Измеритель колебаний скорости

 

COOS СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SUÄÄ 1645901 А 1 щ) С 01 Р 3/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ ССОР (21) 4359486/10 (22) 11.01.88 (46) 30.04.91. Бюл. 11- 16 (71) Харьковский политехнический институт им. B,È.Ëåíèíà (72) Б.А.Фурман (53) 621.317:39:531 .7 (088.8) (5á) Богорад Г,Э, и Киблицкий В.A.

Цифровые регуляторы и измерители скорости. Л.: Энергия, 1966, с.33,34. (54) И311ЕРИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ СКОРОСТИ (57) Изобретение относится к измерениям параметров движения, а точнее к измерениям скорости вращения, а также отклонений скорости от среднего значения. Цель изобретения — повышение информативности. Устройство содержит импульсный датчик 1 скорости, генератор 2 опорной частоты, схему 3 формирования длительности импульса, транзисторный ключ 4, фильтр 5 низких частот, разделительный конденсатор 6, нагрузочный резистор 7, источник 8 стабильного напряжения,переключатель 9 и схему 1О формирования амплитуды импульса. Принцип действия измерителя скорости основан на измерении среднего значения прямоугольных импульсов напряжения постоянной амплитуды и строго постоянной длительности, частота которых равна или кратна преобразуемой частоте. С помощью переключателя 9 в устройстве вместо источника 8 стабильного напряжения включается схема 10 формирования амплитуды импульса, в которой амплитуда импульса прямО пропорциональна периоду следования импульсов с датчика ° Выходной сигнал устройства в этом режиме соответствует отклонению скорости от среднего значения, 1 ил, 164590) (1)

Цьых,,= К 1Цк "и ьх > где К вЂ” коэффициент передачи фильтра 5; ц = ц — ц„ „- перепад нап ряK кмаке жения на выходе ключа 4; — длительность импульса на 40

Ч выходе ключа 4, определяемая длительностью управляющего импульса на выходе схемы 3;

f — частота на выходе импульс- 45

ЬХ ного датчика 1 скорости, Для высококачественных транзисторных к"ючей g Цк= "К акси1 и образом, для рассматриваемой схемы амплитуда импульса на входе интегрирующего фильтра 5 низкой частоты может быть принята равной выходному напряжению цифроаналогового преобразователя 17.

Импульсы датчика скорости c Iac 55 тотой f регулярно поступают яа

ЬХ вход схемы формирования длительности импульса и на счетный вход двоичного счетчика 11, с выхода последнеИзобретение относится к измерениям параметров движения, а точнее измерениям отклонений скорости от среднего значения, в частности колебаний частоты вращения, выраженных в относительных единицах.

Цель изобретения — повьппение информативности.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Схема содержит импульсный датчик 1 скорости,генератор 2 опорной частоты, схему 3 формирования длительности импульса,транзисторный ключ 4, фильтр 5 низких час- 15 тот, разделительный конденсатор 6, нагрузочный резистор 7, источник 8 стабилизированного напряжения,переключатель 9 и схему 10 формирования амплитуды импульса, Схема формирования амплитуды состоит иэ двоичных счетчиков 11 и 12, регистра 13 памяти, элемента И 14, формирователя 15 коротких импульсов, элемента 16 задержки, цифроаналогового преобразовате- 25 ля 17.

Рассмотрим работу устройства при установке переключателя 9 в состояние, пок аз анное на фиг. 1 (к общей точке подключен правый контакт) .

Известно, что напряжение на выходе фильтра 5 может быть выражено так го разряда которого происходит переключение управляющего сигнала,периодически открывающего элемент И 14 для прохождения импульсов опорной частоты f на счетный вход счетчика 12, так что эа каждый полупериод частоты переполнения счетчика 11 в счетчик

12 поступает число импульсов, равное

Тщ .с 1)

2 О (2) Нрпр иАв gae 2Г

Вх.ср

К „„ - коэффициент преобразования, а напряжение на выходе фильтра 5 определяется no sBBHcHMocTH (3) ех р вх.ср

ЬЫХ.(hfgp (4)

fee,ср

015 1 К Ав в На Ео — коэффициент пройорциональности; отклонение частоты датчика от среднего значения.

= К К где К

С учетом действия разделительного конденсатора на нагрузочном резис" торе 7 выделяется выходнбе напряженке

Ь(U =ФКК

ЬЫХ.а (5) ср где QQ и Яс — отклонение и среднее значение контролируемой частоты вращения;

К вЂ” коэффициент преобразо вания датчика 1, мегде Т вЂ” период усредненного значевх,ср вх.ср1

)1а — емкость счетчика 11.

На заднем фронте управляющего сигнала с выхода счетчика 11 блокируется элемент И 14, на выходе формирователя 15 вырабатывается короткий импульс, тактирующий перенос информации из счетчика 12 в регистр

13 памяти с задержкой, обеспечиваемой элементом 16 задержки, обнуляющий счетчик 12. Цикл обновления информации в регистре 13 повторяется с периодичностью переполнения счетчика 11 °

Таким обраэбм, напряжение на входе цифроаналогового преобразователя 17 определяется по формуле

"s»>x,> Кф"ет n sx> (7) где U « - напряжение источника 8 стабилизированного напряжения. Ьор мула изîбретени я

Измеритель колебаний скорости, содержащий последовательно соединенСоставитель Д.Морозов

Техред A,Êðàâ÷óê

Редактор М. Келемеш

Корректор С.йекмвр

Заказ 1348 Тираж 353 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретений и открытиям при ГКНТ СССР

l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 164 ханически связанйога с вращающимся объектом.

Для случая, когда импульсный датчик служит для преобразования окружной скорости вращающегося вала или линейной скорости движущегося материала (бумага, прокат, пленки), выделяется напряжение

ДЧ

s»n.z КК ° ÑÐ (6) где ДЧ и V ö — отклонение и среднее значение контролируемой скорости, а значение К учитывает и диаметр измерительного ролика, преобраэующего скорость линейного перемещения в частоту вращения.

Для обеспечения правильного выделения переменной составляющей выходного напряжения постоянная времени разделительной RC-цепи на выходе фильтра 5 должна быть существенно больше максимального периода колебаний скорости (частаты вращения).представляющих интерес для измерения и регистрации.

При установке переключателя в состояние, при котором к общей тачке подключен левый контакт, устройство работает в режиме измерения абсолютных значений скорости. При этом выходной сигнал снимается с выхода фильтра 5 и выражается в соответствии с выражением (1) 5901 6 ные импульсный датчик скорости, схему формирования длительности импульса, транзисторный ключ, фильтр низких

5 частот а также источник стабилиэиФ раванного напряжения и генератор опорной частоты, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения информативности, в него введены переключатель, выходной нагруэачный ре зистор, разделительный конденсатор и схема формирования амплитуды импульса, содержащая первый и второй двоичные счетчики, регистр памяти, двухвходовый элемент И, формирователь коротких импульсов, элемент задержки и цифроаналоговый преобразователь, причем счетный вход первого счетчика соединен с выходом импульс20 ного датчика, а выход его последнего разряда через формирователь коротких импульсов — с тактирующим входом регистра памяти и с первым входом элемента И, второй вход которо25 го связан с выходом генератора опорной частоты, а выход — со счетнь>м входом второго счетчика, информационные выходы которого связаны поразрядно с информационными входами регист30 ра памяти, информационные выходы которого соединены с информационными входами цифроаналогового преобразователя, вход обнуления второго счетчиха через элемент задержки связан с выходом формирователя коротких импульсов, вьпсодной нагрузочньй резистор подключен к выходу фильтра низких частот через разделительный конденсатор, общая точка переключателя

4р подключена к транзисторному amo y a переключаемые контакты — к выходу источника стабилизированного напряже" ния и к выходу цифроаналогового преобразователя.