Способ измерения частоты вращения и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области измерения параметров движенн я и позволяет повысить их точность. Формируют п импульсов за оборот объекта. В пределах цикла измерения, соответствукщего появлению п(К+1) импульсов (К 1,2,3..о.), измеряют длительности всех п -К временных интервалов между каждой парой импульсов, отстоящих друг от друга на один оборот, а результирующее значение частоты врап- k щения определяют по формуле f - «.w ZN; ; где Nj - длительность i-го време нного интервала. 2 ил.

СОЮЗ СОНЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1451601 А1 (59 4 С 01 Р 3/489

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ л.k

; ь, !

=! где М; — длительность i-ro временного интервала. 2 ил.

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ, КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ CCCP (21) 4096545/24-10 (22) 01.08.86 (46) 15.01.89. Бюл, И2 2 (72) Г.А.Абрамчук и В.В.Кудаленкин (53) 621.31? (088 ° 8) (56) Тун А.Я. Системы контроля скорости электропривода. М.: Энергоатомиздат, 1984, с. 28 ° (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области измерения параметров движения и позволяет повысить их точность. Формируют п импульсов эа оборот объекта. В пределах цикла измерения, соответствующего появлению n(K+I ) импульсов (K = 1,2,3... ° ), измеряют длительности всех n ..К временных интервалов между каждой парой импульсов, отстоящих друг от друга на один оборот, а результирующее значение частоты врап k щения определяют по формуле f

1451601

20

35 40

Изобретение относится к иэмерению параметров движения и может быть использовано для точного измерения скорости вращения градуировочных установок

Цель изобретения — повышение точности измерения.

На фиг.1 приведены временные диаграммы, поясняющие предлагаемый спо- 10 соб измерения для случая п = 4; на фиг.2 — структурная схема устройства.

Устройство для измерения скорости вращения содержит импульсный датчик

1, счетчик 2, генератор 3 эталонной частоты, выходной регистр 4, измерительные счетчики 5, схемы 2ИЛИ-НЕ 6, схемы 2И 7, шинные формирователи 8, и+1-разрядный регистр сдвига 9, схему . И 10, D-триггер 11.

Выходы всех разрядов счетчика 2 соединены с соответствующими входами схемы И 10, выход которой соединен со входом предварительной установки счетчика 2 и входом установки в нуль

1»-триггера 11. D-вход триггера 11 подключен к источнику сигнала логической единицы, а выход — ко входу управления и+1 разрядного сдвигового регистра 9, вход синхронизации которого соединен с выходом импульсного датчика 1, счетным входом счетчика

2, входами синхронизации 1»-триггера

11 и выходного регистра 4, и первыми входами схем 2ИЛИ-НЕ. Выходы схем

2ИЛИ-НЕ 6 подключены ко входам пред-, варительной установки соответствующих измерительных счетчиков 5, а вторые входы соединены с первыми входами соответствующих схем 2И 7 и подключены к соответствующим выходам регистра сдвига 9 и входам управления соответствующих шинных формирователей 8. Вторые входы схем 2И 7 соединены между собой и подключены к выходу 45 генератора 3 эталонной частоты, а вы" ходы соединены со счетными входами соответствующих измерительных счетчиков 5. Выходы измерительных счетчиков 5 соединены с информационными 50 входами соответствующих шинных формирователей 8, выходы которых объединены поразрядно и подключены к инфор-s мационным входам выходного регистра 4.

В соответствии с рассматриваемым способом скорость вращения определяют, формируя п импульсов э а один оборот объекта (диаграмма а фиг.1).

Цикл измерения соответствует появлению n(k+1) импульсов, где К параметр, олределяниций длительность цикла (k =

=1,2,3...). В течение цикла измеряют длительности всех и k временных интервалов между каждой парой импульсов, отстоящих друг от друга на один оборот, Скорость вращения определяют, усредняя результаты измерений по всем временным интервалам:

n.k

f n k/ М, 1 =! где N; — длительность i-ro временного интервала.

На диаграммах 3 и Z фиг.2 изображены Фигуры, площади которых соответствуют значению gN npu k 1 и

k=3, Таким образом, случайная погрешность измерения скорости, вызванная случайной погрелностью формирования

n k импульсов, уменьшается в 1 раз

1с+1 по сравнению .с измерением без усреднения, а длительность цикла измерения остается практически неизменной.

Устройство работает следуницим обр азом, При вращении объекта на выходе импульсного датчика 1 появляются импульсы, период повторения которых обратно пропорционален скорости вращения, а общее число импульсов, вырабатываемых эа один оборот объекта,равно и. Импульсы датчика 1 поступают на счетный вход счетчика 2, входы синхронизации сдвигового регистра 9, выходного регистра 4 и Dтриггера 11.

При появлении каждого импульса датчика 1, содержимое счетчика 2 уменьшается на единицу, а информация в регистре сдвига 9 сдвигается на один разряд. Этот процесс продолжается до появления на всех выходах счетчика 2 уровня логического нуля. Затем, по приходу очередного импульса,от датчика 1, содержимое регистра сдвига 9 сдвигается по-прежнему на один разряд в ту же сторону, а на выходах счетчика 2 появляются уровни логической единицы, в результате чего на выходе схемы И 10 также появляется уровень логической единицы, который устанавливает D-триггер 11 в нуль, 1451601

Таким образом, каждый из счетчиков подсчитвает количество импульсов генератора 3 эталонной частоты за интервалы времени между появлением двух равностоящих на оборот импульсов на выходе импульсного датчика 1, а запуск каждого из счетчиков сдвинут во времени относительно предыдущего запуска другого счетчика на интервал времени между появлением двух соседних импульсов на выходе импульсного датчика 1. Так как число счетчиков 5 выбрано равным n+1; то одновременно а счетчик 2 — в состояние и. Уровень логической единицы на выходе схемы

И 10 при этом сменяется уровнем логического нуля, а сформированный таким

5 образом единичный импульс на выходах установки счетчика 2 и D-триггера 11 имеет длительность значительно мень" шую длительности импульса, поступающего от импульсного датчика 1. В ре- 10 зультате на входе управления сдвигового регистра 9 появляется уровень логического нуля, который переводит сдвиговый регистр 9 в рвким параллель" ной записи, синхронизируемый фронтом 15 импульсов на входе синхронизации.

При появлении очередного импульса, на на выходе импульсного датчика 1, содержимое счетчика 2 принимает значение п-1, в и разрядов сдвигового ре- 20 гистра 9 записывается уровень логической единицы, а в один — логического нуля. Одновременно D-триггер 11 устанавливается в единичное состояние, разрешающее последующий режим сдвига регистра 9, синхронизируемый фронтом импульсов на входе синхрониз ации.

Записанный в один иэ разрядов уровень логического нуля смещается при 30 этом в следующий по направлению сдвига разряда, а на его место записывается уровень логической единицы. Регистр сдвига 9 включен по кольцевой схеме, т.е. выход и+1 разряда соединен со входом последовательного ввода информации. По приходу n-ro импульса от импульсного датчика 1, режим сдвига опять сменяется режимом записи в регистр сдвига 9, синхро-40 низируемый и+1 импульсом, и затем наступает очередной режим сдвига. Таким образом на n+1 выходах регистра сдвига 9 формируется и+1 последовательность импульсов ) длительности 45 которых соответствуют временным ин-. тервалам между появлением равноотсто" ящих на оборот импульсов на выходе импульсного датчика 1, сдвинутых отноФ сительно друг друга на временной 50 интервал мвкду появлением двух соседних импульсов. Импульсы с выходов регистра сдвига 9 поступают на вторые входы схем 2ИЛИ-HE б, первые входы схем 2И 7 и управляющие входы шинных формирователей 8, При этом,-уровень логического нуля может поступать только на одну иэ указанных групп входов.

Пусть, например, он поступает на входы первых схем 2ИЛИ-EiE 6, 2И 7 и первого шинного формирователя 8, а на все остальные группы входов поступает уровень логической единицы.

При этом, на входы предварительной установки всех измерительных счетчиков 5, кроме первого, поступают уровни логического нуля, соответствующие режиму счетчика, на счетные входы проходят импульсы генератора 3 эталон. ной частоты через соответствующие схемы 2И 7, а соответствующие шинные формирователи 8 закрыты. Первый шинный формирователь 8 открыт, поэтому сигнапы с выходов первого измерительного счетчика 5 проходят на информационные входы выходного регистра 4.

Первый счетчик 5 находится в это время в режиме счета до окончания импульса на первом входе соответствующей схемы 2ИЛИ-НЕ 6, но не считает, поскольк. на его счетный вход не проходят импульсы генератора 3 эталонной частоты, так как на входе соответствующей схемы 2И 7 присутствует уровень логического нуля. По окончанию импульса на выходе импульсного датчика 1 в выходной регистр 4 отрицательным фронтом записывается информация, присутств чацая на выходе счетчика 5, а на обоих входах первой схемы 2ИЛИ-НЕ 6 устанавливаются уровни логического нуля, в результате чего на ее выходе появляется уровень логической единицы, осуществляющий предварительную установку первого счетчика 5 в нуль. По приходу следукщего импульса с, выхода датчика 1, происходит сдвиг информации в регистре сдвига 9, в результате чего измерительный счетчик 5 переходит в режим счета, а на входы выходного регистра 4 поступает информация с другого счетчика и т.д.

1451601 в режиме счета всегда находятся и, счетчиков, а один — в режиме вывода информации в выходной регистр 4, что позволяет измерить все реализа5 ции, определяемые числом импульсов, генератора 3 эталонной частоты эа временные интервалы между появлением каждых двух равностоящих на оборот импульсов на выходе импульсного датчика 1 и последовательно записывать измеренные реализации в выходной регистр 4. Из выходного регистра информация последовательно считывается через устройство ввода — вывода в ЭВМ или специализированный процессор (не показаны) для последующего усреднения, Сигналом готовности информации для вывода служит наличие уровня логического нуля на выходе

"СИНХР." устройства.

Формула .из обретения

1. Способ измерения частоты вращения, заключающийся в том, что измеря- 25 ют время поворота объекта на задан ный угол, который определяют, формируя и импульсов эа оборот объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения; gp в пределах цикла измерения, соответствующего появлению n(k+1) импульсов, измеряют длительности всех nik временных интервалов между каждой парой ймпульсов, отстоящих друг от друга на один оборот, а результирующее значение скорости f определяют по фор- муле п k

) и )с

40 где N ° — длительность i-го временного интервала;

k — 1,2,3... — параметр, опрере- 45 ляющий длительность цикла измерения.

2. Устройство для измерения частоты вращения, содержащее импульсный датчик, имеющий п моток на роторе, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу импульсного датчика, а также генератор эталонной частоты и выходной регистр, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены n+1 измерительных счетчиков, и+1 схем 2ИЛИ-НЕ, и+1 схем 2И, и+1 шинных формирователей и (n+1)-разрядный регистр сдвига, а также схема

И и D-триггер, причем выходы счетчика подключены к входам схемы И, выход соединен с входом предварительной .установки счетчика и входом установки в "О" D-триггера, D-вход которого соединен с источником сигнала логической единицы,. а выход подключен к входу управления (и+1)-разрядного регистра сдвига, вход синхронизации которого соединен с выходом импульсного датчика, входами синхронизации

D-триггера и выходного регистра и первыми входами схем 2ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены к входам предварительной установки соответствующих измерительных счетчиков, а вторые входы соединены е первыми входами соответствующих схем 2 И и подключены к соответствующим выходам (и+1)разрядного регистра сдвига и входам управления соответствующих шинных формирователей, вторые входы схем

2И соединены между собой и подключены к выходу генератора эталонной частоты, выходы соединены со счетными входами соответствующих измерительных счетчиков, выходы которых соединены поразрядно с информационными входами соответствующих шинных формирователей, а выходы всех шинных формирователей объединены поразрядно и подключены к информационным входам выходного регистра.

1451601

Составитель В.Журавлев

Редактор И. Сегляник Техред А. Кравчук Корректор М. Демчик

Заказ 7073/42 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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