Цифровой измеритель скорости

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (я)4 С 01 P 3/489

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3703223/24-10 (22) 22.02.84 (46) 15.08.85. Вюл. N: 30 (72) А.E. Алехин (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автомати-

| зированных систем управления и рациоэлектроники (53) 536.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 673921, кл. G 01 P 3/48, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 980001, кл. С 01 P 3/489, 1982. (54)(57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ, содержащий генератор эталонной частоты, три цепи последовательно соединенных между собой элементов, первая из которых состоит из фазовращателя, формирователя импульсов и первого делителя частоты, вторая — из многовходовой схемы ИЛИ, согласующего делителя частоты и частотомера, а третья, образующая канал измерения, состоит из последовательно соединенных триггера, двухвходовой схемы И и накопитель-. ного счетчика, подсоединенного вы,ходом к одному из входов триггера.

ÄÄSUÄÄ 1i 7Щ Я А двух трехвходовых схем И и двух инверторов, соединенных выходами с ,двумя входами второй трехвходовой схемы И, а входами — с первым входом и выходом триггера, при. этом выход триггера подключен к первому входу первой трехвходовой схемы И, а второй вход схемы И связан с первым входом триггера, являющимся первым входом первого канала измерения, при этом выход генератора эталонной частоты подключен к другим входам двухвходовой и трехвходовой схем И, являющимся вторым входом первого канала измерения, а выходы трехвходовых схем И подключены к первым двум входам многовходовой схемы ИЛИ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения в него дополнительно введен

m — фазный делитель частоты и ш каналов измерения, причем вход m фазного делителя частоты соединен с выходом первого делителя частоты, а выходы — с первыми входами соответствующих каналов измерения, вто- . рые входы которых соединены с выхо.дом генератора эталонной частоты, а

:выходы каналов измерения — с входами схемы ИЛИ, имеющей 2ш входов.

1173319

Изобретение относится к технике контроля и регулирования и,может быть использовано для измерения низких и сверхнизких скоростей вращения и линейных перемещений различ-, ного рода валов и механизмов подач металлорежущих станков.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На фиг.1 представлена блок-схема 1п цифрового измерителя скорости, на фиг.2 — его временные диаграммы.

Устройство содержит фазовращатель 1 двухфазного питания, соединенный с контролируемым объектом и связанный через формирователь 2 с входом первого делителя 3 частоты, генератор 4 эталонной частоты после1 довательно соединенные многовходовую схему ИЛИ 5, согласующий делитель 6 частоты и частотомер 7, первый канал 8 измерения, состоящий из последовательно соединенных триггера 9, двухвходовой схемы И 10 и накопительного счетчика 11, подсоединенного выходом к одному из входов триггера 9, две трехвходовых схемы И 12 и И 13 и два инвертора 14 и 15, соединенных выходами с двумя входами второй трехвходовой схемы И 13, а входами с первым входом и выходом триггера 9, при этом выход триггера 9 подключен к первому входу первой трехвходовой схемы И 12, второй вход которой связан с первым 3g входом триггера 9, являющимся первым входом канала измерения 8, при этом выход генератора 4 эталонной частоты подключен к другим входам двухвходовой 10 и трехвходовых схем И 12 и 13, являющимся вторым входом первого канала 8 измерения, а выходы трехвходовых схем И 12 и

И 13. подключены к первым двум входам многовходовой схемы ИЛИ 5, 45 ш-фазный делитель 16 частоты и соответствующее число m каналов измерения, причем вход m-фазного делителя l6 частоты соединен с выходом первого делителя 3 частоты, а выхо- 50 ды — с первыми входами соответствующих каналов измерения, вторые входы которых соединены с выходом генератора 4 эталонной частоты, а выходы m каналов измерения соедине- M ны с входами многовходовой схемы

ИЛИ 5, имеющей 2m входов. Фазовращатель может быть выполнен в виде сельсина, линейного вращающегося трансформатора (типа СКВТ или ВТ), индуктосина, резольвера, а в качест" ве линейного фазовращателя может быть взят линейный индуктосин типа ДЛЯ-II или ДЛП двухфазного питания головки датчика с выходной обмоткой, расположенной на линейке.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: 17 — напряжение, снимаемое с выхода первого делителя 3 частоты 18-23 — диаграммы деления частоты многофазным делителем 16 частоты; 24-31 — выходные напряжения

m-фазного делителя частоты, например при m = 8, 24, 32 и 33 — напряжения на входе первого канала измерения, на первых входах схем И 10 и 12 и на выходе схем И 12 соответственно для первого канала измерения;

25, 34 и 35 — аналогичные напряжения для второго канала измерения (КИ) 26,36 и 37 — третьего КИ 27, 38 и 39 — четвертого КИ; 28, 40 и

41 — пятого КИ; 29, 42 и 43-шестого

КИ, 30, 44 и.45 — седьмого КИ и 3146 и 47 — восьмого КИ, 48 — суммар-, ный сигнал на выходе схемы ИЛИ 5.

Устройство работает следующим образом.

На вход фазовращателя 1 на две его обмотки, сдвинутые одна относительно другой на 90, подаются два синусоидальных напряжения, сдвинутых по фазе на 90 зл. град. Напряжение с выхода фазовращателя 1, отфильтрованное и преобразованное в прямоугольные импульсы высокочастотным формирователем 2, подается. через первый делитель 3 частоты (емкостью Н ) на вход т-фазного делителя 16 частоты (емкость одного канала N ) ..

Канал измерения скорости работает следующим образом.

Нулевым потенциалом 24 с выхода делителя 16 частоты на выходе триггера 9 с раздельными входами устанавливается положительный потенциал 32. При этом подготавливается элемент И 12, открывается элемент И 10, и на накопительный счетчик 11 поступают импульсы напряжения генератора 4 эталонной частоты.

Длительность положительного прямоугольного импульса 32, формируемого на выходе триггера 9, устанавливается равной полупериоду напряжения с выхода ш-фаэного делителя 16 частоты при нулевой скорости подвиж" ной части фазовращателя. При этом полупериод напряжения текущей частоты равен полупериоду питающего фазовращатель напряжения. Для этого емкость накопительного счетчика должна удовлетворять условию

Ng N)N 2

Е 2й где f †.частота выходного сигнала фазовращателя, fo — частота питающего напряжения фазовращателя.

Во второй половине периода напряжения 24 с выхода ш-фазного делителя 16 частоты положительным потенциалом открывается элемент И 12, и импульсы 33 напряжения генератора

4 эталонной частоты поступают на первый вход суммирующего элемента ИЛИ 5. Накопительный счетчик, отсчитав число импульсов 3 генератора 4 эталонной частоты, устанавливает последним импульсом на выходе триггера 9 нулевой потенциал, при этом элементы И 10 и 12 данного канала 8 измерения закрываются, а на первый вход элемента ИЛИ 5 за один интервал измерения с выхода ш-фазного делителя 16 частоты поступает (Т -Т)ft- импульсов 33 (Ег частота выходного сигнала генератора эталонной частоты).

1173319 4

С приходом нулевого потенциала

24 следующего периода напряжения снимаемого с выхода ш-фазного делителя 16 частоты на выходе триггера 9 вновь устанавливается положительный потенциал,и процесс измерения скорости в этом периоде повторяется.

Указанный канал измерения анало10 гично работает и при смене направления движения подвижной части датчика с той лишь разницей, что в работу в этом режиме вступает вторая трехвходовая схема И 13, подклю15 ченная первыми двумя входами к входу и выходу триггера 9 через инверторы 14 .и 15, а схема И 12 в этом режиме не работает.

На временных диаграммах 34-47 показана работа и остальных ш-1 каналов измерения с разнесением их работы по времени ш-фазным делителем 16 частоты.

Сигналы, снимаемые со всех ка25 налов измерения, суммируются в схеме ИЛИ 5 (48) и поступают через согласующий (усредняющий) делитель

6 частоты на вход частотомера 7, по которому осуществляется измерение, З0 а отдельный выход со схемы ИЛИ 5 может быть использован в системе автоматического регулирования скорости вращения или линейных перемещений, например, механизма подач

35 станка или скорости вращения шпин деля станка.

1173319

1 I 73319

17.

18

19

21

22

23

В

Ю

Z7

28

29 ю