Цифровой измеритель низких скоростей

САНИИ

Союз Советских

Социалистииаскиз

Рвспубпик

ОП И (11)673921

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к авторском свидвпльствю (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.05.77 (21) 2483342/18-10 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

G01 P 3/48

Государственный кемнтет сссР пп делам нзвбрвтвннй н вткрытий (53) УДК 531.77 (088.8) Опубликовано 15.07.79. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 25.07.79 (72) Авторы изобретения

Л. С. Удут и А. 1О. Чернышев

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НИЗКИХ СКОРОСТЕЙ

Изобретение относится к технике контроля и регулирования и может быть использовано для измерения низких скоростей вращения различного рода валов и механизмов.

Известны цифровые датчики скорости вращения, содержащие импульсные или частотные датчики и измерители частоты или периода (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является цифровой измеритель скорости (2), содержащий частотный датчик, блок задания временного интервала, вентиль, генератор эталонной частоты и счетчик.

К недостаткам известного устройства следует отнести малую точность измерения при низких скоростях вращения из-за увеличения времени измерения, что увеличивает динамические ошибки.

Целью изобретения является повышение точности измерения при низких скоростях вращения.

Это достигается тем, что в предлагаемом измерителе в качестве датчика скорости использован m-фазовый фазовращатель, подключенный через формирователь к делителю частоты, выход которого соединен с вентилем, и введен блок вычитания длительности полупериода возбуждающего напряжения фазовращателя, выполненный в виде триггера с раздельными входами, элемента

И и накопительного счетчика, при этом входы триггера соединены с выходом делителя частоты и наполнительного счетчика, первый вход элемента И подключен к выходу генератора эталонной частоты, его выход к входу накопительного счетчика, а выход триггера подключен ко второму входу элемента И и к вентилю.

Сущность изобретения и принцип его действия поясняются блок-схемой на фиг. 1 и временными диаграммами на фиг. 2.

Устройство содержит ф азо вр а щат ель 1

m-фазного питания (например сельсин, индукционный редуктосин, СКВТ, индуктосин и др.), соединенный с контролируемым объектом, скорость вращения которого измеряетgp ся, и электрически — с входом формирователя 2, который через счетчик 3 подсоединен к элементу И 4 и триггеру 5 с раздельными входами. Выход триггера 5 через элемент И

6 соединен со счетчиком 7. Генератор 8 эта673921 лонной частоты подключен к элементам И 6 и И 4, выход последнего соединен со счетным входом 9 цифрового частотомера 10, работающего в режиме счета импульсов.

Выход элемента И 11 подключен к входу 12 внешнего запуска цифрового частотомера 10.

С выхода фазовращателя 1 m-фазного питания, ротор которого вращается против направления вращения магнитного поля статора, снимается сигнал частоты: (1) 10 +ео где f!! — частота переменных напряжений, питающих m — фазовую обмотку статора фазовращателя;

P — число пар полюсов фазовращателя;

n — скорость вращения ротора, об/мин.

Решение уравнения (1) относительно измеряемой скорости вращения с учетом того, что f = —, f!! = —, где Т и Tp — пе1 ! риоды напряжения, записывается в следующем виде: п Ж(1 fq) Ю ro- еМ (Т ó)f

Разность периодов Т вЂ” Т определим путем подсчета количества импульсов М от эталонного генератора 8 за период времени Ь Т = To — Т, в этом случае

M =ЛТ1„, где f < — частота импульсов напряжения генератора эталонной частоты. зо

Из (2) и (3) следует: етая (4)

P f g

В случае пропорционального преобразования параметров f и Ь Т с коэффициентами пропорциональности k и 8, где k, 8 действительные числа, выражение для скорости вращения принимает вид: ео .Е (KM) +

PfxK 8

40 где — — — — значение постоянного коэфео .e

PC x К фициента преобразования.

Устройство работает следующим образом, Напряжение с выхода фазовращателя 1, преобразованное в прямоугольные импульсы формирователем 2 (см. фиг. 2,а) подается на вход счетчика 3 емкостью N!. Емкость счетчика 3 выбирается исходя из треСледовательно, для получения результа45 та измерения, пропорционального скорости вращения, необходимо определить произведение (К М).ф-, а для обеспечения численного равенства результата измерения скорости впащения необходимо выполнить ус- so ловие — — — = 10 где а — целое действе !!с, к вительное число. буемой точности измерения и значения измеряемой скорости вращения. Нулевым потенциалом с выхода счетчика 3 (см. 2,б) на выходе триггера 5 с раздельными входами устанавливается положительный потенциал (см. фиг. 2,в). При этом подготавливается элемент И 4, открывается элемент И

6 и на счетчик 7 поступают импульсы напряжения генератора 8 эталонной частоты (см. фиг. 2,г).

Длительность положительного прямоугольного импульса, формируемого на выходе триггера 5, устанавливается равной полупериоду напряжения с выхода счетчика 3 при скорости вращения ротора фазовращателя, равной нулю, т. е. — ?!!. Для этого емкость 1Х!а счетчика 7 должна удовлетворять условию ХаТа = 1!Т, где ҄— период следования импульсов генератора 8 эталонной частоты.

Во второй половине периода напряжения с выхода счетчика 3 положительным потенциалом открывается элемент И 4 и импульсы напряжения эталонного генератора 8 поступают на счетный вход 9 цифрового частотомера 10 (см. фиг. 2,д).

Счетчик 7, отсчитав "ислов импульсов 1х1а генератора 8, устанавлигает на выходе триггера 5 нулевой потенциал, при этом элементы И 4 и И 6 закрываются. Так как элемент И 4 на время фЬ Т = ф(Тц — T) открыт, то на счетный вход 9 цифрового частотомера 10 за один период напряжения с выхода счетчика 3 поступает $-Ь Т(кимпульсов напряжения генератора 8 эталонной частоты.

С приходом нулевого потенциала с выхода счетчика 3 вновь устанавливается положительный потенциал на выходе триггера 5 с раздельными входами и т. д. Следовательно, серия импульсов напряжения на выходе элемента И 4 появляется в каждом периоде напряжения на выходе счетчика 3.

Очевидно, что за интервал времени счета („цифрового частотомера 10 на его счетный вход 9 поступает - - - — — М = t« f -" импульсов напряжения генератора 8 эталонной частоты, и его показания будут пропорциональны измеряемой скорости вращения, в соответствии с выражением (5), в котором К = —,1 = —,,— „.

hl< М!

Ф. сч

При одном импульсе напряжения с выхода счетчика 3 за интервал времени счета цифровой частотомер 10 работает в режиме внешнего запуска и в момент появления импульсов напряжения на выходе элемента И 4 запускается импульсом напряжения с выхода элемента И 11 (см. фиг. 2,е) через вход

12 внешнего запуска.

673921 э

Формула изобретения

Составитель Е. Шевцов

Редактор Л. Бибер Техред О. Луговая Корректор В. Синицкая

Заказ 4064/40 Тираж 1080 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035» Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ПП П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Цифровой измеритель низких скоростей, содержащий датчик скорости, подключенный через вентиль к счетчику, и генератор эталонной частоты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, в качестве датчика скорости использован m — фазовый фазовращатель, подключенный через формирователь к делителю частоты, выход которого соединен с вентилем, и введен блок вычитания длительности полупериода возбуждающего напряжения фазовращателя, выполненный в виде триггера с раздельными входами, элемента И и накопительного счетчика, при этом входы триггера соединены с выходом делителя частоты и накопительного счетчика, первый вход элемента И подключен к выходу генератора эталонной частоты, его выход — к входу накопительного счетчика, а выход триггера подключен к второму входу элемента И и к вентилю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Богород Г. 3., Киблицкий В. А. Циф10 ровые регуляторы и измерители скорости.

М.— Л., 1966, с. 61 — 84.

2. Авторское свидетельство СССР № 386339, кл. G 01 P 3/54, 1971.