Устройство формирования измерительного интервала времени для цифровых тахометров

 

Изобретение относится к измерительной техники и может быть использовано при разработке и конструировании цифровых тахометров и частотомеров. Технический результат изобретения - создание простого, функционально завершенного, универсального устройства управления цифровым тахометром, формирующего любой требуемый измерительный интервал времени, что позволяет проводить измерение скорости вращения вращающихся частей машин и механизмов с применением широкого диапазона различных датчиков оборотов. Устройство содержит генератор эталонной частоты, счетчик времени, триггер, три логических элемента И, дополнительный счетчик, дешифратор и коммутатор. Выход генератора эталонной частоты подключен ко входу дополнительного счетчика, выходы которого подключены к соответствующим входам дешифратора, первый выход дешифратора подключен ко входу установки триггера, инверсный выход которого подключен к первым входам первого и второго логических элементов И, второй выход дешифратора подключен к счетному входу счетчика времени, выходы которого через коммутатор подключены к входам третьего логического элемента И, выход которого подключен ко входу сброса триггера, третий выход дешифратора подключен ко второму входу первого логического элемента И, выход которого подключен ко входу сброса счетчика времени, а четвертый выход дешифратора подключен ко второму входу второго логического элемента И. 2 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве устройства управления в цифровых тахометрах и частотомерах.

Для измерения скорости вращения механизмов применяются различные датчики оборотов, которые, в зависимости от исполнения, формируют различное количество импульсов за один оборот. Требуемый измерительный интервал времени подсчитывается по формуле T = 60/N (с), где N - количество импульсов за один оборот, 60 - коэффициент перевода частоты в скорость вращения (об/мин).

Наиболее близким по технической сущности является устройство для формирования измерительного интервала для цифровых частотомеров (авт.св. СССР N 446842, кл G 01 R 23/00 от 15.10.74). Устройство содержит генератор эталонной частоты, счетчик времени, состоящий из трех декадных счетчиков, и логический элемент И.

Указанное устройство не может сформировать любой требуемый измерительный интервал времени для применения его в цифровых тахометрах. Кроме того, оно имеет ограниченные функциональные возможности, а именно: не вырабатывает сигнал "Cброс" для приведения измерительных схем частотомера в исходное состояние перед началом измерения и сигнал "Конец измерения" по окончании измерительного интервала для фиксации результата измерения.

Поставленная задача направлена на создание простого, функционально завершенного, универсального устройства управления для цифровых тахометров, формирующего любой требуемый измерительный интервал времени.

Поставленная задача решается устройством, содержащим генератор эталонной частоты, счетчик времени, триггер и логический элемент И, отличающимся тем, что в него введены дополнительный счетчик, дешифратор, второй и третий логические элементы И и коммутатор, при этом выход генератора эталонной частоты подключен ко входу дополнительного счетчика, выходы которого подключены к соответствующим входам дешифратора, первый выход дешифратора подключен ко входу установки триггера, инверсный выход которого подключен к первым входам первого и второго логических элементов И, второй выход дешифратора подключен к счетному входу счетчика времени, выходы которого через коммутатор подключены ко входам третьего логического элемента И, выход которого подключен ко входу сброса триггера, третий выход дешифратора подключен ко второму входу первого логического элемента И, выход которого подключен ко входу сброса счетчика времени, а четвертый выход дешифратора подключен ко второму входу второго логического элемента И. Счетчик времени может быть как двоичным, так и состоящим из декадных счетчиков.

Введение дополнительного счетчика с дешифратором позволяет получить управляющие сигналы "Сброс" и "Строб результата" и синхронизировать работу тахометра. Введение коммутатора с третьим логическим элементом И позволяет сформировать любой требуемый измерительный интервал времени, который, при использовании двоичного счетчика времени, подсчитывается по формуле T = (k₀2⁰ + k₁2¹ + ... + k_n-12^n-1 + k_n2ⁿ)m/f_эт, где m - коэффициент пересчета дополнительного счетчика; f_эт - эталонная частота; n - разрядность счетчика времени; k₀-k_n - коэффициенты, принимающие значение "0" или "1" в зависимости от коммутации.

Аналогично можно подсчитать измерительный интервал времени при применении декадных счетчиков.

Функциональная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1.

Устройство содержит генератор эталонной частоты 1, дополнительный счетчик 2, дешифратор 3, 1-й логический элемент И 4, 2-й логический элемент И 5, триггер 6, счетчик времени 7, коммутатор 8, 3-й логический элемент И 9. Выход генератора 1 подключен ко входу счетчика 2, выходы которого подключены к входам дешифратора 3. Первый выход дешифратора подключен ко входу установки триггера 6, инверсный выход которого подключен к первым входам элементов И 4 и 5. Второй выход дешифратора подключен ко второму входу логического элемента И 4, выход которого подключен ко входу сброса счетчика 7. Четвертый выход дешифратора подключен ко второму входу элемента И 5. Выходы счетчика 7 через коммутатор подключены к входам элемента И 9, выход которого подключен ко входу сброса триггера 6.

Устройство работает следующим образом.

На выходах дешифратора 3 формируется последовательность из 4-х импульсов i₁, i₂, i₃, i₄. Импульс i₁ устанавливает триггер 6 в состояние "1". На прямом выходе триггера формируется измерительный интервал, с инверсного выхода уровень "0" запрещает выработку управляющих сигналов на элементах И 4 и 5. Счетчик времени 7 ведет подсчет временных меток i₂, следующих с частотой F = f_эт/m, где m - коэффициент деления счетчика 2. При достижении счетчиком 7 кода, заданного на коммутаторе 8, сработает элемент И 9, который сбросит триггер 6, и закончится измерительный интервал. Импульс i₃ сформирует на элементе И 4 строб результата, по которому фиксируется результат измерения и сбрасывается счетчик времени. Импульс i₄ вырабатывает на элементе И 5 сигнал "Сброс", который приводит схемы тахометра в исходное состояние. По импульсу i начинается новый цикл измерения. Работа устройства поясняется временной диаграммой на фиг. 2.

Формула изобретения

Устройство формирования измерительного интервала времени для цифровых тахометров, содержащее генератор эталонной частоты, счетчик времени, триггер, первый логический элемент И, отличающееся тем, что в него введены дополнительный счетчик, дешифратор, второй и третий логические элементы И и коммутатор, при этом выход генератора эталонной частоты подключен ко входу дополнительного счетчика, выходы которого подключены к соответствующим входам дешифратора, первый выход дешифратора подключен ко входу установки триггера, инверсный выход которого подключен к первым входам первого и второго логических элементов И, второй выход дешифратора подключен к счетному входу счетчика времени, выходы которого через коммутатор подключены к входам третьего логического элемента И, выход которого подключен ко входу сброса триггера, третий выход дешифратора подключен ко второму входу первого логического элемента И, выход которого подключен ко входу сброса счетчика времени, а четвертый выход дешифратора подключен ко второму входу второго логического элемента И.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2