Устройство для измерения скорости вращения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1364992 д1) 4 С 01 Р 3/481

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3720282/24-10 (22) 04,04у84 (46) 07.01.88. Бюл. У 1 (71) Винницкий политехническийинститут (72) В.А. Поджаренко и В.В. Kyxap Ê (53) 531.767 (088.8) (56) Кирианаки Н.В. и Дудыкевич В.Д.

Методы и устройства цифрового измерения низких инфранизких частот

Львов, 1975, с. 136.

Авторское свидетельство СССР

В 830243, кл. С 01 Р 3/481, 1981. (54)(57) УСТРОЙСТВО jJJIH ИЗМЕРЕНИЯ

СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ, содержащее механически связанный с двигателем импульсный датчик скорости, счетчик импульсов, источник эталонного напряжения и измеритель напряжения питания, подключенные своими выходами к входам преобразователя напряжения во временной интервал, вход измерителя напряжения питания соединен с шиной питающей сети, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения и расширенияфункциональных возможностей, в него дополнительно введены генератор опор1 ной частоты, регистр информационный, два элемента 2И-ИЛИ, управляемый де" литель частоты, регистр режимов и микропроцессор, причем второй и пятый входы первого элемента 2И-ИЛИ подключены к выходу датчика скорости, четвертый вход — к выходу преобразователя отношения напряжений во временной интервал, а первый вход

I соединен с выходом управляемого делителя частоты, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента

2И-ИЛИ, первый вход второго элемента

2И-ИЛИ соединен с вторым выходом измерителя напряжения питания, а его третий вход подключен к выходу генеС> ратора опорной частоты, выход первого элемента 2И-ИЛИ подключен к счетному вход; счетчика импульсов, выходы которого через регистр информационный подключены к входной системной шине данных микропроцессора, а выходная шина данных микропроцессора посредством системной шины через регистр ре- Cr4 жимов подключена к третьему входу Ch первого элемента 2И-ИЛИ, а также к >ф второму и четвертому входам второго ) элемента 2И-ИЛИ и к управляющим входам управляемого делителя частоты. р

13649

Изобретение относится к технике контроля и регулирования и может быть использовано для контроля скорости вращения двигателей в машиностроеВ нии.

Целью изобретения является уменьшение погрешности измерения скорости вращения и расширение функциональных возможностей. 10

На чертеже представлена структурная схема устройства для измерения скорости вращения.

Предлагаемое устройство содержит электродвигатель 1, датчик 2 скорости, стабилизированный эталонный источник 3 питания, измеритель 4 напряжения питания, генератор 5 опорной частоты, преобразователь 6 отношения напряжений во временной интервал, 2р счетчик 7 импульсов, регистр 8 информационный, первый 9 и второй 10 элементы 2И-ИЛИ, управляемый делитель

11 частоты, регистр 12 режимов, микропроцессор 13 состоящий иэ центрального процессора 14, оперативного запоминающего устройства 15, постоянного запоминающего устройства 16 и устройства 17 отображения информации.

Устройстно для измерения скорости ЗО вращения вала электродвигателя 1 содержит датчик 2 скорости, выход которого соединен с вторым и пятым входами первого элемента 2И-ИЛИ, преоб-, разователь 6 отношения напряжения во временной интервал, первый вход которого соединен с выходом стабилизированного эталонного источника 3 питания, а второй его вход подключен к первому выходу измерителя 4 напряже- 4р ния питания, а второй его выход соединен с первым входом второго элемента 2И-ИЛИ, выход преобразователя 6 отношения напряжения но нременной интервал соединен с четвертым входом первого элемента 2И-ИЛИ, второй элемент 2И-ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом генератора 5 опорной частоты, а его выход подключен к счетному входу управляемого делите- gp ля 11 частоты. Выход управляемого делителя ll частоты подключен к первому входу первого элемента 2И-ИЛИ, ныход которого соединен со счетным входом счетчика 7 импульсов. Выходы счетчика импульсов через регистр 8 информационный подключены к входной системной шине данных микропроцессора

13, гиходная шина данных которого пос92 2 ред<.твом системной шй<ы через регистр !

2 режимов подключена к третьему входу первого элемента 2И-ИЛИ, а также к второму и четвертому входам второго элемента 2И-ИЛИ и к управляющим входам управляемого делителя 11 частоты.

К системной шине данных микропроцессора наряду с регистром режимов и регистром информационным также подключены центральный процессор 14, оперативное запоминающее устройство

15, постоянное запоминающее устройство 16 и устройство 17 отображения информации.

Микропроцессор 13 предназначен для задания режима работы устройства при измерении скорости вращения путем выдачи соответствующего кода в регистр режимов 12; для задания коэффициента пересчета управляемого делителя ll частоты в зависимости от режима работы устройства; для считывания результата измерений со счетчика 7 импульсов через регистр 8 информационный н оперативное запоминающее устройство 15; для вычисления действительного значения результатов измерений с учетом нестабильности напряжения и частоты, питающей элекчродвигатель сети; для преобразования измерительной информации н вид, удобный для последующего отображения ее на устройстве отображения информации.

Перечисленные функции ныполняет микропроцессор 13 с необходимыми портами ввода-вывода и достаточным объемом запоминающего устройства для решения поставленных задач, Устройство для измерения скорости вращения работает н четырех режимах: измерения скорости вращения с коррекцией погрешности от нестабильности амплитуды и, кроме того, частоты питающей сети, измерения фактической скорости вращения без учета нестабильности амплитуды и частоты питающей элек<родвигатель сети, и, кроме того> измерения действительного значения скорости вращения с учетом погрешнос †: ти от нестабильности амплитуды и часТОТЫ ОдНОВреи<-Н11О

Ра< смотрим работу устройства для измерения скорости вращения в разных режимах рабоlы.

Допустим, что микропроцессор по программе, хранящейся в постоянном запоминающем ус.тройстве 16, установил

1 36499 2 первый режим (режим измерения cKQ— рости вращения с коррекцией погрешности от нестабильности амплитуды питающей сети 1 „) .;1воичный код с вь хода регистра 12 режимов поступает на третий вход первого элемента 2И-ИЛИ и на второй, четвертый входы второго элемента 2И-ИЛИ, а также на управляющие входы управляемого делителя 11 часто- 10 ты . Единичный уровень сигнала на третьем входе первого элемента 2И-ИЛИ разрешает работу устройства в первом режиме. Уровень логического нуля на втором, четвертом входах второго эле- 15 мента 2И-ИЛИ и на управляющих входах управляемого делителя частоты ll блоки-рует второй и третий режимы .

Временной интервал, формируемый в преобразователе 6 отношения напря- 20 жений во временной интервал, посту пает на четвертый вход первого элемента 2И-ИЛИ, в течение которого квантуют и кодируют (в счетчике 7 импульсов) серию импульсов, поступаю- 2б щую с выхода датчика 2 скорости на пятый вход первого элемента 2И-ИЛИ.

Код результата измеряемой скорости с выхода счетчика импульсов через регистр 8 информационный записывается ЭО в оперативное запоминающее устройство 15 микропроцессора 13.

Затем микропроцессор через регистр 12 режимов устанавливает второй режим работы (режим измерения скорости вращения с коррекцией погрешности от нестабильности частоты питающей сети). Единичный уровень сигнала на втором входе второго эле- 4О мента 2И-HJIH разрешает работу во втором режиме. Уровень логического нуля на четвертом входе второго элемента 2И-ИЛИ и на третьем входе первого элемента 2И-ИЛИ блокирует первый и 45 третий режимы. В этом режиме работы устройства частота сети (f ) постус пает с второго выхода измерителя 4 напряжения питания 4 на первый вход второго элемента 2И-ИЛИ, а на второй его вход и на управляющий вход управляемого делителя 11 частоты — единичный потенциал. Управляемый делитель

11 частоты из серии импульсов питающей сети U формирует вРеменной инс тервал (поступающий на первый вход первого элемента 2И-ИЛИ), в течение которого квантуют и кодируют серию импульсов, поступающую с выхода датчика скорости на второй вход первого элемента 2И-ИЛИ, Код результата измерений записывается в следующую облать оперативного запоминающего устройства.

В третьем ре;киме работы устройства частота f с выхода генератора опорной частоты 5 поступает на третий вход второго элемента 2И-ИЛИ, а на четвертый его вход и на управляющий вход управляемого делителя 11 частоты — единичный потенциал. Уровень логической единицы на входе управляемого делителя частоты изменит его коэффициент пересчета, так как частота генератора опорной частоты значительно больше частоты питающей сети, соответственно коэффициент пересчета управляемого делителя 11 частоты должен иметь значение, отличное от значения коэффициента во втором режиме. На третьем входе первого элемента 2И-ИЛИ и на втором входе второго элемента 2И-ИЛИ уровень логического нуля блокирует первый и второй режимы. В этом режиме работы на первом входе первого элемента 2И-ИЛИ формируется временной интервал уже от генератора опорной частоты, а не от частоты питающей сети как во втором режиме, и в область оперативного запоминающего устройства записывается результат фактической скорости беэ учета нестабильности амплитуды и частоты сети.

Таким образом, микропроцессор накапливает в три области оперативного запоминающего устройства 15 необходимое количество результатов измерений в различных режимах: в первую — значение угловой скорости, инвариантное напряжению питающей сети во вторую — значение угловой скорости, инвариантное к частоте питающей сети с,, в третью — фактическую скорость без учета нестабильности амплитуды и частоты питающей электродвигатель сети

Возможно, по требованию оператора> измерение одного из укаэанных значений угловой скорости.

В четвертом режиме работы устройства микропроцессор вычисляет Разности 4 Ы„=,. — с. и > ы.=< „—, „, определяет знак Разностей и

В зависимости от знака разностей

J û, и, . возможны четыре алгоритма И

1 вычисления действительного значения скорости вращения электродвигаТеля:

364992 если ., со знаком плюс, а а > со знаком минус.

В результате вычислений в четвертой области оперативного запоминаю5 щего устройства формируются результаты измерений действительного значения угловой скорости, инвариантные к нестабильности напряжения и частоты питающей электродвигатель сети одновременно

Результаты измерений индицируются на устройстве 17 отображения информации в удобном для оператора виде. ф О И если Лы„и дш со знаком минус;

4 - оф а и f если а о>„и au) со знаком плюс;

Ш = & + g<) debug если дыр со знаком минус, а лы со знаком плюс = ч ф - о 0 М, Составитель Ю. Мручко

Редактор Н. Гунько Техред .М.Ходанич Корректор Л. Пилипенко

Заказ 6602/38 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4