Устройство для измерения соотношения частот вращения двух объектов

 

ОП ИСАЙИ Е

И ЗОВРЕТЕ Н ИЯ

М АВХОв СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Совевсиви

Социалистичеекмк

Респубттитв и 917688 (61) Дооолнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 050880 (21) 2971 1 3 7/1 8-1 0 с присоединением заявки J% (23) Приоритет

Опубликовано 3003.82. Бюллетень _#_s 12 (5! )М. Кл.

6 01 Р 3/60 (ееударствкииый комитет

СССР по делам изобретвиий и открытий (53) УДК б21 ° 317.

° 39: 531 ° 77 (088. 8) Дата опубликования описания 300382 с !

Московский ордена Трудового Красного Знамени текстильный институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СООТНОШЕНИЯ ЧАСТОТ

ВРАЩЕНИЯ ДВУХ ОБЬЕКТОВ

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для измерения соотношения частот вращения в системах регулирования и стабилизации частоты вращения электродвигателей.

Известно устройство для измерения относительной разности скоростей с импульсными датчиками и аналоговыми интеграторами (1)..

Однако это устройство имеет относительно сложную схему. и не решает полностью поставленную задачу.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения

15 соотношения частот вращения двух объектов, содержащее частотно-импульсные датчики заданной и сравниваемой частот вращения, к выходу первого из которых подключен преобразователь периода следования импульсов в напряжение, а к выходу второго - формирователь импульсов заданной длительности, и суммирующий масштабный, усилитель, первый вход которого соединен с источником напряжения смещения 12).

Недостатком известного устройства является малая крутизна его выходной характеристики при широком диапазоне изменения заданной частоты вращения и, вследствие этого, невысокая точность измерения соотношения частот вращения двух объектов. При этом относительная ошибка измерения возрас" тает с уменьшением величины заданной частоты вращения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены регулируемый обратный широтно-импульсный преобразователь и логический элемент

И, а формирователь импульсов заданной длительности выполнен регулируемым, причем его управляющий вход соединен с выходом преобразователя периода следования импульсов в напряже917088, ние и с управляющим входом регулируемого обратного широтно-импульсного преобразователя, выход которого подключен к второму входу суммирующего усилителя, а информационный 5 вход - к выходу логического элемент

И, входы которого соединены с выходами датчика сравниваемой частоты и формирователя импульсов заданной длительности. 16

На фиг..1 представлена структурная схема устройства, на фиг. 2— временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство для измерения .соотноше 1 ния частот содержит частотно-импульс. ные датчики 1 и 2 заданной и сравни- ваемой частот вращения. выход частотно-импульсного датчика .2 сравниваемой частоты вращения подключен к gg входу регулируемого формирователя 3 импульсов заданной длительности и к одному из входов логического элемен: та И 4. К выходу частотно-импульсного датчика 1 заданной частоты враще- zs ния присоединен вход преобразователя. . 5 периода следования импульсов в напряжение. его выход соединен с ynpahляющими входами регулируемого обратного широтно-импульсного преобразова- щ теля 6 и регулируемого формирователя

3 импульсов заданной длительности, к выходу которого подключен второй вход логического элемента И 4, Вход регулируемого обратного широтно-импульсного преобразователя 6 соединен с выходом логического элемента И 4, а его выход - с одним из входов суммирующего масштабного усилителя 7. . Второй вход суммирующего масштабного усилителя 7 предназначен для подключения к источнику напряжения смещения.

Работу устройства для измерения соотношения частот вращения двух объектов поясняют временные диаграммы напряжений его блоков, представленные на фиг. 2. При поступлении с частотно-импульсного датчика 1 задайной частоты вращения на вход преобразователя 5 последовательности прямоугольных импульсов напряжения с частотой fo, соответствующей задан" ной частоте вращения, на его выходе возникает постоянное напряжение

53

Ь„- „т, (1) где ТО - период следования импульсов заданной частоты.

Выходное напряжение преобразователя 5 подается на управляющие входы регулируемого обратного широтно-импульсного преобразователя 6 и регулируемого формирователя 3 импульсов заданной длительности. Одновременно на один из входов логического элемента И 4 и на вход регулируемого формирователя 3 импульсов заданной длительности с частотно-импульсного датчика 2 сравниваемой частоты вращения поступает последовательность прямоугольных импульсов (фиг.24) со скважностью О = 2 и частотой f)(, прямо пропорциональной сравниваемой частоты вращения. Задними фронтами этих. импульсов осуществляется запуск регулируемого формирователя 3 импульсов заданной длительности (фиг.2Д).

Он формирует прямоугольные импульсы, длительность которых прямо пропорциональна напряжению на его управляющем входе (2) Ud=k kT

1 2 о

Импульсы с выхода регулируемого формирователя 3 импульсов заданной длительности подаются на второй вход логического элемента И 4. Гсли длительность половины периода Т> импульсов сравниваемой частоты больше или равна длительности импульсов ф, то на выходе логического элемента И 4 будет напряжение, соответствующее (4)

После подстановки в формулу (4) выражений (1 ), (2) и (3) за виси мост ь выходного напряжения регулируемого логическому "О", Напряжение на выходе подключенного к его выходу регулируемого обратного широтно-импульсного преобразователя б будет также равно нулю. Бсли .длительность половины периода Т импульсов сравниваемой частоты будет меньше длительности импульсов С щ, то на выходе логического элемента И 4 появляются прямоугольные импульсы напряжения (фиг.28). ь„= ь - 0,5т . (3)

Регулируемый обратный широтноимпульсный преобразователь б преобразует эти импульсы в постоянное напряжение, прямо пропорциональное их длительности и обратно пропорциональное напряжению на его управляющем входе (фиг,22) 5 917 обратного широтно-импульсного. преоб. разователя 6 от величины заданной и сравниваемой f частот имеет о вид

U = — (k k - 0 5-1 ).

1 kq 1 f

Это напряжение подается на один из входов суммирующего масштабного усилителя 7, второй вход которого предназначен для подключения к источнику напряжения смещения. При выполнении условия

Оэ50 <. k k + 0,51э 15 что легко осуществить, например, включением делителя напряжения на выходе преобразователя 5, и изменениях сравниваемой частоты УХ, составляющих не более «+54 от заданной часто-д ты f,,зависимость выходного Мпря« жения регулируемого обратного широтно-импульсного преобразователя 6 .от величины сравниваемой частоты f> будет практически линейна.

Формула изобретения

Устройство для измерения соотно- зв шения частот вращения двух объектов, содержащее частотно-импульсные датчики заданной и сравниваемой частот вращения, к выходу первого из которых подключен преобразователь нерио098 4 да следования импульсов в напряжение, а к выходу второго - формирователь импульсов заданной длительности, и суммирующий масштабный усилитель, первый вход которого соединен с ис. точником напряжения смещения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены регулируемый обратный широтно-.импульсный преобразователь и логический элемент И, а формирователь . импульсов заданной длительности вы" полнен регулируемым, причем его управляющий вход соединен с выходом преобразователя периода следования. импульсов в напряжение и с управляющим входом регулируемого обратного широтно-импульсного преобразователя, выход которого подключен к второму входу суммирующего масштабного усилителя, а информационный вход - к выходу логического элемента И, входы которого соединены с выходом датчика сравниваемой частоты и с выходом формирователя импульсов заданной длительности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 717657 кл. G01 P 3/56, 1977.

2. Слежановский О.В. и др. Устройства унифицированной блочной системы регулирования дискретного типа.

И ., "Энергия", 1975, с. 78-79 (прототип).

917088

Рис. 2

Составитель В.Киселев

Редактор Н.Гришанова Техред И.. Тепер Корректор С Шекмар

Заказ 1879/64 Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4