Устройство для измерения скорости вращения вала
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости и направления вращения вала, а также других вращающихся механизмов и машин. Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства. При прямом направлении вращения модулятора 2 светового потока на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 7 постоянно поддерживается сигнал высокого уровня (за исключением периодически повторяющихся кратковременных переходных процессов, возникающих при переходе фотоприемников 3 и 4 из освещенного состояния в затемненное и наоборот. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 8 уровень сигнала постоянно изменяется с частотой вращения вала. Проинтегрированный цепью 11 сигнал обеспечивает появление на выходе компаратора 10 сигнала высокого уровня, о чем свидетельствует свечение индикаторного светодиода 13. При вращении устройство работает аналогичным образом, но на выходе компаратора появляется сигнал низкого уровня, при этом свечения светодиода 13 не происходит. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
А1
О9)Я0 ())) 1 4 (51)5 С 01 Р 3/36
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 423967 9/24-10 (22) 04.03.87 (46) 15,02.90. Бюл. Р 6 (71) Николаевский кораблестроительный институт им. адм. С.О.Макарова (72) В М.Горбачев, В.Н.Безделов и Ю.А.Довбня (53) 531.767(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 1165996, кл. G 01 P. 3/36, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЦЕНИЯ ВАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости и направления вращения вала, а также других вращающихся механизмов и машин.
Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей устройства. При прямом направлении вращения модулятора 2
2 светового потока на выходе элемента
ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 7 постоянно поддерживается сигнал высокого уровня за исключением .. периодически повторяющихся кратковременных переходных процессов, возникающих при переходе фотоприемников 3 и 4 из освещененного состояния в затемненное и наоборот.
На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ
8 уровень сигнала постоянно изменяется с частотой вращения вала, Проинтегрированный цепью 11 сигнал обеспечивает появление на выходе компаратора
10 сигнала вывокого уровня, о чем свидетельствует свечение индикаторного светодиода 13, При вращении устройство работает аналогичным образом, но на выходе компаратора появляется сигнал низкого уровня, при этом свечения светодиода 13 не происходит. С .2 ил.
1543346
Изобретение относится к измеритель— ной технике и может быть использовано для измерения скорости и направления вращения вала, а также других вращающихся механизмов и машин, приМеняемьи в электротехнике, машиностроении и судостроении.
Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциоНальньи возможностей.
На фиг. 1 изображено устройство для измерения скорости вращения вала; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства при вращении модулятора
Светового потока в направлении, указанном на фиг. 1(a ) и в противоположном (б).
Устройство содержит источник 1 свеta модулятор 2 светового потока и два фотоприемника 3 и 4, выходы которых соединены с входами логических элементов И 5, ИЛИ-НЕ 6 и двух элементов ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ-НЕ 7 и 8. Уст ойство также содержит триггер 9, к 25
Входам которого подсоединены выходы логических элементов И 5 и ИЛИ-НЕ 6.
1Iри этом выход, триггера 9 соединен с входами элементов ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИНЕ 7 и 8. Между выходами элементов
ИСКЛЮЧАIОЦЕЕ ИЛИ-. НЕ 7 и 8 и входами
Компаратора 10 .включены две интегрирующие цепи 11 и 12. В выходной цепи компаратора 10 содержатся индикаторный светодиод 1 3 и токоограничительный резистор 14.
Устройство работает следующим образом.
Пусть в исходном состоянии (фиг. 1 модулятор 2 светового потока установлен в таком положении, что напротив одного из его отверстий с одной стороны находятся источник 1 света, а с другой стороны два фотоприемника 3 и 4, которые одновременно освещены.
Сигналы высокого уровня от одновременно освещенных фотоприемников 3 и 4 поступают на входы элементов И 5 и ИЛИ-НЕ 6, при этом на их выходах соответственно возникают сигйалы высокого и низкого уровней, которые поступают на входы триггера 9, который, в свою очередь, устанавливается в единичное состояние. Этот сигнал высокого уровня поступает на регистрирующее устройство числа оборотов и
55 входы элементов ИСК1ПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 7 и 8, на выходе которых с учетом сиг нала высокого уровня от триггера 9 и от фотоприемников 3 и 4 образуются также сигналы высокого уровня.
При дальнейшем вращении модулятора 2 светового потока фотоприемник 3 остается освещенным, а фотоприемник
4 затемняется перемычкой модулятора 2. При этом по окончании переходного процесса, обусловленного переходом к затемненному состоянию фотоприемника 4, на выходе элемента И
5 устанавливается сигнал низкого уровня Потенциал на выходе элемента
ИЛИ-НЕ 6 остается без изменений.
Этим обеспечивается неизменным состояние уровня выходного сиг1 нала триггера 9 и его инвариантность к переходному процессу. Уровень выходного сигнала элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ-НЕ 7 остается без изменений, а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ HJIH-HE 8 появляется сигнал низкого уровня после кратковременного переходного процесса. Далее вращение модулятора 2 светового потока приводит к затемнению фотоприемника 4, фотоприемник 3 остается затемненным.
При этом на выходе элемента И 5 сохраняется потенциал низкого уровня, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 после переходного процесса устанавливается потенциал высокого уровня.
Первый же выброс переходного процесса сбрасывает триггер 9 в нулевое состояние. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛ11-НЕ 7 после переходного процесса остается сигнал высокого уровня, на выходе элемента ИСКЛ10ЧАК3ЦЕЕ ИЛИ-НЕ 8 появляется сигнал высокого уровня. Вращение модулятора 2 светового потока приводит к переходу в освещенное состояние фотоприемника 4, который сопровождается переходным процессом, фотоприемник 3 остается затемненным. Уровень выходного сигнала элемента И 5 остается низким, а на выходе элемента ИЛ11-НЕ 6 наблюдается переходный процесс и установление низкого урбвня сигнала. Но триггер 9 остается, при этом в предыдущем состоянии. На вьходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 7 остается сигнал-высокого уровня, на выходе элемента ИСКЛ10ЧА10ЦЕЕ ИЛИ-НЕ 8 появляется сигнал низкого уровня. Далее процесс повторяется в аналогичной последовательности.
При укаэанном на фиг. 1 направлении вращения модулятора 2 светового
5 15433 потока на выходе элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ
ИЛИ-HE 7 постоянно поддерживается сигнал высокого уровня за исключением периодически повторяющихся кратковременных переходных процессов, возникающих при переходе фотоприемников 3 и 4 из освещенного состояния в затемненное и наоборот. На выходе элемента
ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ И!П1-HE 8 уровень сигнала постоянно изменяется, переходя из состояния низкого уровня в состояние высокого уровня. Следовательно, проинтегрированный интегрирующей цепью
11 выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ HJIH-HE 7 в процессе измерения всегда более положительный, чем проинтегрированный интегрирующей цепью 12 выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ
ИЛИ-HE 8. В результате на выходе компаратора 10 появляется сигнал высокого уровня, о чем свидетельствует свечение индикаторного светодиода 13.
Величина тока, протекающего через индикаторный светодиод 13, определяется сопротивлением токоограничительного резистора 14.
При вращении модулятора 2 светового потока в противоположном направлении устройстно работает аналогичным образом за исключением того, что на выходе элемента ИСК!ПОЧАЮЦЕЕ ИЛИ-НЕ 7 уровень сигнала постоянно изменяется, переходя из состояния низкого уровня в состояние высокого уровня и наоборот, а уровень выходного сигнала эле35 мента ИСКЛЮЧА!О1 !ЕЕ ИЛИ-HE 8 постоянно высокий, за исключением кратковременных периодически повторяющихся переходных процессов. Следовательно, по- 40 сле интегрирования данных сигналов интегрирующими цепями 11 и 12 на выходе компаратора 10 появляется сигнал низкого уровня, при этом индикаторный светодиод 13 не горит.
Временной интервал t<-t< на фиг.2а, б соответствует отрезку времени, когда одновременно освещены два фотоприемника 3 и 4. В течение интервала
,фотоприемник 3 остается освещенным, а фотоприемник 4 затемняется (фиг.2,а) и наоборот (фиг. 2б) . Временной промежуток t1-t4 соответствует отрезку
46 6 времени, когда одновременно затемнены оба фотоприемника 3 и 4 (фиг,2,а, б). В течение интервала t+-t< фотоприемник 3 остается затемненным, а фотоприемник 4 переходит в освещенное состояние (фиг. 2,а) и наоборот (фиг. 2,б). Длительности переходных процессов, возникающих в фотоприемниках, обозначены на диаграммах участками ЬГ.. По оси ординат отложены уровни напряжений на выходах фотоприемников 3 и 4 соответственно U< и U< элемента И 5 — 0, элемента ИЛИ-НЕ 6—
U4, триггера 9 — Б, элементов ИСКЛЮЧЫЩЕЕ ИЛИ-НЕ 7 и 8 — соответственно U< и U>, интегрирующих цепей 11 и 12 — соответственно U и U, компаратора 10 — U Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности измерений скорости вращения II 1! вала за счет исключения дребезга упрощения и увеличения быстродействия схемы. При этом устройство позволяет автоматически определять направление вращения вала по движению модулятора, Ф о р м у л а и з обре т е н и я Устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее закрепленный на валу модулятор с отверстиями, источник света, расположенный по одну сторону от модулятора, два фотоприемника, расположенных по другую сторону от модулятора, и компаратор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, фотоприемники расположены вплотную друг к другу и их выходы соединены с входами логических элементов И, KIH-HE и двух элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, при этом выходы логических элементов И и ИЛИ-НЕ подключены к входам триггера, выход которого соединен с входами двух элементов ИСКЛЮЧАЯ!!ЕЕ ИЛИНЕ, соединенных выходами через интегрирующие цепи с входами компаратора. 1543346 и< Р 0z д 07 Ь tg 4 tw Py Составитель А.Кузенков Техред А.Кравчук Корректор Н.Король Редактор А.Лежнина Ф Заказ 398 Тираж 457 Подписное ВНЯИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
