Датчик углового положения и скорости вращения вала

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9 1 8 ГОСУДАРСТВЕННЫ ПО ДЕЛАМ ИЗОБ МИТЕТ ССС Й И ОТНРЬ ЙНО Р РЕТЕНИ 1 ТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН(71)Дальневосточный ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехнический институт им, В.В. Куйбьпаева(56)1. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2970750/18-10,кл. С 01 Р 3/489, .17.07,80,(54) (57) ДАТЧИК УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯИ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА по авт,св.М 934382, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расыирения его ЯО 1008659 фукнциональных возмоаностей за счет измерения ускорения врацения вала, в него дополнительно введены цифровой измеритель сдвига фаэ, фазовый дискриминатор, интегратор и управляемый генератор, при этом первые входы цифрового измерителя сдвига фаз и фазового дискриминатора соединены с выходом нуль-органа, а вторые их входы соединены с выходом управляемого генератора, вход которого через интегратор подключен к выходу фазового дискриминатора, при этом опорный вход цифрового измерителя .сдвига фаэ соединен с выходом генератора импульсов.ОИзобретение относитСя к измеритеЛьной технике и может быть использовано в системах автоматического контроля, управления и регулирования.По основному авт. св. 9 934282 известен датчик углового положения и скоросТи вращения вала, содержащий генератор импульсов, первый и второй счетчики, формирователь опорных сигналов, Фазовращатель, нуль-орган, первый и второй регистры, управляемый 10 ключ,. Формирователь задержанных импульсов и триггер, в котором выход генератора импульсов подключен непосредственно к первому счетчику и.че-: рез ключ, управляющий вход которого 5 соединен с выходом дополнительного триггера, к второму счетчику, при этдм вход нуль-органа через последовательно соединенные фазовращатель и формирователь опорных сигналов подключен к выходу старшего разряда первого счетчика, выходы всех разрядов которого соединены с входами первого регистра. Вход разрешения записи первого регистра, первый вход триггера и вход формирователя задер 25 жанных импульсов соединены с выходом нуль-органа. Первый, второй, и третий выходы формирователя задержанных импульсов соединены соответственно с входом разрешения записи второго ре гистра, входом сброса второго счетчика и вторым входом триггера. Выходы разрядов второго счетчика соединены с информационными входами второго регистра 1 , 35НедоСтатком известного датчика является отсутствие возможности одновременного измерения ускорения вращения вала, .что ограничивает Функциональные возможности датчикаЦель изобретения - расширение функциональных возможностей датчика эа счет измерения ускорения вращения вала.Поставленная цель достигается 45 тем, что в датчик углового положения и скорости вращения вала дополнитель но введены цифровой измеритель сдвига фаз, фазовый дискриминатор, интегратор и управляемый генератор, при этом первые входы циФрового измерителя сдвига Фаз и Фазового дискриминатора соединены с выходом нуль-органа, а их вторые входы соединены с выходом управляемого генератора, вход которого через интегратор подключен 55 к выходу фазового дискриминатора, при этом опорный вход цифрового измерителя сдвига Фаэ соединен с.,выходом генератора импульсов.На чертеже изображена блок-схема 60 предлагаемого датчика.Датчик содержит генератор 1,импульсов, первый счетчик 2, формирователь 3 опорных напряжений, фазовращатель 4, нуль-орган 5, первый регистр б,второй счетчик 7, управляемый ключ 8, триггер 9, формирователь 10 задержанных импульсов, второй регистр 11, Фазовый дискриминатор 12, интегратор 13, управляемый генератор 14, цифровой измеритель 15 сдвига,фаз.Датчик работает следующим образом,Импульсы с генератора 1 импульсовчврез первый счетчик 2 поступают.наформирователь 3 опорных напряжений.,где вырабатываются.напряжения питания для фазовращателя 4, Нуль-орган5 вырабатывает из выходного напряже-.Гния фазовращателя 4 прямоугольныеимпульсы, по переднему фронту которых производится запись текущего значения кода счетчика 2 в регистр б,атакже устанавливается в "0" триггер9, закрывающий управляемый кляч 8.Одновременно с этим запускается Формирователь 10 задержанных импульсов,первый сигнал которого на выходе 16.используется для переноса информации иэ второго счетчика 7 во второйрегистр 11, в котором записываетсякод, пропорциональный изменениюприращения периода импульсов на выходе фаэовращателя по отношению кпериоду опорного напряжения,Код в счетчике 7 формируется следующим образом,По сигналу, формируемому на выходе 17 формирователя 10 задержанныхимпульсов, в счетчик 7 заносится кодсоответствующий числу импульсов генератора 1, прошедших.эа .время пере-записи кода в регистр 11, в момент открытия управляемого ключа 8 при установке в "1" триггера 9 по сигналу на выходе 18 формирователя 10 задержанных импульсов, что.позволяет исключить влияние переходных процессов на. измерение.При определении ускорения выходной сигнал нуль-органа 5 поступает на первый вход Фазового дискриминатора 12 и на первый вход цифровогоизмерителя,15 сдвига фаз, который определяет величину относительного,смещения фронтов импульсов, поступающихна его входы А и В.В установившемся режиме частоты управляемого генератора 14 поддерживается равной частоте выходного сигнала Фазовращателя 4, напряжение на интеграторе постоянно. Фазовое расаогласование между импульсами нуль-органа 5 и управляемого генератора 14 отсутОтвует. Цифровой измеритель разности фаэ формирует нулевойкод. При изменении скорости вращениявала изменяются и Фазовые соотношения сигналов на входах А и В цифроваго измерителя 15 разности фаз, Так как сигнал с выхода фазового дискриминатора поступает на вход управляемого генератора через интегрирующую цепь, то из-за задержки во времени1008659подстройки генератора на новое эначе- сдвига фаз формирует нулевой код ние частоты. цифровой измеритель сдвига ускорения вращения.фаз будет формировать код ускоренияВеличина постоянной интегрирования вращения тем больший, чем более рез- выбирается исходя как из диапазона измекие изменения претерйевала скорость рения ускорения вращения вала,так и иэ вращения вала. При достижении нового 5требований к точности измерения.установившегося значения скорости вра-Использование широкофункциональнощения среднее напряженке на выходе го .датчика позволит существенно улучфазового дискриминатора 12 становит-шить качество регулирования систем ся равным нулю, фаэовое рассогласо- . автоматического управления и регуливание между импульсами на входах А . 10 рования и в ряде случаев повысить их и В устраняется, цифровой иамеритель быстродействие,Составитель Г. ТолкачевРедактор А, Лежнина Техред О.Неце Корректор Л. БокшанЗаказ 2330/55 , Тираж 871 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРно делам изобретений и открытий113035, москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4