Устройство для измерения относительных значений разности скоростей

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ ,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистические

Республик

<и 957109 (61) Дополнительное к авт. саид-ву М 667896 (51)М. Кл. (22) Заявлено 24.03.80 (2! 3 2898390/18-10

G 01 P 3/56 с присоединением заявки № (23)Приоритет

3Ьеударстааивй кемитет

COCA де делам изойретеиий и открытий (53) УДК621.317.39:531.7 (088.8) Опубликовано 07,09.82. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 07..09.82 (7l ) Заявитель им. В. И. Ленина (54) УСТРОЙСТВО ПЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНЫХ

ЗНАЧЕНИЙ РАЗНОСТИ СКОРОСТЕЙ

Изобретение относится к цифровой технике измерений параметров движения и может быть испопьэовано Ans измерения относительных значений разности скоростей вращения ипи перемещения рабочих органов машин и механизмов.

По основному авт. св..й 667896 известно устройство измерения относитепьных значений разности. скоростей, содержашее импупьсные тахометры, блок временных интервалов, генератор эталонной частоты управпяемый синтезатор частот, трехвходовую схему И дпя стробирования тактовых импульсов, блок промежуточной памяти, блок сравнения и управления пе- реносом информации и выходное;отсчетное устройство, причем блок временных интервалов состоит иэ двух триггерных формирователей, в каждый иэ которых 20 входит QT-триггер и R5-триггер, инверсные выходы QT-триггеров связаны с управляющими входами трехвходовой схемы И (1).

Известному устройству присущ тот недостаток, что в случае, когда промежуток следования двух соседних импупьсов одног;о «анапа укладывается внутри промежутка спедования двух cocepíèõ, импульсов другого канапа„схема измерения .работает ошибочно. Г1оследнее определяется тем, что трехвходовая схема И, управляемая с инверсных выходов)3Т-триггеров блока временных интервалов не в состоянии в этом случае различить состояние "0 одного из указанных триггеров, связанное с возвратом из состояния "1" после прихода второго счетного импуньса на первом этапе измерения и состояние

"О, связанное с тем, что на этом этапе на счетный вход триггера вообще не поступают входные импульсы. цепь изобретения - повышение точности измерения. .Бпя достижения цепи в устройство введены два допопнитепьных управпяюших входа у схемы И, предназначенной для стробирования тактовых импупьсов, при9571 чем укаэанные входы связаны с единичны- ми выходами К5-триггеров блока временных интервалов.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы управления работой схемы стробирования тактовых импульсов известного и предлагаемого устройств.

Устройство содержит импульсные тахометры 1 и 2, блок 3 временных интер-10 валов, генератор 4 эталонной частоты, управляемый синтезатор 5 частот, схему

И 6 для стробирования тактовых импульсов, блок 7 промежуточной памяти, блок

8 сравнения и управления перекосом ин- Is формации и выходное отсчетное устройство 9.

Блок временных интервалов состоит йз двух каналов, каждый иэ которых содержит DT-триггер 10 (11 ), тактирующий 20 вход которого связан с выходом импульсного тахометра 1(2), двухвходовую схему И 12(13) и Q5-триггер 14(15), соединенные так, что единичный выход триггера 10(11) включен на вход схе мы И 12(13), второй вход которой связан с генератором 4, а выход - с входом блока 7 промежуточной памяти и входом установки единицы триггера 14(15), инверсный выход которого связан с Эaxopîì триггера 10(11), инверсные выходы триггеров 10 и 11 связаны с первым и вторым входами трехвходовой схемы И 6, третий вход которой связан с выходом управляемого синтезатора 5 час35 тот, а четвертый и пятый входы - с единичнымч выходами К, -триггеров 14 и 15, Блок 7 промежуточной памяти состоит из двух одинаковых счетчиков 16 и 17, каждый из которых имеет по два входа, первые иэ которых связаны с выхо40 дами схем И 12 и 13 соответственно, а оба вторых входа связаны с выходом схемы И 6. . Блок 8 сравнения и управления переносом информации состоит иэ R5-триг4S геров 18 и 19, трехвходовых схем И 20,,21, 22 и двухвходовой схемы ИЛИ 23, причем входы установки единицы триггеров 18 и l9 связаны с выходами счетчиков 16 и 17, единичный выход триггера

18 связан с первыми входами схем И

20 и 22, нулевой его выход - с первым входом схемы И 21, единичный выход триггера 19 - c вторыми входами схем

И 21 и 22, нулевой его выход - с вторым входом схемы И 20. Третьи входы ,:хем И 20, 21 и 22 подключены к выходу генератора 4, выходы схем И 20

09 1 и 21 прямо.".: и через схему ИЛИ 23 связаны с выходным отсчетным устройст:вом 9, а выход схемы И 22 включен на шину 24 сброса.

Принцип действия схемы измерения основан на сравнении чисел импульсов генератора 4 эталонной частоты, проходя- щих за интервалы, равные периодам следования импульсов тахометров 1 и 2.

Цикл измерения состоит из двух этапов: первого - этапа измерения чисел импульсов эталонной частоты за период частоты каждого из тахометров и второго— этапа сравнения укаэанных чисел и перевода результата сравнения в относительные единицы в ходе переноса информации в выходное отсчетное устройство 9.

Устройство работает следующим образом.

Все элементы блоков устройства, кроме устройства 9, перед началом первого этапа цикла измерения устанавливаются в исходное состояние импульсом сброса на шине 24. При этом на управляющих

0-входах триггеров 10 и 11 присутствуют единичные сигналы схемы И 14, 15, 21 и 22 запреты, схема И 6 закрыта, частота на выходе синтезатора 5. отсутствует, так как на его вход управления еще не поступил ни один импульс

Очередные импульсы тахометров 1 и

2 производят установку триггеров 10 и

11 в состояние единицы, что приводит к запиранию схемы И 6, отпиранию схем

И 12 и 13 и поступлению импульсов генератора 4 на входы счетчиков 16 и

17, Первыми же импульсами с выходов схем И 12 и 13 триггеры 14 и 15 устанавливаются в состояние единицы и снимают управляющие сигналы с O -входов триггеров 10 и 11, Вторые импульсь1 тахометров 1 и 2 устанавливают указанные триггеры в состояние нуля, схемы И 12 и 13 блокируются. Повторное срабатывание триггеров 10 и 11 ло мере поступления импульсов тахометров (например„при большой разности скоростей) исключено благодаря блокировке по

Q --входам вплоть до повторного импульса сброса на шине 24.

Конец первого этапа измерения характеризуется моментом возврата в состояние нуля обоих триггеров 10 и 11 и открыванием схемы И 6. К этому моменту в счетчиках 16 и 17 оказываются запи.санными числа импульсов М и К эталонного генератора 4, пропорциональные значениям периодов Т< и Т частоты следования импульсов тахометров 1 и 2

5 9571 ,фиг. 2, где ьй - ложный пропуск так= товых импульсов).

Таким образом, схема И 6 оказывается открытой только в том случае, если по обоим каналам имело месть прохождение двух импульсов (импульса записи

1" в D T- и R5 -триггер каждого канала и импульса,. возврашаюшего DT-триггер в исходное состояние, в то время как R5 -триггер сохраняет единичное со- lO стояние вплоть до конца цикла измерения (до момента импульса сброса). Однозначность достигается дополнительно введенной блокировкой схемы И 6 по состоянию триггеров, 1$

Одновременно число 2 оказалось записанным в управляющий счетчик синтезатора 5, так что его выходная частота на втором этапе измерения определяется как

1 = k Ng 4o, где f o — частота генератора 4, 20

C а К - коэффициент пропорциональности.

На втором этапе измерения импульсы частоты 1с через схему И 6 поступают на входы счетчиков 16 и 17, дополняя числа Й„и Й2, записанные на первом эта-2$ пе. Импульсы переполнения счетчиков

16 и 17 поочередно устанавливают в состояние единицы триггеры 18 и 19. При этом, как видно из схемы, на время меж» ду импульсами переполнения счетчиков Зй

I6 и 17 открывается. одна из схем И 20 или И -1,,в зависимости от очередности переполнения счетчиков. Открытое состояние указанной схемы И определяется интервалом времени, равным N,-М (1 .Так как

3$ на информационные входы схем И 20 и

21 поступает частота fo,то количество импульсов переноса, которое поступит на выходное отсчетное устройство 9 через схему ИЛИ 23 на втором этапе, равно

Н,-М2

"п о с

Знак полученного выражения зависит от значения N< и М2 и определяется схемой устройства 9, B &8 cNMOGTN ot того, по какому из двух его входов, связанных с выходами схем И 20 и 21, поступает информация.

Такт переполнения обоих счетчиков блока промежуточной памяти фиксируется открыванием схемы И 22 и поступлением на шину 24 одиночного импульса сброса.

09 6

Число импульсов переноса, поступивших в.выходное отсчетное устройство 9, может быть представлено спедуюшим образом: 11 12 1 2 2 11

Ц

КК2 К 72 К f„

I где f < и f< - частоты следования импульсов тахометров 1 и 2.

При использовании тахометров с одинаковым коэффициентом преобразования

П2 п4

И

ice 4

llaa десятичных управляемых синтезаторов частот К = 10, так что при выборе соответствуюшей разрядности на выходе отсчетного устройства 9 получаем результат, равный относительному значению разности скоростей.

Так как точность измерения в предлагаемом устройстве определяется соотношением частот генератора эталонной час-! тоты и частот тахометров, то при соответствующем выборе достаточно высокой частоты генератора можно снизить требования к разрешающей способности тахометров и довести ее до одного импуль.са на оборот. Последнее. позволяет принципиально упростить как конструкцию самого датчика (тахометра), так и способ его цривязки к механизму.

Формула изобретения

Устройство для измерения относительных значений разности скоростей по авт. св. % 667896, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точнести измерения, в схему И для стробирования тактовых импульсов введены два дополнительных входа, соединенные с единичными выходами Р5 -триггеров блока временных интервалов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Й 667896, кл. Cj 01 P 3/56, 1978 (прототип}.

957109

Au

Дфоп) фут 1f

Arm М

Ai Б"

// ;юж. . известного

9С ро тоа)

Ююх <

Составитель М, Хаустов

Редактор О, Поповка Техред М.Гергель КорректорМ. Шароши

Заказ 6590/33 Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4