Устройство для измерения скольжения

 

Изобретение относится к измерительной технике и монет найти применение в научно-исследовательских и заводских лабораториях для измерения скольжения электрических машин в процессе разбега. Целью изобретения является повышение точности. Устройство отличается от известных тем, что на начальном этапе скорость вращения, преобразованная фотоэлектрическим датчиком 3,измеряется с помощью аналого-цифрового преобразователя 5, а позднеес помощью традиционных методов квантования временного интервала . Указанный алгоритм измерения позволяет устранить зону нечувствительности фотоэлектрического датчика 3 скорости и снизить динамическую составляющую погрешность. Квантование временных интервалов осуществляют программируемые таймеры 8 и 9 по частоте генератора 6 импульсов. Управление работой устройства и операции вычисления осуществляются с помощью микроЭВИ 15, работающей в режиме прерываний . 1 ил. (Л

..SU„„ (31)5 С 01 Г 3/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ГРИ П(НТ СССР (21) 4494685/10 (22) 17.10.80 (46) 23.06.91. Бюл, Р 23 (71) Винницкий политехнический институт (72) В.Л. Поджаренко, Л.Я. Кулик, П.Л.!!ельничук и В.С.Овчинников (53) 531.767:621.317.361 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1345121, кл. G 01 P 3/48, 1986. (54) УСТГО!!СТВО ЛЛЯ ИЗ!в.РЕНИЯ СКОЛЬEEIIHII (57) Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в научно-исследовательских и заводских лабораториях для измерения скольжения электрических машин в процессе разбега. Целью изобретения является повышение точности. Устройство

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в научно-исследовательских и заводских лабораториях для измерения скольжения электрических машин в процессе разбега.

Целью изобретения является повышение точности эа счет снижения динамической составляющей погрешности на начальном этапе измерения °

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения скольжения.

Устройство для измерения скольжения содержит формирователь 1 частоты сети, счетный триггер 2, фотоэлектрический датчик 3 скорости вращения, счетный триггер 4, аналого-цифровой отличается от известных тем, что на начальном этапе скорость вращения, преобразованная фотоэлектрическим датчиком 3,измеряется с помощью аналого-цифрового преобразователя 5, а позднее- с помощью традиционных методов квантованич временного интервала. Указанный алгоритм измерения позволяет устранить зону нечувствительности фотоэлектрического датчика 3 скорости и снизить динамическую составляющую погрешность. 1:вантование временных интервалов осуществляют программируемые таймеры 8 и 9 по частоте генератора 6 импульсов. Управление работой устройства и операции выа числения осуществляются с помощью 9 микроЭВИ 15, работающей в режиме прерываний. 1 ил. преобразователь 5, генератор импульсов 6, параллельный интерфейс 7, программируемые таймеры 8 и 9, программируемый контроллер прерываний 10, а также системную шину 11, центральный процессор 12, блок !3 оперативной памяти и блок 14 отображения информации, входящие в состав блока 15 обработки.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения питания на устройство центральный процессор 12 осуществляет программирование блоков: канала А параллельного интерфейса 7— иа.режим стробируемого ввода информации, программируемых таймеров 8, 9 на режим прерывания терминального

Запрос прерывания на нулевом входе контроллера >0 заставит центральный процессор 12 занести зарегистрированное значение в ячейку блока оперативной памяти 13 и перезагрузить счетчик СТ1 программируемого таймера 8, подготовив его к следующему циклу работы. После этого программным путем накладывается маска на четвертый разряд программируемого контроллера прерываний 10. Этим запрещается дальнейшая запись значений, зарегистрированных аналого-цифровым преобразователем 5 в блок оперативной памяти. Центральный процессор 12 переходит в режим ожидания прерываний.

Первый импульс, выработанный формирователем частоты сети 1, переведет триггер 2 в состояние, противополож- .

ll ll ное исходному, например из нуля в

"единицу". При этом на разрешающем входе P первого счетчика СТ1 программируемого таймера 9 будет установлен уровень логической "единицы" и данный счетчик будет подсчитывать импульсы генератора 6 в течение времени, равный периоду сети Т .

Второй импульс, выработанный формирователем 1, переведет триггер 2 в

"нулевое" состояние. При этом уровень логической единицы" будет установлен на разрешающем входе P нулевого счетчика СТО программируемого таймера 9. Счетчик СТ1 прекратит работу и в нем окажется зафиксированным число

С

Тс1 (9)

ТО

Следуя запросу прерывания, поступившему на вход ЗПР2 контроллера 10, центральный процессор 12 запишет значение С 1 в ячейку блока оперативной памяти 13, установив соответствующую метку и, перегрузив счетчик, вернется в режим ожидания.

Следующее достижение сигналом датчика 3 порогового значения перебросит триггер 4 в "единичное" состояние.

При этом снова уровень логической

"единицы" будет установлен на разрешаюцем входе P первого счетчика СТ! программируемого таймера 8 и этот счетчик начнет подсчет импульсов генератора 6. Счетчик СТО этого же таймера прекратит работу и в нем окажется зафиксированным число

Тс /То .

Запрос прерывания на входе ЗПРЗ прогРаммируемого контроллера 10 заставит центральный процессор 12 записать зарегистрированное значение в ячейку блока оперативной памяти 13, установив соответствующую метку. Перезагрузив счетчик, центральный процессоР 12 возвращается в режим ожидания.

Процесс измерения продолжается до тех пор, пока вся область памяти, огведенная под регистрируемые значения, не будет заполнена. По окончании процесса регистрации будет сформировано два массива значений Первый — из значений tJ,, зарегистрированных аналогоцифровым преобразователем 5 и включающим в себя один полный и один неполный периоды сигнала датчика скорости 3, а такжемассив из значений

tl и С зарегистрированных програм J m мируемыми таймерами 8, 9. Причем зна4р чения 11 и С,„ отличаются друг от другу метками, устанавливаемыми при записи значений С „. Дав команду >Запрещение прерываний", блокирующую связь блока обработки с измерительной час45 тью, центральный процессор 12 приступает к обработке зарегистрированных значений.

Иэ массива значения 11 выбираются

50 максимальное Б 4о„с и минимальное значения, по которым определяется постоянная составляющая U и амплитуда переменной составляющей сигнала датчика:

55 кс >> мин

ЬМ

2 (12) 8098 6

Сигнал прерывания на вхсде ЗПР1 контроллера прерывай п1 10 заставит центральный процессор 12 переслать значение И в ячейку блока оперативной па-( мяти 13. Перезагрузив счетчик, центральньп> процессор 12 возвращается в режим ожидания.

Третий импульс, выработанный формирователем 1, переведет триггер 2 в

1О

11 11 единичное" состояние. При этом единица" будет установлена на разрешающем входе P первого счетчика СТ1 программируемого таймер» 9 и этот счетчик прекратит работу, в нем окажется эафиксированныи число: (10) Т»а 60

21

Ю

То п ZTD

И вЂ” — — — — (13) ин

1658098

Исходя иэ выражения (14) определяется начальная фаза И положения скоо 1О рости

К вЂ” U4cosg

2 Ио

U о (14)

on

К

2N -U Uan

cos 4 Я

Uoonn- U AA

U Non

<0 = arccos — --+ — =- — (16) 1р

10 Uon 04 (15) Аналогично этому, исходя из выражений (5) и (6), определяются остальные

-значения Ц, + Цо:

1 к l5

UUon ф+ (О arccos -- — — - — —. (17)

-то UonЦ А

Угловая скорость вращения определяется: (® +() — (®

6 1-1 т„т, К K

2 N,-U U,„ 2 N 7, -13- Un

Grccos -- — &гссов

UonUA Uoо UA — — — — — у25

Тр !! Т 2 о (20) ,1 а значения периодов сети

40 (21) Тсм фто °!!сходя из полученных соотношений, на начальном участке, скольжение определяется, исходя из выражения

Т РI то1

S — — — — — — 1007.. (22)

1 6 ° ° р

Значения Тр берутся из выражения (27).

На втором участке значения скольжения определяются, исходя иэ выражения:

\ я - - —,- 1 - 100 . (гз)

Т p)

При этом в процессе расчета берутся значения То, лежащие между двумя эна-55 ченнями периода сети Тп и Т (18) где Т вЂ” длительность цикла нреобраЦ зования аналого-цифрового преобразователя 5.

Полученные значения преобразуются в значения Тр

24

ТР б, (19)

Значения периода вращения для второго

35 массива зарегистрированных значений определяется, исходя из выражения

О о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для иэмерения скольжения, содержащее фотоэлектрический датчик скорости вращения, формирователь частоты сети, два счетных триггера, генератор импульсов, аналого-цифровой преобразователь, параллельный интерфейс, программируемьп таймер, программируемый контроллер прерываний и блок обработки, включающий в себя центральный процессор, блок оперативной памяти и блок отображения информации, причем прямой и инверсный выходы первого счетного триггера соединены с первым и вторым разрешающими входами программируемого таймера и с первым и вторым входами программируемого контроллера прерываний соответственно, первый и второй счетные входы программируемого таймера соединены с выходом генератора импульсов, выход фотоэлектрического датчика скорости вращения соединен с входом второго счетного триггера, первый и второй выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с первым и вторым входами параллельного интерфейса соответственно, а программируемый таймер, программируемый контроллер прерываний, параллельный интерфейс, центральный процессор, блок оперативной памяти и блок отображения информации соединены с системной шиной блока обработки, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен второй программируемый таймер, первый и второй счетные входы которого соединены с выходом генератора импульсов, первый и второй разрешающие входы второго программируемого таймера соединены с прямым и инверсным выходами второго счетного триггера и с третьим и четвертым входами программируемого контроллера прерываний соответственно, а выход соединен с системной шиной блока обработки, при этом пятый вход программируемого контроллера прерываний соединен с вторым выходом аналого-цифрового преобразователя, вход которого соединен с выходом фотоэлектрического датчика скорости вращения, а выход формирователя частоты сети соединен с входом первого счетного триггера.

1658098

Составитель А.Кирилюк

Редактор А.Кондрахина Техред M,Mîðãåíòàë Корректор H.ÑàèáoðñKàÿ

Заказ 2432 Тираж 355 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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