Датчик скорости вращения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ нц 830246 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл.ф 6 01 Р 3/486 с присоединением заявки йо Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(53) УДК 531,7: 621.317.39(088.8) Дата опубликования описания 15.05,81 В.А. Поджаренко, П.Л. Мельничук, В.С. Овчинникови Б В. Сало(72) Авторы 54) ДАТЧИК СКОРОСТИ и содержащее ные формировазнОЙ ФормЯф ряжений, вывходам счет ход черезяжение подсхемы срав 3 тно устройство,ательно соединенряжения пилообраавнения двух напрой подключен копульсов, а его выь код-напрк ому входу Изве последо тель нас од котика имреобралючен овател о втор нения 2 Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в машиностроении и приборостроении.Известен датчик скорости вращения, содержащий трехфазный сельсин, узел Формирования сигнала пилообразной формы из выходного сигнала сельсина, дифференциатор, выпрямитель 11.Однако в таком датчике сигнал пилообразной формы получают искусственным путем, те. путем дополнительного преобразования выделения участков синусоиды. Всякое дополнительное преобразование вносит дополнительную погрешность. Кроме того, крутизна ска тов синусоиды в каждый момент времени различна (вих=соьх), поэтому искусственное Формирование пилообразного напряжения связано со значительной потерей измерительной информации. 20 Недостатком устройства является малая точность измерения из-за погрешностей изготовления.первичного датчика, погрешности квантования и погрешности устройства сравнения.Цель изобретения - повышение разрешающей способности датчика и точности преобразования скорости вращения и частоту следования импульсов.Поставленная цель достигается тем, что Формирователь напряжения пилообразной формы выполнен в виде фотоэлектрического первичного преобразователя, и дополнительно введены сумматор, уси" усилитель, формирователь калиброванных импульсов, дополнительный счетчик импульсов, дополнительный преобразователь код-напряжение и логическая "хема ИЛИ, причем первичный преобразователь, сумматор, усилитель, схема сравнения, Формирователь калиброванных импульсов вклочены последовательно, а выход формирователя калиброванных импульсов, через логическую схему ИЛИ подключен ко входу счетчика импульсов, выход которого соединен с дополнительным счетчиком импульсов, кодовые выходы которого подслючены к дополнительному преобразователю код-напряжение, выход которо 83024 бго соединен со вторым входом сумматора.На Фиг. 1 представлена структурная схема датчика; на фиг. 2 - еговременные диаграммы.Датчик скорости вращения содержитпоследовательно соединенные фотоэлектрический первичный преобразова-тель 1, сумматор 2, усилитель 3, схему 4 сравнения двух напряжений,формирователь 5 калиброванных импуль- осов. Выход формирователя калиброванных импульсов, являясь выходомдатчика, подключен к одному из входов логической схемы б ИЛИ, второйвход которой подключается к устройству запуска, т,е. на ее второй вход 15подается импульс "Пуск", а выход логической схемы б подключен ко входусчетчика 7 импульсов, с которым последовательно соединен дополнительныйсчетчик 8 импульсов, Кодовые выходы 20дополнительного счетчика 8 черездополнительный преобразователь 9 коднапряжение подключены к второму входусумматора 2, а кодовые выходы счетчика 7 через преобразователь 10 код- днапряжение 10, подключены ко второмувходу схем 4 сравнения напряжения,Первичный фотоэлектрический преобразователь (его модулятор) выполнентаким образом, что за один оборотвала получают один импульс, крутизнапереднего Фронта которого пропорциональна мгновенной угловой скорости.Ввиду этого относительная погрешность изготовления датчика минимальна (2 = 1) .Формирователь калиброванных импульсов служит для получения строго калиброванных по амплитуде и по длительности импульсов на выходе датчика угловой скорости, а также для обеспечения нормальной работы счетчика 7и дополнительного счетчика 8 импульсов.Датчик работает следующим образом.Первоначально дополнительный счетчик 8 устанавливается в состояние"0", а исходное состояние счетчика7 - "1", что может быть достигнуто,например, за счет обратной связи свыхода счетчика 7 на второй вход логической схемы б ИЛИ, На выходепреобразователя 10 код-напряжение появляется первый уровень напряжения.Вмомент равенства напряжения пилообразной формы с выходным напряжением преобразователя 10 код-напряжение срабатывает схема 4 сравненияи на выходе формирователя 5 появляется импульс, который подается навход логической схемы б ИЛИ, выходной импульс которой переводит счетчик 7 в следующее положение. Преобразователь 10 код-напряжение вырабатывает второй уровень напряжения.Процесс повторяется до переполнениясчетчика 7. Импульс переполнения счетчика 7 подается на вход дополнительного счетчика 8. Дополнительный . преобразователь 9 код-напряжение вырабатывает уровень напряжения, которое подается на второй, интертирующий вход сумматора 2, и вычитаясь из пипообразного напряжения первичного преобразователя, усиливается усилигелем 3. Усиленный сигнал пилообразной формы, крутизна фронтов которого пропорциональна мгновенной скорости вращения подается на вход схемы 4 сравнения, причем пилообразное напряжение в каждом новом цикле начинается с нуля и заканчивается своим максимальным значением при переполнении счетчика 7. Каждый импульс с выхода счетчика 7 дает начало новому циклу. Переполнение дополнительного счетчика 8 возвращает схему датчика в исходное состояние. Частота следования импульсов на выходе формирователя 5 равнайй,2где 1 - выходная частота Фотоэлектричческого измерительного преобразователя;К, К - емкость счетчиков 7 и 8,Так дракп) д ба где п(1) - функции изменения скоростивращения.,Е - число прозрачных, непрозрачных элементов модулятора,то при 2=1, т.е., при минимальной конструктивной погрешности модулятора(датчика, частота на выходе датчикаравнапЮ КВык;ОЕсли выполняется условие, что Й 1= =Й 2=В, то частота на выходе датчикаопределяется соотношениемпЬьк БоТаким образом, предлагаемая структура позволяет увеличить разрешающую способность датчика в К раз. Это становится возможным за счет усиления информативного сигнала в К раз и вместе с тем разбиения "пилы" на В поддиапазонов, так как максимальное входное напряжение схемы сравнения ограничено ее паспортными данными.Это позволяет значительно уменьшить погрешность операции сравнения напряжения устройством сравнения, так как уровень компарирования увеличивает"я в К раз.Формула изобретения Датчик скорости вращения, содержащий Формирователь напряжения пилообразной формы, схему сравнения двух напряжений, выход которой подключен ко . входам счетчика импульсов, выходы которого через преобразователь код-напряжение подключены ко второму входу схемы сравнения, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повыше-. ния разрешающей. способности датчика и точности преобразования скорости вращения в частоту следования импульсов, формирователь напряжения пилообразной формю выполнен в виде Фоторлектрического первичного преобразователя и датчик снабжен сумматором, усилителем, формирователем калиброванных импульсов, дополнительным счетчиком импульсов, дополнительным преобразователем код-напряжение и логической схемой ИЛИ, причем фотоэлектрический пер"вичный преобразователь, сумматор, уси"литель, схема сравнения и Формирователь калибрОванных импУльсов включеныпоследовательно, а выход формирователя калиброванных импульсов через логическую схему ИЛИ подключен ко входу счетчика импульсов, выход которого соединен со входом дополнительногосчетчика импульсов, кодовые выходы которого подключены к дополнительномупреобразователю код-напряжение, выход которого соединен со вторым входом сумматора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 481835, кл. С 01 Р 3/46, 19732. Авторское свидетельство СССРР 370701, кл. Н 03 В 19/10, 1971(прототип). ВНИИПИ Заказ 3301/52Тираж 907 Подписное илиал ППП фПатент",