Цифровой тахометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ пуБлик 09) ггг)) 0 01 Р 3 60 ИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Ленинградский институт точноймеханики и оптики и Дубненское производственно-конструкторское объединение "Радуга"(54)(57) ЦИФРОВОЙ ТАХОИЕТР, оодержащий многодорожечный модулятор,систему считывания информации, усилитель-преобразователь, выход которого связан с информационным входом ключа, управляющий вход которого подключен к отметчику временных интервалов, а выход - к одному из входов счетного устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых скоростей вращающихся валов, в него введены кварцевый генератор, блок форми. рования верхних и нижних частот, блок сравнения частот, блок переключения дорожек модулятора, причем выход кварцевого генератора через блок формирования верхних н нижних частот подключен к входам блока сравнения частот, выходы которого связаны с входами блока переключения дорожек модулятора и входами усили-теля-преобразователя, другие входы блока переключения дорожек модулятора подсоединены к выходам системы считывания информации, потенциальные выходы подключены к входам счетного устройства, а информационный выход - Я к усилителю-преобразователю.50 Изобретение относится к областиизмерительной техники и предназначено для использования в качестнедатчика в системах контроля, управления, регулирования, сбора и обработки информации с помощью средстввычислительной техники.Известны тахометры, используемыев вышеперечисленных системах 1 1 .Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсятахометр, состоящий из чувствительного элемента фотоприемника ), освещаемого лучистым потоком источника излучения, модулированным вращающимся диском с одной дорожкой модуляционных элементов градаций ) длясъема информации о скорости вращения объекта 2 ,Снимаемые импульсы фототока счувствительного элемента поступаютна усилитель-преобразователь, обеспечивающий подачу в блок счетногоустройства сигналов необходимой величины и формы. Блок счетного устройства подключается к усилителюпреобразователю через управляемыйключ, который находится в открытомсостоянии в течение определенногоинтернала времени, задаваемого с помощью отметчика времени.Недостаток тахометра состоит втом, что для каждого интервала неко.торого необходимого диапазона изменения выходных координат объекта,выходящего за пределы техническихвозможностей устройств измеренияи переработки информации, строитсясвой тахометр.Целью изобретения является расширение диапазона измеряемых скоростей вращающихся валов. 40Для достижения поставленной целив цифровой тахометр введены кварцевый генератор, блок формирования,верхних и нижних частот, блок сравнения частот, блок переключения 45дорожек модулятора, причем выходкварцевого генератора через блокформирования верхних и нижних частотподключен к входам блока сравнениячастот, выходы которого связаныс входами блока переключения дорожек модулятора и входами усилителяпреобразователя, другие входы блока переключения дорожек модулятораподсоединены к выходам системы считы"55вания информации, потенциальные выходы подключены к входам счетногоустройства, а информационный выходк усилителю-преобразователю.Такое устройство цифрового тахометра существенно расширяет диапазон измерения скоростей вращающихсявалов объектов ) за счет того, чтопри разных скоростях вращения валаинформация о скорости вращенияснимается с разных дорожек модуля тора. При этом, весь диапазон измерения скоростей. предлагаемого тахометра разбивается на последовательность поддиапазонов, количество которых может изменяться в зависимости от технических требований, предъявляемых к тахометру. Переключение дорожек модулятора производится автоматически. Обработка информации в устройстве ведется в пределах одного фиксированного диапазона частот, что повышает надежность работы тахометра.На чертеже представлена структурная схема тахометра.Цифровой тахометр содержит задающий кварцевый генератор 1, блок 2 формиронания верхних и нижних частот поддиапазона, блок 3 сравнения частот, блок 4 переключения дорожек модулятора, входной вал 5, многодорожечный модулятор б, систему 7 считывания информации, состоящую из источника 8 излучения лучистого потока, оптической системы 9, Формирующей считывающий лучистый поток, чувствительных элементов 10, например Фотоприемников - фотодиодов. Тахометр включает усилитель-преобразователь 11, ключ 12, счетное устройство 13 и отметчик 14 времени.Цифровой тахометр работает следующим образом.Задающий генератор 1 вместе с блоком 2, представляющим делитель частоты, формируют верхнюю и нижнюю граничные частоты поддиапазонов тахометра и подают их на блок 3 сравнения частот. Под граничными частотами поддиапазонов понимаются частоты, допустимые в схеме съема и обработки информации и обусловленные возможности технических средств и элементов тахометра. С блока 3 сравнения частот сигналы поступают на вход блока 4 переключения дорожек модулятора и усилителя-преобразова-теля 11. При вращении входного вала 5 тахометра от вала управляемого объекта приходит но вращение многодорожечный модулятор б, Оптическая система 9 формирует считывающий лучистый поток источника излучения 8, который модулируется многодорожечным модулятором б и воспринимает ся чувствительными элементами 10. Сигналы с элементов 10 поступают на входы блока 4 переключения дорожек модулятора. С выходов блока 4 переключения дорожек модулятора информационные сигналы идут на входы блока 3 сравнения частот и усилителя-преобразователя 11, а потенциальные сигналы - на входы счетного устройства 13. Номер поддиапазона тахометра определяется номером потенциального выхода блока 4 перекдючения дорожек модулятора, число потен1046084 в зависимости от которого в счетном устройстве вводится множительподлиапазона. Для каждого номеравыходного потенциального сигнала бло.ка 4 в счетном устройстве 13 прелусмотрен свой множитель. Так какработа всех полдиапазонов ограничена одними и теми же величинами верхней и ни;ней граничных частот, толинейная зависимость выходного ко О да скорости вращения измеряемоговала сохраняется только в пределахподдиапазонов. Эта же зависимостьдля полного диапазона скоростей,измеряемых тахометром, носит пилообразный характер. Введение соответствуюцих выходному поддиапазонумножителей, количество которыхравно количеству поллиапазонов,обеспечивает линейную зависимостьвыходного кода скорости от скорости вращения измеряемого вала линейной во всемдиапазоне изменения скорости вала.С выхода блока 4 переключения дорожек могулятора информационные сигналы подаются на усилитель-преобразо,ватель 11, который предназначен дляформирования параметров информационных сигналов, а также запретавыхода в момент лействия импульсов"больше" или "меньше", приходящихс блока 3 сравнения частот. Ключ 12пропускает информационные сигналы,поступающие с блока 11, на вход счетного устройства 13 в промежуткивремени, задаваемые отметчиком 14 35 временных интервалов, Счетное устройство 13 имеет цифровой индикаторкода скорости и цифровой выход длястыковки с ЭВМ.Таким образом, предложенная схема 40 цифрового тахометра существеннорасширяет диапазон измеряемых скоростей (до десятков раз), обеспечивает высокую линейность и точностьизмерения скорости в широком диапа зоне вращения вала объекта, создаетстабильные условия работы .элементовустройства и повышает тем самымнадежность, позволяет измерять скорости вала объекта, ограниченныечастотным пределом элементной базысистемы считывания информации с модулятора; повышает экономическуюТираж 873 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 7722/44 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 циальных выходов которой равно числудорожек многодорожечного модулятора б.Под информационными сигналамипонимаются сигналы, снимаемые считывающей системой 7 с какой-либо одной из дорожек многодорожечного модулятора б и частота которых пропорциональна .скорости вращения измеряемого вала (объекта) .Блок 3 сравнения частот представляет собой своеобразную схему запрета работы всех поддиапазонов, кромеодного измерительного, и вырабатывает по информационным сигналам блока 4 переключения дорожек модуляторасигналы в виде одиночных импульсовв двух случаях. Первый, когда частота информационных измерительныхимпульсов, пришедших с блока 4,меньше нижней граничной частотысигналов, поступающих с блока 2. Вэтом случае вырабатывается импульс,имеющий смысл "меньше"Второй,когда частота информационных измерительных импульсов, пришедших с блока 4, .больше верхней граничной частоты сигналов, поступающих с блока 2.В этом случае вырабатывается импульс,имеющий смысл "больше" ).В остальных случаях импульсы блоком 3 сравнения частот не вырабатываются.С системы 7 информационные сигналы одновременно со всех дорожек модулятора поступают на блок 4 переключения дорожек модулятора, а сблока 4 информационные сигналы выходят по тому поддиапазону, работакоторого разрешена блоком 3 сравнения частот. После прихода на блок 4с блока 3 импульса "меньше" номервыходного измерительного поддиапазона изменяется на больший, чтосоответствует переходу в многодорожечном модуляторе б на дорожку сбольшим числом градаций. После прихода на блок 4 с блока 3 импульса"больше" включается в работу поддиапааон; использующий информационныесигналы дорожки многодорожечногомодулятора б с меньшим числом градацией.Соответственно изменению номеравыходного поддиапазона изменяетсяномер потенжиального выхода блока 4 КазановаКорректор С.Шекмар