Измеритель параметров движения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЯЬСТВУ

Союз CooovcKNx

Сециапнстических республнк 1873146 (61) Дополнительное к аат. сеид-ву (22) Заявлено 130979 (23) 2820553/18-21 (53)M. Кл. с присоединением заявки М

G 01 R 23/02

Госуаврствемнмй каивтет

СССР но дави изобретений н открмтнй (23) Приоритет

Опубликовано 15.10.81. Бюллетень Й9 38 (53) УДК 621. 317. 7 (088.8) Дата опубликования описания 15.1081 (72) Автор, изобретения

Б.A.Ôóðìàí

Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И.Ленина (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ПАРЛМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ

Устройство относится к технике электрических измерениЯ параметров движения и может быть использовано для измерения относительных значений разности скоростей и для измерения ускорений врещения или перемещения.

Известен измеритель параметров движения, содержащий два.импульсных датчика скорости, генератор эталонной частоты, формирователь временных интервалов, счетчики проьжжуточной памяти, блок сравнения и управления переносом информации и выход ное отсчетное устройство. (1 ).

Недостатками этого устройства являются ограничение функциональных воэможностей измерением значений разности скоростей, а также высокие требования к разрешающей способности импульсных датчиков скорости.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство измерения параметров движения, содержащее два им пульсных датчика скорости, блок измерения периода, состоящий иэ перво»

ro и второго уриггерных формирователей и связанных с ними первой и второй схем И, генератор эталонной частоты, преобразователь код-частота, вход управления которого связан с выходом второй схем И, а частотный вход — с выходом генератора эталонноЯ частоты, блок промежуточной памяти, блок сравнения и управления переносом информации, выходное.отсчетное устройство (2 ), Недостаток известного устройстваограниченные функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

Эта цель достигается тем, что в измеритель параметров движения, сот5. держащий последовательно соединенные блок измерения периода, блок промежуточной памяти, блок сравнения и управления переносом информации и выходной отсчетный блок, второй вход которого

26 подключен к второму выходу блока промежуточной памяти, а также два импульсных датчика скорости, выходы которых соединены с входами блока измерения периода, и основной преоб25,ðàçîâàòåëü код-частота, вход управления которого связан с выходом блока измерения периода, введены последовательно соединенные генератор эталонной частоты, первый и второй, до-

30 полнительные преобразователи код-час873146

Ъота и.переключатель, включенный между частотным входом основного преоб- . разователя и выходом генератора эталонной частоты, при этом второй вход блока промежуточной памяти соединен с первым выходом основного преобразователя код-частота, второй вход которого подключен к вторым выходам первого и второго дополнительных пре-. образователей и к шине сброса уст ройства, а блок измерения периода выполнен в виде последовательно соединенных элемента ИЛИ и счетного триггера, переключателя, трех элементов И и четырех триггеров, прямой выход первого из которых подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера и с третьим входом блока промежуточной памяти,R-вход второго триггера подключен к R-входам всех триггеров и к шине сброса устройства, при этом S-вход первого триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ, с вторым входом второго дополнительного преобразователя код-частота и с первым входом блока промежуточной памяти, инверсный вход первого триггера подключен D-входу второго триггера, С-вход которого соединен с третьим входом первого элемента И и с первым входом блока измерения периода, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И и через выключатель к С-входу третьего триггера, 0-вход которого соединен с инверсным выходом четвертого триггера, S-вход которого подключен к четвертому входу блока промежуточной памяти и к выходу второго элемента

И, первый вход которого соединен с первым входом третьего элемента И, с выходом генератора эталонной частоты и с вторым входом блока сравнения и управления переносной информации, прямые выходы второго и третьего триггеров подключены к вторым третьего и второго элементов И соответственно, инверсный выход третьего триггера соединен с пятым входом блока промежуточной памяти, а выход третьего элемента И подключен к пер-, вому входу блока промежуточной памяти.

На чертеже изображена схема устройства.

Схема измерителя параметров движения содержит импульсные датчики

1 и 2-скорости, блок 3 измерения периода, генератор 4 эталонной частоты, преобразователь 5 — 7 код-частота, блок 8 промежуточной памяти, блок

9 сравнения и управления переносом информации и выходной отсчетный блок 10. Блок 3 измереэуя периода содержит первый триггерный преобразователь, который состоит из 0-триггера 11 и RS-триггера 12 и второй, 5

65 который состоит из D-триггера 13 и

RS-триггера 14, элементы 15 и 16 И, счетный триггера 17, элемент 18 ИЛИ, счетный триггер 19. Блок 8 промежуточной памяти состоит из элемента

20 И и счетчиков 21 и 22, Блок 9 сравнения и управления переносом ин формации содержит триггеры 23 и 24, элементы 25-27 И, элемент 28 ИЛИ,шину

29 сброса, переключатели 30 и 3l.

Устройство работает следующим образом.

Выключенное состояние переключателя 30, показанное на чертеже, соответствует режиму измерения разности скоростей, контролируемых датчиками

1 и 2, включенное — режиму измерения ускорения, контролируемого датчиком

1. Емкости счетчиков 21 и 22 и счетчиков памяти преобразователей 5 одинаковы.

При работе схемы в режиме измерения ускорения (переключатель 30 включен) принцип действия схемы измерения основан на сравнении чисел импульсов генератора 4 эталонной частоты, проходящих за интервалы, равные двум соседним периодам следования импульсов датчиков 1 и 2. Цикл измерения состоит из двух этапов: первого — этапа измерения чисел импульсов эталонной частоты за каждый из двух соседних периодов следования импульсов датчика 1 и второго — этапа сравнения указанных чисел и преобразования информации в выходной отсчетный блок 10.

При работе схемы на первом этапе измерения все элементы и узлы, кроме блока 10, перед началом первого этапа устанавливаются в исходное состояние импульсов сброса на шине 29.

При этом на управляющих D-входах триггеров 11 и 13 присутствуют сигналы единицы, элементы 16, 17,25 — 27 заперты. Элемент 20 открыт, управляющие коды в памяти преобразователей 57 равны нулю, частота на выходе преобразователя 7 отсутствует. На первом этапе измерения два очередных импульса датчика поочередно с помощью триггера 15 переводят в единичное состояния триггеры 11 и 13, которые, в .свою очередь, поочередно открывают элементы 16 и 17 для поступления импульсов эталонной частоты в счетчики 21 и 22 и в счетчики .памяти преобразователей 6 и 7. Возврат в исходное состояние триггеров 11 и

13 и фиксация окончания измерения первого и второго периода производятся соответственно вторым и третьим импульсами датчика 1. От повторного запуска триггеры 11 и 13 оказываются заблокированы нулевыми сигналами по D -входам, связанным с выходами триггеров 12 и 14, в которые состояние единицы записывается первыми импульсами пачек на выходах элементов 16 и 17 соответственно. В

873146 счетчик памяти преобразователя 5 запись кода управления, с учетом деления на два триггером 19 производится в течение обоих периодов следования импульсов датчика 1. Таким образом, к концу первого этапа цикла измерения в счетчике 21 и счетчике преобра зователя 6 записано число N<, s счетчике 22 и в счетчике преобразовате ля 7 — число и, а в счетчике прей + й2 образователя 5 — число

1 где и =T f u N =T f -числа

О импульсов эталонно и частоты f,.пропорциональные значениям двух соседних периодов частоты датчика 1 Т, и т

35

Формула изобретенйя

1, Измеритель параметров движения, содержащий последовательно соединенные блок измерения периода, блок про40 межуточной памяти, блок сравнения и управления переносом информации и выходной отсчетный блок, второй вход которого подключен к второму выходу блока промежуточной памяти, а также

45 два импульсных датчика скорости выходы которых соединены с двумя входами блока измерения периода, и основной преобразователь код-частота, вход управления которого связан с выходом блока измерения периода, о т л и— ч а ю щ и и с.я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены последовательно соединенные генератор эталонной частоты, первый и второй дополнительные преобразователи код-частота и переключатель, включенный между частотным входом основного преобразователя и выходом генератора эталонной частоты, при этом второй вход блока промежу60 точной памяти соединен с первыМ выходом основного преобразователя кодчастота, второй выход которого подключен к вторым выходам первого и второго дополнительных преобразователей

65 и к шине сброса устройства. либо изменение частоты следования импульсов датчика 1 в течение времени, равного среднему где ЬЕ fz - f4

Окончание первого и начало второго этапа цикла измерения фиксирует ся моментом возврата триггера. 13 в исходное состояние и открыванием. элемента 20 для поступления с выхода преобразователя 7 частоты преоб-. разования

N + Nz

Kf N и

Qp О 4 2 2 на входы счетчиков 21 и 22 (К - коэффициент пропорциональности). Импульсы переполнения счетчиков 21 и

22 на этом этапе измерения поочередно записывают единицу в триггеры

23 и 24, что приводит к открыванию элементов 25 или 26 (в зависимости от очередности срабатывания триггеров) на время переноса, равное йл - Nz

Т = - ----- . Очередность перепол пр нения счетчиков 21 и 22 и открывание того или иного элемента 25 и

26 определяются знаком разности и - N< . Информация о величине раз- ности передается в выходной отсчетный блок 10 с выхода элемента 22 ИЛИ в виде числа импульсов эталонной частоты Nsb, которые поступают через открытые элементы 25 или 26 на время переноса. Информация о знаке разности, поступающая в блок 10, определяется тем, на выходе какого из указанных элементов И имеют место импульсы частоты переноса.

С учетом выражения для f можно записать

Й вЂ” N

М =Т f""2

Вьх х о,,„ц х

g т,-тх У- (, at ь к кт„т - — - к(И„,)T,Р К ср значению периода следования импульсов датчика за цикл измерения Т

СР 2

Соответствующим выбором параметров схемы можно обеспечить значение К таким, что число, записываемое в выходное отсчетное устройство, оказывается равным среднему значению ускорения из цикла измерения дп E - =-т,р

При положении контактов переключателя 30, противоположном показанному на чертеже, устройство аналогич- (но известному и работает в режиме измерения относительных значений разности скоростей, так как при этом

Ь1

КУ и и и „щ где дf fz - Ф„ — разность частот

20 датчиков 2 и 1, пропорциональная разности их скоростей вращения.

В этом режиме в выходное отсчетное устройство записывается число, численно равное значению п - щ и<

Таким образом, предложенное устройство наряду с сохранением функций известного устройства, может выполнять функции измерения параметра движения — ускорения.

-873146

Составитель Л.Воронина

Редактор Л.Повхан Техред Т.Маточка Корректор Е. Рошко

Заказ 9025/70 Тираж 735 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д..4/5 филиал ППП "Патент ", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, блок измерения периода выполнен в виде последовательно соединенных элемента.

ИЛИ и счетного триггера, переключателя, трех элементов И и четырех триггеров, прямой выход первого из которых подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходом второго триггера и с третьим входом блока промежуточной памяти, к-вход второго триггера подключен к В-входам всех триггеров и к шине сброса устройства, при этом 5-вход первого триггера соединен с первым входам элемента ИЛИ, с вторым входом второго дополнительного преобразователя код-частота и с первым входом блока промежуточной памяти, инверсный .вход первого триггера подключен к

0-входу второго триггера, С-вход 20 которого соединен с третьим входом первого элемента И и с первым вхо- — . дом блока измерения периода, второй вход которого подключен к выходу первого элемента И H через переклю- у5 чатель к С-входу третьего триггера, 0-вход которого соединен с инверсным выходом четвертого триггера,Sвход которого подключен к четвертому входу блока промежутОчной памяти и к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с первым входом третьего элемента И, с выходом генератора эталонной частоты и с вторым входом блока сравнения и управления переносной информации,прямые выходы второго и третьего триггеров подключены к вторым входам третьего и второго элементов И соответственно, инверсный выхад третьего триггера соединен с пятым входом блока промежуточной памяти, а выход третьего элемента И подключен к первому входу блока промежуточной памяти.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 330274, кл. F 16 0 3/12, 28. 09, 70.

2 . Авторское свидетельство СССР по заявке Ю 2425993, 3.12.76.