Устройство для измерения скорости вращения вала

 

Изобретение относится к измерительной технике и Moxet быть использовано в электроприводах при измерении скорости вращения исполнительного вала. Целью изобретения является повышение динамической точности устройства. При неподвижном вале фазовращателя 4 частота синусоидальных напряжений на выходе фазовращателя 3 и на входе фазовращателя равна частоте ортогональных напряжений, на его выходе. С выхода фазовращателя 4 напряжения поступают на входы умножителя частоты 5, выполненного в виде последовательно соединенных октантного преобразователя 8, блока выборки-хранения 9, на которые поданы сигналы блока управления1и управляемого генератора 10. На вы:»(оде октантного преобразователя при неподвижном вале за период входного напряжения восемь раз происходит чередование идентичных участков напряжений в пределах от-7J до ^ , а входной сигнал управляемогогенератора 10 близок к нулю. Частоты сигналов на входах фазового детектора 6 равны и фазы их неизменны. При вращении вала фазовращателя частота на выходе, умножителя частоты 5, т.е. на выходе управляемого генератора 10, увеличивается или уменьшается в соответствии с величиной и знаком управляющего напряжения генератора 10. Состояние выхода фазового детектора 6 изменяется при каждом совпадении фаз частот генераторов 10 и 1, частота выходного сигнала фазового детектора 6 пропорциональна скорости вращения вала. 3 з.п. ф-лы,2ил.слсJ^ ел^>&

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 P 3/489./

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4493434/10 (22) 26,07.88 (46) 23,02,92. Бюл. K 7 (71) Производственное объединение "Уралз-. лектромаш" (72) M.Å.Áoñèí, А.М,Бродецкий, В.А.Косенко, А.Г.Павлов, В.B.ÏîëèBàíoâ, В,С,Рафф и

А.А.Серых (53) 621.314.26(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 394831, кл. G 01 P 3/481, 1968. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА (57) Изобретение относится к измерительной технике и можег быть использовано в электроприводах при измерении скорости вращения исполнительного вала. Целью изобретения является повышение динамической точности устройства. При неподвижном вале фазовращателя 4 частота синусоидальных напряжений на выходе фазовращателя 3 и на входе фазовращателя равна частоте ортогональных напряжений ,на его выходе. С выхода фазовращателя 4 напряжения поступают на входы умножите6

„„ Ы„, 1714517 А1 ля частоты 5, выполненного в виде последовательно соединенных октантного преобразователя 8, блока выборки-хранения 9, на которые поданы сигналы блока управления

7 и управляемого генератора 10. На выходе октантного преобразователя при неподвижном вале за период входного напряжения восемь раз происходит чередование идентичных участков напряжений в пределах от

X Л до, а входной сигнал управляемого генератора 10 близок к нулю. Частоты сигналов на входах фазового детектора 6 равны и фазы их неизменны. При вращении вала фазовращателя частота на выходе умножителя частоты 5, т.е. на выходе управляемого генератора 10, увеличивается или уменьшается в соответствии с величиной и знаком управляющего напряжения генератора 10, Состояние выхода фазового детектора 6 изменяется при каждом совпадении фаз частот генераторов 10 и 1, частота выходного сигнала фазового детектора 6 пропорциональна скорости вращения вала. 3 з.п. ф-лы, 2 ил, 1714517

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в различных электроприводах при измерениях скорости воащения исполнительного вала.

Целью изобретения является повышение динамической точности устройства, На фиг. 1 изображена структурно-принципиальная схема устройства; на фиг. 2— временные диаграммы сигналов в основных точках схемы устройства при неподвижном вале.

Устройство для измерения скорости вращения вала содержит генератор 1, последовательно соединенные делитель 2 частоты, фазорасщепитель 3, фазовращатель

4, умножитель 5 частоты и фазовый детектор

6, Первая и вторая выходные обмотки фазовращателя 4 подсоединены соответственно к первому и второму входам умножителя

5 частоты, управляющий вход и выход которого объединены. Умножитель 5 частоты содержит блок 7 .управления и последовательно соединенные октантный преобразователь 8, блок 9 выборки-хранения и управляемый генератор 10. Выходы блока управления соединены с соответствующими управляющими входами октантного преобразователя 8 и управляющим входом блока 9 выборки-хранения. Октантный преобразователь 8 выполнен в виде последовательно соединенных аналогового коммутатора 11 на управляемых ключах 12—

17 и операционного усилителя 18 в режиме двойного сумматора с масштабными резисторами 19 — 26.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии вал фазовращателя 4 не вращается. Частота синусоидальных напряжений на выходе фазорасщепителя 3 и на входе фазовращателя равна частоте ортогональныx напряжений на его выходе.

Количество напряжений и фазовый сдвиг между входными напряжениями фазовращателя определяются его конструкцией, могут быть многофазными. Фазовый сдвиг между входными и выходными напряжениями неизменный.

С входа фазовращателя напряжения поступают на входы умножителя 5 частоты, а именно на информационные входы многоканального аналогового коммутатора 10.

Ключи 12 — 17 коммутатора переключаются в соответствии с импульсными сигналами, поступающими на его управляющие входы с выхода блока 7 управления.

Соотношения между величинами масштабных резисторов следующие:

R20 R21 R22 R19 25 23 R24

R26 = R20 R19

На выходе усилителя за период входного напряжения восемь раз происходит чередование идентичных участков напряжений в л х пределах от - 8 до +, При зтом используется только один операционный усилитель 18, работающий в режиме двойного суммирования (суммирования по двум выходам).

С выхода операционного усилителя 18 сигнал поступает на информационный вход блока 9 выборки-хранения, на управляющий вход которого также с выхода блока 7 уп равления поступает короткий строб, Таким образом, при неподвижном вале фазовращателя 4 на входе управляемого генератора 10 управляющий сигнал близок к нулевому уровню, а частоты генераторов 10 и 1 равны и фазы их неизменны. Выходные напряжения, поступающие на входы фазового детектора 6, не изменяют состояния его выхода.

При вращении вала фазовращателя 4 в ту или другую сторону частота сигналов на

его выходах, представляющая собой сумму частот кругового поля и частоты вращения, увеличивается либо уменьшается по сравнению с частотой входного сигнала. Частота на выходе умножителя 5 частоты, т.е. на выходе управляемого генератора 10, также увеличивается или уменьшается в соответствии с величиной и знаком управляющего напряжения на его входе, но она в заданное число раз превышает частоту на выходе фазовращателя.

Состояние выхода фазового детектора 6 изменяется при каждом совпадении фаз частот генераторов 10 и 11:, причем чем больше разница частот генераторов, тем чаще меняется состояние выхода фазового детектора, Таким образом, выходной сигнал фазового детектора представляет собой частотный сигнал скорости вращения вала фазовращателя.

В качестве фазовращателя используется сельсин, вращающийся трансформатор или другая микромашина в режиме фазовращателя.

Формула изобретения

1, Устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее генератор, последовательно соединенные делитель частоты, фазорасщепитель, фазовращатель, умножитель частоты, фазовый детектор, первый и второй входы которого подключены соответственно к выходу умножителя ча1714517

45

55

5 стоты и выходу генератора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения динамической точности, умножитель частоты дополнительно снабжен вторым входом и управляющим входом, вторая выходная об- 5 мотка фазовращателя подключена к второму входу умножителя частоты, а вход управления умчожителя и вход делителя частоты подсоединены к соответствующему входу фазового детектора, 10

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что умножитель частоты выполнен в виде блока управления и последовательно соединенных октантного преобразователя, блока выборки-хранения и управляемого ге- 15 нератора, один выход блока управления соединен с входом управления блока выборки-хранения, а каждый из других выходов блока управления подсоединен к соответствующему управляющему входу 20 октантного преобразователя.

3, Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что октантный преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных аналогового коммутатора и 25 операционного усилителя в режиме двойного сумматора, входы которого подсоединены к выходам аналогового коммутатора через масштабные резисторы, один вход октантного преобразователя является первым вхОдом 30 умножителя частоты, другой вход является вторым входом умножителя частоты, а каждый из входов управления аналогового коммутатора является соответствующим

35 управляющим входом октантного преобразователя.

4. Устройство по и, 3, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что аналоговый коммутатор выполнен на шести ключах, входы первого и второго, третьего и четвертОго ключей попарно объединены и являются соответственно первым и вторым входами умножителя, входы пятого и шестого ключей соединены соответственно с общей шиной и выходом операционного усилителя, нейнвертирующий вход которого соединен через первый резистор с общей шиной, а через второй и третий резисторы- — соответственно с первым и вторым выходами аналогового коммутатора, инвертирующий вход операционного усилителя через четвертый, шестой и седьмой резисторы соединен соответственно с третьим, пятым и шестым выходами аналогового коммутатора, четвертый и пятый выходы аналогового коммутатора соединены через пятый резистор между собой, шестой выход аналогового коммутатора через восьмой резистор соединен с .входом шестого ключа, сопротивления пятого и шестого резисторов равны, сопротивления второго, третьего и четвертого резисторов вдвое больше, а сопротивления первого и седьмого резисторов в Г2 корень раз больше сопротивления пятого резистора, сопротивление восьмого резистора равно разности сопротивлений второго и первого резисторов.

1714517

Вы/./Я был . Я

84)л

8ых

8ых 6

Составитель М. Тихонов

Редактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор С, Шевкун

Заказ 690 Тираж, - Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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