Цифровой тахометр

 

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике, робототехнике и может быть использовано в системах цифрового измерения и регулирования скорости вращения с микропроцессорным управлением. Целью изобретения является повышение точности и быстродействия цифрового тахометра. Выходной сигнал синусно-косиносного вращающегося трансформатора (СКВТ) 11 содержит две гармонические составляющие: одну с частотой, равной сумме частоты питания и частоты вращения ротора СКВТ 11, а другую с частотой, равной их разности. Измеряя отклонения периодов этих составляющих от периода напряжения, питающего СКВТ 11, находят тем самым частоту Ω вращения ротора. При этом по каждой составляющей Ω определяют с методической погрешностью, пропорциональной отношению Ω/ω<SB POS="POST">0</SB>, где ω<SB POS="POST">0</SB> - частота напряжения питания СКВТ 11. При вычитании этих отклонений показание частоты Ω удваивается, а первая степень отношения Ω/ω<SB POS="POST">0</SB> погрешности компенсируется. Повышение быстродействия тахометра достигается за счет организации последовательно-параллельного включения регистров 1 и 3, 2 и 4 в обоих каналах отсчетной части тахометра и исключения влияния времени переноса информации в сумматорах 7 и 8 на время перезаписи информации из регистров 1 и 2 в регистры 3 и 4 соответственно. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4219 А1 (19) (И) (51)4 H 03 М 1/64 С 01 P 3/489

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4286950/24 † (22) 16,07.87 (46) 15.07,89. Бюл, 1(- 26 ,(72) С.П.Пащук и Ю,С.Смирнов (53) 621,317,39:531,7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 881619, кл. G 01 P 3/489, 1980.

Авторское свидетельство СССР

1(- 1187274, кл. Н 03 M 1/64, G 01 P 3/489, 1984. (54) ЦИФРОВОЙ ТЛХОМЕТР (57) Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике, робототехнике и может быть использовано в системах цифрового измерения и регулирования скорости вращения с микропроцессорным управлением. Целью изобретения является повышение точ-, ности и быстродействия цифрового тахометра, Выходной сигнал синуснокосинусного вращающего трансформатора (СКВТ) 11 -одержится две гармонические со"танляюшие: одну с частотой, равной сумме частоты питания

2 и частоты вращения ротора СКВТ 11, а другую с частотой, равной их разности. Измеряя отклонения периодов этих составляющих от периода напряжения, питающего СКВТ 11, находят частоту Я вращения ротора. При этом по каждой составляющей Я определяются с методической погрешностью, пропорциональной отношению

Я/ы, где и — частота напряжения питания СКВТ 1 1. При вычитании этих отклонений показание частоты Q удваивается, а первая степень отношения ь(/ u. д погрешности компенсируется, Повышение быстродействия тахометра достигается за счет организации последовательно-параллельного включения регистров 1 и 3, 2 и 4 в обоих каналах отсчетной части тахометра и исключения влияния времени переноса информации в сумматорах 7 и 8 на время перезаписи информации иэ регистров 1 и 2 в регистры 3 и 4 соответственно. 2 ил.

1494219

\ 4

Изобретение относится к автоматике, вычислительной технике и робототехнике и может быть использовано в системах цифрового измерения и регулирования скорости вращения.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности цифрового тахометра.

На фиг. 1 представлена схема цифрового тахометра; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Ь

Цифровой тахометр содержит первый

1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 .,регистры, генератор 5 импульсов, двоичный счетчик 6, первый 7, второй

8 и третий 9 сумматоры, формирователь 10 синусоидального напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) 11, первый 12 и второй 13 формирователи импульсов и двойной фазовращающий мост 14, Принцип работы тахометра основан

L на том, что в выходных сигналах

СКВТ 11 содержатся две гармонические составляющие одна с частотой, равной сумме частоты питания и частоты вращения ротора СКВТ 11, а вторая с частотой, равной их разности, При помощи двойного фазовращающегося мос30 та 14 эти составляющие вь»деляют, а затем, измеряя отклонения периодов этих составляющих от периода питающего СКВТ 11 напряжения, находят частоту 9. вращения ротора. При этом по каждой составляющей час»оту Й оп- 35 ределяют с методической погрешностью

Я /(d „ где cu — частота напряжения питания СКВТ 11, При вычитании этих отклонений показание частоты Я удваивается, а первая степень отношения

Я Юо погрешности компенсируется °

Тахометр работает следующим образом.

Импульсы от генератора 5 через 45 счетчик 6, который формирует цифровую пилу, поступают на фЪрмирователь 10, где формируется синусоидальное напряжение. Оно создает в СКВТ 11 пульсирующее поле, которое наводит в его выходных обмот» ах напряжения, содержащие две составляющие: одну с частотой, равной сумме частот питания (d и вращения Й СКВТ, à вторую с частотой, равной их разности. Эти составляющие выделяются двойным фазовращающим мостом 14 и преобразуются формирователями 12 и 13 в импульсные сигналы. код

N и> n1у если и з и ) 7

n — Ь + N если n — и, —

3 3 1

Поскольку n — п )—

3» 2 где п

f(t > — То), можно записать

U » n> n» ft (с z — Тр ) — f t Ä = f (t » — T », (4

В момент времени t фронтом сигнала U» в регистр 4 перепи ывает я код

»З регистр 2 запи цвай я энач ние кода и 4 = f t<, На выходе сумматора 8 формируется код

М

2 <5

n — n, если п » о дт

n2 — n++N, если n < — и — —, Поскольку и 2 п

Mi ъ»»о с. > 7 записать

Двойной фаэовращающий мост 14 преобразует амплитуцно-модулированные выходные сигналы СКВТ в сигналы, описываемые выражениями

U, = Unpin (((e Я» t + N)(1)

Б2 = Usia ((»> — 4> ) t + cg ) (2) где »,, р — фазовые сдвиги, В момейт t фронтом сигнала U»

12 в регистр 3 переписывается код, содержащийся в регистре 1, а в регистр

1 записывается значение кода n „

ft, (фиг. 2), в момент с 2 фронтом сигнала U,> код, содержащийся в регистре 2, переписывается в регистр

4, а в регистр 2 записывается значение кода n z = f г2. Одновременная запись информации в регистры 1 и 3 (а также в регистры 2 и 4) фронтом импульса, поступающим на их входы синхронизации, возможна из-эа задержки, существующий при передаче информации с входа на выход регистра °

Сумматоры 7 и 8 вычитают m-разрядные коды, содержащиеся в регистрах

1,3 и 2,4 соответственно. При переполнении сумматоров 7 и 8 перенос в (m+1) — и разряд отбрасывается, В момент t З фронтом сигнала U 12 коц п 1 переписывается в регистр 3, одновременно в регистр 1 записывается значение кода п = ft э

На выходе сумматора 7 формируется

14942

На выходной шине сумматор 9 формирует потенциальный код V > = U +

+ U, который в соответствии с полученными выражениями (4) и (6) можно представить в виде: ((I, — T + (f(Tq — T !7 — f Т вЂ” Т

2 (7) 10

В момент t код из переписывается в регистр 3, а в регистр 1 записывается значение кода и .

На выходе сумматора 7 формирует15 ся квд (-(т (8) поскольку и — и

5 з 2

49f. Я

U (9)

9 1 Я

М о (1 — (-- 2

И

Таким образом, на выходной шине тахометра формируется дополнительный код скорости Ф с методической пог, решностью равной (— ) .

Формула изобретения

Цифровой тахометр содержащий последовательно соединенные генера30

35 — f«g — To)

При этом значение U 7= f(t —

Т ) — f t = f (T — Т,) совпадает с (4) °

Определяя периода Т, и Т йз выра- 25 жений (1) и (2) соответственно получают из (7) 19 6 тор импульсов, двоичный счетчик, формирователь синусоидального напряжения, синусно-косинусный вращающийся трансформатор, двойной фаэовращающийся мост, первый и второй формирователи импульсов, первый, второй, третий и четвертый регистры, первый, второй и третий сумматоры, причем выход первого формирователя импульсов соединен с тактовыми входами первого и третьего регистров, а выход второго формирователя импульсов с тактовыми входами второго и четвертого регистров, выход двоичного счетчика соединен с информационными входами первого и второго регистров, выход первого регистра соединен с первым входом первого сумматора, а выход третьего сумматора является выходом устройства, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, прямой выход первого регистра соединен с информационным входом третьего регистра, инверсный выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, выход которого соединен с первым входом третьего сумматора, второй вход которого соединен с выходом второго сумматора, второй вход которого соединен с прямым выходом четвертого регистра, информационный вход которого соединен с прямым выходом второго регистра, инверсный выход которого соединен с вторым входом второго сумматора.

14942 19

Фиг.2

Составитель А.Кнрилюк

Техред М,Яндык Корректор Т.Малец

Редактор Л.Пчолннская

Заказ 4130/5á Тирах 884 Подписные

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ухгород, ул. 1 лг,арина, 101