Измеритель частоты вращения вала

(5 г)5 6 01 Р 3/489 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ О С Ф М 1К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Новосибирский электротехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1673983, 1989.(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА(57) Использование: системы управления злектроприводами. Сущность изобретения: измеритель содержит генератор 1 импульсов, счетчики 2 и 9, формирователь 3 гармонических сигналов, вращающийся трансформатор 4, блок 5 нуль-органов, формирователь 6 импульсоа, блок 7 управления, вычислительный блок 8; блок 10 памяти, блок инверторов 11, сумматор 12, 2 ил,Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах управления злектропроводами.Измеритель частоты воащения вала состоит из последовательно включенных генератора, первого счетчика, формирователя гармонических сигналов, вращающегося трансформатора, блока нуль-органов, формирователя импульсов, блока управления, вычислительного блока, выход которого является выходом измерителя параметров перемещения, при этом первый и второй входы вычислительного блока соединены соответственно с первым и вторым выходами блока управления, второй вход которого подключен к выходу генератора, третий вход вычислительного блока соединен с выходом формирователя импульсов, а четвертый вход подключен к выходу первого счетчика, второй выход которого соединен с вторым входом формирователя импульсов.Недостатком данного устройства являются ограниченные функциональные возможности, обусловленные невозможностью измерения углового ускорения вращающегося вала.Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей.На фиг.1 приведена функциональная схема измерителя частоты вращения; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Измеритель содержит генератор 1 импульсов (Г), первый счетчик 2 (Сч), формирователь 3 гармонических сигналов (ФГС), вращающийся трансформатор 4 (ВТ), блок 5 нуль-органов (БКО), формирователь б импульсов (ФИ), блок 7 управления (БУ), вычислительный блок 8 (ВБ), второй счетчик 9 (Сч), блок 10 памяти (БП), блок 11 инверторов (Б И), сумматор 12 (С).Выход ГТ подключен ко входу Сч 2 и к второму входу БУ 7, первый выход Сч 2 соединен с входом Ф ГС 3 и с четвертым входом ВБ 8, второй выход Сч 2 соединен с вторым входом ФИ б, выход ФГС 3 подключен к входу ВТ 4, выход которого через БНО 5 соединен с первым входом ФИ 6, выход которого п.дключен к первому входу БУ 7 и к третьему входу ВБ 8, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами БУ 7, кроме того, второй выход БУ 7 подключен к входу Сч 9 и к управляющему входу БП 10, вход данных которого соединен с выходом ВБ 8, выход Сч 9 соединен с входом БП 10, выход которого через блок БИ 11 подключен к первому входу С 12, второй вход которого подключен к выходу ВБ 8. Измеритель частоты вращения работает следующим образом,Генератор импульсов Г 1 вырабатываетпоследовательность прямоугольных им 5 пульсов С К (фиг.2) с частотой 1 г, котораяпоступает на вход Сч 2 и на вход БУ 7. Навыходе Сч 2 формируется двоичный линейно нарастающий код (цифровая пила) с частотой10 1 о=гlйо, (1)где йо - объем Сч 2, поступающий на входыФГС 3 и четвертый вход ВБ 8, На выходеФГС 3 формируется система синусоидальных напряжений для запитки ВТ 4,15 ХОв=Омакс 31 по т:1,Ос=Омакс СОЗ Юо , (2)где Омакс - амплитуда напряжения на входеВТ 4;й)о - угловая частота запитки ВТ 4,20 численно равная 2 тг 1 Г/Ко,На выходе ВТ 4 имеем систему напряжений1 Овтв=Овт макс 31 П( й о т + р О р );251 Овтв=Овт макс соа( юо т + Р О ), (3)о - ргде Овт макс - амплитуда выходного напряжения ВТ 4;р - число пар полюсов ВТ 4 для упрощения дальнейшего описания примем р=1,30О р - геометрический угол между осьюсинусной входной и осью синусной выходной обмоток ВТ 4.Система выходных напряжений ВТ 4 (3)поступает на вход БНО 5. На выходе БНО 535при использовании в нем двух компараторов формируются напряжения (фиг.2):Оно 1=3 ЯП 1 Овт макс 3 П( Мо т +Ор)Д;Оно 2=3 ЯП(Овт макс СОЗ( Жо 1 + Ор, (5)Выбор количества компараторов БНО 5и фазовых сдвигов между их выходными сигналами можно осуществить снабдив суммирующие компараторы БКО 5соответствующими фаэосдвигающими резистивными цепями, исходя из требованийк динамической точности устройства при измерениях.Напряжения (5) поступают нг вход ФИб, на выходе которого формируется последовательность импульсов(фиг.2), котораяпоступает на вход ВБ 8 и на вход БУ 7, Навыходах БУ 7 формируются последовательности импульсови ., управляющие работой ВБ 8, На выходе ВБ 8 формируетсякод скорости М,.как приращение угла поворота ротора ВТ 4 за измерительный инвертор интервал. Последовательностьимпульсовпоступает на счетный вход Сч 9и управляющий вход БП 10, На выходе Сч 9,соединенном с адресным входом БП 10, вдвоичном коде формируется число, определяющее адрес требуемой ячейки памяти БП 10. Нулевым уровнем 1-го импульса последовательности5 код скорости Мв щс выхода ВБ 8 записывается в первую ячейку БП 10, Положительным фронтом 1-го импульса5 изменяется число на выходе Сч 9 (происходит обращение к следующей ячейке памяти БП 10) и на выход БП 10 выдается содержимое второй ячейки памяти, хранящей значение й 1-1, Этим же фронтом изменяется выходное состояние ВБ 8. Новое значение йв 1 поступает на второй вход С 12, на первый вход которого поступает проинвертированное значение кода с выхода БП 10. Таким образом, по окончании 1-го импульса Ь на выходе С 12 формируется код ускорения.Таким образом, проводится цифровое дифференцирование скоростного сигнала(получение первой разности) к моментуокончания каждого из импульсов последовательности М 5. При этом на дополнительном выходе измерителя выходе сумматораб С 12 формируется код, пропорциональныйускорению контролируемого вала,Формула изобретенияИзмеритель частоты вращения вала поавт.св, М 1673983, о т л и ч а ю щ и й с я тем,10 что, с целью расширения функциональныхвозможностей, в него введены последовательно соединенные второй счетчик, блокпамяти, блок инверторов, и сумматор, входвторого счетчика и управляющий вход блока15 памяти подсоединены к второму выходу блока управления, входы данных блока памяти исумматора подключены к выходу вычислительного блока, а выход сумматора являетсядополнительным выходом измерителя.