вращения

 

Союз Советских

Социв .истических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„,830246 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Звввлено 170579 (21) 2765445/18- 10 (51) М. Кл.з

G 01 Р 3/486 с присоединением заявки Йо

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150581.Бюллетень М 18 (53) УДК 531 7:621

317 39(088 8) Дата опубликования описания 1505,81

В.А, Поджаренко, П.Л. Мельничук, В.С. Овчинников и Б В Сало (72) Авторы (54) ДАТЧИК СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в машиностроении и приборостроении.

Известен датчик скорости вращения, содержащий трехфазный сельсин, узел

Формирования сигнала пилообразной формы из выходного сигнала сельсина, дифференциатор, выпрямитель 11.

Однако в таком датчике сигнал пилообразной формы получают искусственным путем, т..е. путем дополнительного преобразования выделения участков синусоиды. Всякое дополнительное преобразование вносит дополнительную погрешность. Кроме того, крутизна ска- тЗ тов синусоиды в каждый момент времеHH различна (sin x=cosx), поэтому искусственное формирование пилообразного напряжения связано со значительной потерей измерительной информации. 2О

Изв ест но устройство, содержащее последовательно соединенные формирователь напряжений пилообразной формы, схему сравнения-двух напряжений, выход которой подключен ко входам счет чика импульсов, а его выход через преобразователь код-напряжение подключен ко второму входу схемы сравнения (2).

Недостатком устройства является малая точность измерения из-за погрешностей изготовления. первичного датчика, погрешности квантования и погрешности устройства сравнения.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности датчика и точности преобразования скорости вращения и частоту следования импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что Формирователь напряжения пилообразной формы выполнен в виде фотоэлектрического первичного преобразователя, и дополнительно введены сумматор, уси" усилитель, формирователь калиброванных импульсов, дополнительный счетчик импульсов, дополнительный преобразователь код-напряжение и логическая

„"хема ИЛИ, причем первичный преобразователь, сумматор, усилитель, схема сравнения, формирователь калиброванных импульсов вкл|очены последовательно, а выход формирователя калиброванных импульсов, через логическую схему ИЛИ подключен ко входу счетчика импульсов, выход которого соединен с дополнительным счетчиком импульсов, кодовые выходы которого подслючены к дополнительному преобразователю код-напряжение, выход которо830246 го соединен со вторым входом сумматора.

На фиг. 1 представлена структурная схема датчика; на фиг. 2 — его временные диаграммы.

Датчик скорости вращения содержит последовательно соединенные фотоэлектрический первичный преобразова- тель 1, сумматор 2, усилитель 3, схему 4 сравнения двух напряжений, формирователь 5 калиброванных импуль- о сов. Выход формирователя калиброванных импульсов, являясь выходом датчика, подключен к одному из входов логической схемы б ИЛИ, второй вход которой подключается к устройству запуска, т.е. на ее второй вход подается импульс "Пуск", а выход логической схемы 6 подключен ко входу счетчика 7 импульсов, с которым последовательно соединен дополнительный счетчик 8 импульсов. Кодовые выходы 2О дополнительного счетчика 8 через дополнительный преобразователь 9 коднапряжение подключены к второму входу сумматора 2, а кодовые выходы счетчика 7 через преобразователь 10 код- д напряжение 10, подключены ко второму входу схем 4 сравнения напряжения, Первичный фотоэлектрический преобразователь (его модулятор) выполнен таким образом, что за один оборот вала получают один импульс, крутизна переднего фронта которого пропорциональна мгновенной угловой скорости.

Ввиду этого относительная погрешность изготовления датчика минимальна (z = 1) .

Формирователь калиброванных импуль.сов служит для получения строго калиброванных по амплитуде и по длительности импульсов на выходе датчика угловой скорости, а также для обеспе- 40 чения нормальной работы счетчика 7 и дополнительного счетчика 8 импульсов.

Датчик работает следующим образом.

Первоначально дополнительный счет- 45 чик 8 устанавливается в состояние

"0", а исходное состояние счетчика

7 — "1", что может быть достигнуто, например, за счет обратной связи с выхода счетчика 7 на второй вход логической схемы б ИЛИ, На выходе преобразователя 10 код-напряжение появляется первый уровень напряжения.

B ìîìåíò равенства напряжения пилообразной формы с выходным напряжением преобразователя 10 код-напряжение срабатывает схема 4 сравнения и на выходе формирователя 5 появляется импульс, который подается на вход логической схемы б ИЛИ, выходной импульс которой переводит счетчик 7 в следующее положение. Преобразователь 10 код-напряжение вырабатывает второй уровень напряжения.

Процесс повторяется до переполнения счетчика 7. Импульс переполнения счетчика 7 подается на вход дополнительного счетчика 8. Дополнительный . преобразователь 9 код-напряжение вырабатывает уровень напряжения, которое подается на второй, интертирующий вход сумматора 2, и вычитаясь из пипообразного напряжения первичного преобразователя, усиливается усилигелем 3. Усиленный сигнал пилообразной формы, крутизна фронтов которого пропорциональна мгновенной скорости вращения подается на вход схемы 4 сравнения, причем пилообразное напряжение в каждом новом цикле начинается с нуля и заканчивается своим максимальным значением при переполнении счетчика 7. Каждый импульс с выхода счетчика 7 дает начало новому циклу. Переполнение дополнительного счетчика 8 возвращает схему датчика в исходное состояние. Частота следования импульсов на выходе формирователя 5 равна

Оык 2где f — выходная частота фотоэлектри1 ческого измерительного преобразователя;

R, R — емкость счетчиков 7 и 8.

Так драк

П С) 2 ба где n(4) — функции изменения скорости вращения., 2 — число прозрачных, непрозрачных элементов модулятора, то при Z=1 т.е. при минимальной конструктивной погрешности модулятора (датчика, частота на выходе датчика равна

n(t) R ° Rэ ык

Если выполняется условие, что R1=

=R<=R, то частота на выходе датчика определяется соотношением п(1) k

Ьь к Бо

Таким образом, предлагаемая структура позволяет увеличить разрешающую способность датчика в R раэ. Это становится возможным за счет усиления информативного сигнала в R раз и вместе с тем разбиения "пилы" на R поддиапазонов, так как максимальное входное напряжение схемы сравнения ограничено ее паспортными данными.

Это позволяет значительно уменьшить погрешность операции сравнения напряжения устройством сравнения, так как уровень компарирования увеличивает"я в R раз.

830246

"6 ix З,Ю

"ma

Формула изобретения

Датчик скорости вращения, содержащий формирователь напряжения пилообразной формы, схему сравнения двух напряжений, выход которой подключен ко . входам счетчика импульсов, выходы которого через преобразователь код-напряжение подключены ко второму вхо ду схемы сравнения, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения разрешающей. способности датчика и точности преобразования скорости вращения в частоту следования импульсов, формирователь напряжения пилообразной формю выполнен в виде фоторлектрического первичного преобразова- 5

I теля и датчик снабжен сумматором, усилителем, формирователем калиброванных импульсов, дополнительным счетчиком импульсов, дополнительным преобразователем код-напряжение и логической схемой ИЛИ, причем фотоэлектрический пер" вичный преобразователь, сумматор, уси" литель, схема сравнения и формирователь калибрбванных импульсов включены последовательно, а выход формирователя калиброванных импульсов через логическую схему ИЛИ подключен ко входу счетчика импульсов, выход которого соединен со входом дополнительного счетчика импульсов, кодовые выходы которого подключены к дополнительному преобразователю код-напряжение, выход которого соединен со вторым входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 481835, кл. G 01 Р 3/46, 1973 °

2. Авторское свидетельство СССР

В 370701, кл. Н 03 В 19/10, 1971 (прототип).

ВНИИПИ Заказ 3301/52

Тираж 907 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4