Цифровой измеритель низких частот вращения

 

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НИЗКИХ ЧАСТОТВРАЩЕНИЯ, содержащий первый счетчик импульсов, генератор образцовой частоты, соединенный через делитель частоты и ключ со счетным входом второго счетчика импульсов, и последовательно соединенные импульсный датчик частоты вращения, формирователь и схему управления, первый выход которой подключен к управляющему входу ключа, о т л и чающийс .я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия при измерении низких частот вращения, в него введены опорный датчик импульсов , формирователь и два постоянных запоминающих устройства, делитель частоты выполнен управляемым, причем выход опорного датчика импульсов через второй формирователь соединен с вторым входом схемы управления и с установочным входом первого счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу первого формирователя, а информационные выходы - к адресным входам второго постоянного запоминающе о устройства, выходы которого соединены с управляющими входами делите- i (Л С ля частоты, второй, третий и четвертый выходы схемы управления подключены соответственно к управляющим входам первого и второго постоянных запоминающих устройств и к установочному входу второго счетчика , информационные выходы которого соединены с адресными входами первого постоянного запоминающего устройства. ел со о ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГВБЛИН (19) (и) 3(5)) G 01 Р 3/489

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) . 3373126/18-10 (22) 28.12.81 (46) 30.04.83. Бюл. Р 16 (72) Е.М.Казанцев и Н.В.Кирианаки (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.317.39:531.77 (088.8) (56) 1. Богорад Г.Ç.,Киблицкий В.A.

Цифровые регуляторы и измерителй скорости. М.-Л., "Энергия", 1966, с. 64-66.

2. Кнрианаки Н.В., Лудыкевич В.Б.

Методы и устройства цифрового измерения низких и инфранизких частот °

Львов. "Вища, школа" 1975, с.151

152 (прототип). (54)(57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НИЗКИХ

ЧАСТОТ ВРАЩЕНИЯ, содержащий первый счетчик импульсов, генератор образцовой часготы, соединенный через делитель частоты и ключ со счетным входом второго счетчика импульсов, и последовательно соединенные импульсный датчик частоты вращения, формирователь и схему управления, первый выход которой подключен к управляющему входу ключа, о т л и ч аю щи и с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия при измерении низких частот вращения, в него введены опорный датчик импульсов, формирователь и два постоянных запоминающих устройства, делитель частоты выполнен управляемым, причем выход опорного датчика импульсов через второй формирователь соединен с вторым входом схемы управления и с установочным входом первого счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу первого формирователя, а информационные выходы — к адресным входам второго постоянного запоминающего устройства, выходы которого соединены с управляющими входами делителя частоты, второй, третий и четвертый выходы схемы управления подключены соответственно к управляющим входам первого и второго постоянных запоминающих устройств и к установочному входу второго счетчика, информационные выходы которого соединены с адресными входами первого постоянного запоминающего устройства.

1015305

Изобретение относится к приборс строению и может быть использовано для измерения низкой частоты вращения различных машин и механизмов.

Известны цифровые измерители час тоты вращения, содержащие импульс ный датчик частоты вращения, формирователь, ключ, схему управления, генератор образцовой частоты с дели телем частоты и счетчик импульсов.

Работа таки < устройств основана на подсчете импульсов, вырабатываемых датчиком за образцовый интервал времени, получаемый .с выхода делителя частоты 513.

Недостатком устройств является ,большое время измерения низких частот вращения.

Известен также цифровой тахометр, содержащий первый счетчик импульсов и соединенные последовательно импульсный датчик частоты вращения, формирователь, схему управления, один из входов которой подключен к первому входу ключа, и генератор образцовой частоты, соединенный через делитель частоты и ключ со счетным входом второго счетчика (2).

Недостатком указанного устройства является наличие дополнительного времени на преобразование числа N пропорционального периоду вращения, в число N пропорциональное частоте вращения. Кроме того, в выходном сигнале любого импульсного датчика присутствует дополнительная погреш ность, вызванная технологической неравномерностью нанесения модулирующих элементов, что приводит к девиации периода между импульсами, а это, в свою очередь, вызывает 40 погрешность измерения частоты вращения, особенно при измерении мгновенной частоты за один ее период.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия при измере- 45 нии низких частот вращения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем первый счетчик импульсов, генератор образцовой частоты, соединенный через делитель частоты и ключ со счетным входом второго с-тчика импульсов и последовательно соединенные импульсный датчик частоты вращения, формирователь и схему управления, первый выход которой

55 подключен к управляющему входу ключа, введены опорный датчик импульсов, формирователь и два постоянных запоминающих устройства, делитель частоты выполнен управляемым, причем выход опорного датчика импульсов через второй формирователь соединен с вторым входом схемы управления и с установочным входом первого счетчика импульсов, счетный вход которого g5 подключен к выходу первого формирователя, а информационные выходы— к адресным входам второго постоянного запоминающего устройства, выходы которого соединены с управляющими входами делителя частоты, второй, третий и четвертый выходы схемы управления подключены соответственно к управляющим входам первого и второго постоянных запоминающих устройств и к установочному входу второго счетчика, информационные выходы которого соединены с адресными входами первого постоянного запоминающего устройства.

Йа чертеже приведена схема цифрового измерителя низкой частоты вращения.

Цифровой измеритель содержит импульсный. датчик 1 частоты вращения, который через формирователь 2 подключен к счетному входу счетчика 3 и схеме 4 управления, Один из выходов схемы 4 управления соединен с первым входом ключа 5„второй вход которого через управляемый делитель б частоты связан с выходом генератора 7 образцовой частоты, а выход— со счетным входом второго счетчика 8 импульсов. Опорный датчик 9 импульсов через формирователь 10 связан с вторым входом схемы 4 управления и установочным входом счетчика 3.

Информационные выходы счетчиков 8 и 3 подключены соответственно к адресным входам первого и второго запоминающих устройств 11 и 12, а выходы запоминающего устройства 12 соединены с управляющими входами делителя 6.

Три выхода схемы 4 управления подключены к входу нулевой установки счетчика 8 и управляющим входам запоминающих устройств 11 и 12, при этом выход запоминающего устройства

11 является кодовым выходом измерителя.

ДЯр

Я,К - — --К f коэффициент деления делителя б при идеальной разбивке меток; идеальное угловое расстояние между метками, реальное угловое расстояние между метками, где К

Устройство работает следующим образом.

Перед началом эксплуатации цифрового измерителя производят проверку угловой разбивки меток импульсного датчика 1 с помощью, например, оптической делительной головки.

Результаты поверки й„ записывают в постоянное запоминающее устройство

12 в следующем виде:

1015305 у — коэффициент относительного изменения угловой разбивки.

Кроме этого, в постоянном запоми- нающем устройстве 11 записывается функция

NT где М, - число в счетчике 8 при равТ

/ номерной угловой разбивке меток датчика 1, К вЂ” масштабный коэффициент. 10

Роторы датчиков 1 и 9 жестко соединяют с исследуемым валом механизма при этом опорный датчик 9 вырабатывает один импульс Эа оборот..

Дальнейшая работа измерителя про- 15 исходит следующим образом.

Опорный импульс, вырабатываемый датчиком 9, после формирования формирователем 10 устанавливает счетчик 3 в нулевое состояние и поступает на схему 4 управления, которая подготавливает к открытию ключ 5 и разрешает считывание из постоянного запоминающего устройства 12 кода поверки М„„ первого, после опорного импульса. В соответствии с этим кодом устанавливается коэффициент деления делителя 6 частоты. °

С приходом первого измерительного импульса с датчика 1 схема 4 открывает ключ 5 и импульсы с частотой квантования f = f /М„где Ф частота генератора. 7, в течение времени T 60/(и ), где n †. измеряемая скорость вращения, à z — число меток датчика 1, поступают на счет- 35 ный вход счетчика 8. После .окончания периода Т в нем будет зафиксировано число где тх — период импульсов датчика 1 при идеальной разбивке меток.

После окончания периода Т схема 4 закрывает ключ 5 на время t, необходимое для считывания числа

М = М., записанного в постоянном запомийающем устройстве 11 rio коду

М, а также для сброса счетчика 8.

Счетчик 3 подсчитывает количество пройденных. импульсов датчика 1 и с помощью постоянного запоминающего устройства 12 по команде схемы 4 изменяет коэффициент деления Мп делителя 6. Таким образом, в каждом цикле измерения, равном Г, с выхода делителя 6 поступает частота пропорциональная равномерной угловой разбивке меток датчика 1. Схема 4 приводит в исходное состояние измеритель в начале каждого цикла измерения, определяемого временем прихода импульсов с датчика 1.

Благодаря введению двух постоянных запоминающих устройств, опорного датчика импульсов, формирователя, выполнение делителя частоты управляемым, а также организации работы всего измерителя низкой частоты вращения значительно повышается точность измерения путем предварительной поверки импульсного датчика с помощью оптической делительной головки (точность головок достигает единиц угловых секунд) и последующего измерения по результатам поверки частоты % квантования. периода Т в каждом цикле измерения, а применение постоянного запоминающего устройства с записанной функцией преобразования М = К- М знаЧительно

-( снижает время преобразования Т чиспр ла Мт в число N

ВНИИПИ Заказ 3200/42

Тираж 873 Подписное

ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4