Датчик нулевой скорости носителя информации

 

ДАТЧИК НУЛЕВОЙ СКОРОСТИ НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащий первый элемент И, первьй вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с выходом блока синхронизатора, a выход соединен с входом синхронизации счетчика , преобразователь скорость-частота , выход которого соединен с первым входом второго элемента И и с входом первого элемента задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены регистр, элемент сравнения кодов и второй элемент задержки, причем выход второго элемента задержки соединен с установочным входом счетчика, a его вход соединен с выходом первого элемента задержки и входом синхронизации регистра, при этом информационные входы регистра соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика и с первой группой входов элемента сравнения кодов, a выходы разрядов регистра - с второй группой входов эле (Л мента сравнения кодов, выход которого соединен с вторьв входом второго элемента И, a выход второго элемента И соединен с входом блока синхронизации и является выходом датчика . 4: 4 4 1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ ЛИК

4(50 Й 11 В 15 48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЬЙ (21) 3702704/24-10 (22) 23.02.84 (46) 07.03.85. Бюл. В 9 (72) И.И.Трубач, А.А.Тепляковский, Н.В.Климец и Н.А.Дехтяревич (53) 681 84.073 (088.8) (56) 1. Патент Великобритании

Ф 1351355, кл. 4 3 Р, 1974.

2. Патент США 11 3833856, кл. 318-269, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

Ф 754322, кл. G О1 R 23/02, 1980 (прототип). (54) (57) ДАТЧИК НУЛЕВОЙ СКОРОСТИ

НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ, содержащий первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход — с выходом блока синхронизатора, а выход соединен с входом синхронизации счетчика, преобразователь скорость.-частота, выход которого соединен с пер„„Я0„„1144147 A вым входом второго элемента И и с входом первого элемента задержки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены регистр, элемент сравнения кодов и второй элемент задержки, причем выход второго элемента задержки соединен с установочным входом счетчика, а его вход соединен с выходом первого элемента задержки и входом синхронизации регистра, при этом информационные входы регистра соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика и с первой группой входов элемента сравнения кодов, а выходы разрядов регистра — с второй группой входов элемента сравнения кодов, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а выход второго элемента И соединен с входом блока синхронизации и является выходом датчика.

1 f344

Изобретение относится к приборо1 строению и может быть кскояьзоваио в системах автоматического управления, где требуется точное измерение микейных или угловык скорос1ей движения.

Известны устройства, которые осуществляют изиереиие скорости в про-цессе торможения кротивовклвчеинем электродвигателя и вырабатывают 30 ,сигнал о достижении нулевой скорости.

Наиболее совервенные из них содержат в измерительной цеки частотные датчики. Период сигналов частотного .датчика измеряется в процессе тор- 1$ иажения с помощью устройства синхронизации, генератора импульсов, счетчика, элемента задержки и схем клапакирования. При увеличении периода до какой-то опредекенной вели- 20 чины вырабатывается сигнал нулевой скорости (1) .и (2) .

Недоста гком этих устройств является то, что сигнал о нулевой скорости вырабатывается у них со значитель-2$ ной погревностью. Уменынение вага дискретизации, применяемое. для уиеньвения погревпостн, приводит к тому, что под дейстием различных дестабилизирующих. факторов (климатические За и механические воздействия, разброс отрицательных ускорений прн торио; женин) сигнал нулевой скорости иожет вообще не выработаться, что является недопустимым дня многих изделий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемону результату является устройство, содержащее генератор иипульсов, блок клапаннраваиия, счетчик импульсов, 4о частотный датчик, блок задержки, формирователь сигнала и блок синхронизации. Если у этого устройства формирователь сигнала, связанный с последнии старвии разрядом. счетчнка не вырабатывает сигнала,нулевой скорости, то сработает блокировка, построенная на триггере, элементе совпадения,икверторе и мкоговходовом элементе совладения, подключенном ко всем младшим разрядам счетчика.

Выработанный.прн этом снгнал дублирует сигнал нулевой скорости и формируется за зоной поиска нулевой скорости (31 .

Однако s известном устройстве сигнал нулевой скорости вырабатывается в любом месте эоны поиска, не достигнув физического состояния покоя либо перейдя его. Введенные элементы блокировки не увеличивают точность работы устройства, а только дублируют сигнал нулевой скорости за зоной поиска. При этом сигнал блокировки за зоной поиска обладает уже значительной погрешностью.

Кроме того, количество разрядов счетчика и частота заполнения его от генератора импульсов рассчитываются на определенную интенсивность торможения. Но в критических ситуациях ° когда торможение может происходить с больвей интенсивностью, чем рассчитано (например, ториожение вызвано воздействием ударной нагрузки, либо резко возросвим сопротивлением), не сработает и блокировка, так как .счетчик кедосчитает н до предпоследнего разряда. В этом случае в различных иэделиях начнется аварийное движение.

Цель изобретения — увеличение точности и одновременно функцнокапьной надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход — с выходом блока синхронизации, а выход соединен с входои синхронизации счетчика, преобразователь скорость-частота, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, н входом первого элемента задержки, введены регистр, элемент сравнения кодов и второй элеиент задержки, причем вьгход второго элемекта задержки соедикен с установочнья входом счетчика„ а его вход соединен .с выходом первого элемента задержки и входом синхронизации регистра, прн этом информационные входы регистра соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика и с первой группой входов элемента сравнения кодов, а выходы разрядов регистра — с второй группой входов элемента сравнения кодов, выход которого соединен с вторьи входом второго элемента И, выход второго элемента И соединен с входом блока синхронизации и является выходом датчика.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

3 11441

Устройство содержит генератор импульсов 1,,вырвбатывающий высокостабильную последовательность прямоугольных импульсов. Выход генератора

1 соединен с первым входом элемен-.

5 та И 2, выход которого соединен со счетным входом С счетчика 3. Второй вход элемента И 2 соединен с выходом блока синхронизации 4. В простейшем случае блок синхронизации 4 может 1О состоять иэ одного триггера 5, у которого установочный вход 5 связан с клеммой сигнала разрешения поиска нулевой скорости, а вход сброса

R — - с выходной клеммой устройства.

Разрядные выходы счетчика 3 соединены с соответствующнии одноименными входаии регистра 6 и входами числа

В элемента 7 сравнения. Разрядные выходы регистра 6 соединены с входами числа А элемента 7 сравнения, который предназначен для сравнения двух чисел А и В, находящихся .на его разрядных входах, и если число

А будет больше числа В, то на его выходе, связанном с вторым входои второго элемента И 8, должен появиться разрешающий уровень.. Первый вход .второго элемента И 8 связан с выходом преобразователя скоростьчастота 9. Преобразователь скоростьчастота 9 может состоять из зубчатого диска 10, лампы 11 накаливания, фототранзистора 12 и формирователя

13 импульсов. Выход формирователя

13 является выходом преобразователя

9 и,связан с входом первого элемента

14 задержки, выход которого подключен к входу C занесения информации в регистр 6 и входом второго элемен- 40 та 15 задержки. Выход второго элемента 15 задержки подключен к входу сброса счетчика 3.

В качестве элементов 14 и 15 за.держки могут быть использованы одно- 45 вибраторы, которые должны запускаться по заднему фронту входных импульсов. Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы суммарная дли- тельность импульсов формирователя 13 50 и элементов 15 и 14 задержки была меньше периода слЕдования импульсов генератора 1. Кроме того, необходимо учитывать, что точность работы устройства зависит от частоты сигнала 55 преобразователя 9 (от количества зубьев диска 1Î) и от количества разрядов счетчика 3, регистра б и блока

4,7 4

7 сравнения. Чем они выше, теи большей точностью будет обладать датчик нулевой скорости.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии блок 4 синхронизации запрещает прохождение импульсов генератора 1 через схему

И 2 в счетчик 3, а с преобразователя 9 в процессе движения поступают импульсы. Эти импульсы через элементы 14 и 15 задержки поддерживают счетчик 3 и регистр б в нулевых состояниях. При этом элемент 7 сравнения не вырабатывает разрешающего уровня, так как числа А и В на его входах равны. С началом торможения поступит сигнал поиска нулевой скорости на клемму блока 4 синхронизации. При этом триггер 5 вырабагывает сигнал, разрешающий заполнение счетчика 3 импульсами. В процессе счета на выходах счетчика 3 будет находиться число, отражающее количество поступивших импульсов, а на. выходе элемента 7 сравнения будет запрещающий уровень сигнала, так как число А будет меньше числа В.

Очередной импульс, выработанный преобразователем 9, по-прежнему непройдет через элемент И 8, но через элемент 14 задержки занесет число счетчика 3 в регистр 6, а затем через элемент 15 задержки сбросит счетчик 3. В процессе торможения этит цикл будет повторяться все время, так как при торможении период сигнала преобразователя 9 все время возрастает, а значит в момент выработки импульса формирователем

13 число В, накопленное счетчиком.

3, всегда больше числа А, занесенного в регистр 6 в предыцущем цикле измерения. Но как только фаза торможения закончится, зубчатый диск

10 начнет поворачиваться и разгоняться в другую сторону, формирователь.

13 вырабатывает при этом сигнал с меньшим периодом, чем в предыдущем цикле измерения. В этом случае число В, накопленное счетчиком 3, будет меньше числа А, хранимого в регистре б, и на выходе элемента 7 сравнения будет находиться разрешающий уровень сигнала, который пропустит импульс преобразователя 9 на выходную клемму устройства и на сброс триггера 5 блока 4 синхрониза-, 1144147

З НВВ аказ 937/42 Тираж 584 13oaasmoe

6wNaa ПНИ Ъатепт", г.Узгород, уа.Ороектиа», 4 ции. Таким образом, выработается сигнал нулевой скорости.

Применение данного датчика позволит выработать сигнал нулевой скорости с погреюностью +3, -0X и . с высокой функциональной надежностью, обеапечивающейся тем, что датчик

I работает практически при любой величине ускорений и тем, что информация об изменении знака ускорения (т.е. о переходе от торможения к разгону) анализируется по каждому сигналу преобразователя скорость-частота).

S.Предлагаемый датчик может использоваться, например, в накопителях на магнитной ленте, аппаратах контооля магнитной ленты и др.