Устройство для измерения колебаний частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

)00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСА ИЗОБРЕТДЕТЕПЬСТВУ НИЯ К АВТОРСКОМ(21) 3433024/18-10 л и ч а ю щ е е с я тем, цто, с (22) 04,05.82 целью повышения точности измерения (46) 07.09,83. Бюл. й 33 величины относительных колебаний ча- (72) Е,НвКлеветенко и Б.Ю,Соболев :; стоты вращения, оно снабжено фильт- (71) Специализированный проектный ром низких частот с подключенным конструкторско-технологический ин- к его выходу через блок вычитания ститут по разработке и.внедрению выпрямителем; вторым преобразоватеавтоматизированных систем для обо- лем напряжение-частота, выход корудования с программным управлением торого через делитель частоты с пе- (53) 621.317 .391531.7(088.8) ременным коэФфициентом деления сое- (56) 1, Туричин А,М. Электрические динен с первым входом реверсивного измерения неэлектрических величин, счетчика; вторым формирователем с Л "Энергия", 1966, с. 441, подключенным к его выходу своим уп 2, Авторское свидетельство СССРравляющим входом ключом и элементом 11 572706, кл, 6 01 Р 3/42, 1976 ПАМЯТЬ, причем выход преобразователя (прототип), частота-напряжение соединен с входом(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ фильтра низких частот и с вторым КОЛЕЕАНИА ЧАСТОТЫ:ОРАЦЕННА КОЛЕНЧА- входом блока выиитаиив, выхоД выпра- (/) ТОГО ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО мителя подключен к входу первого ком СГОРАНИЯ, содержащее первичный пре- мутатора, выход генератора импульсов Ъ образоватвль с подключенным к его . соединен с входом второго Формировавыходу через первый формирователь теля, выход второго коммутатора чепреобразователем частота-напряжение . рез последовательно соединенные ключ, первый коммутатор, управляющим вхо- элемент ПАМЯТЬ, первый преобразовадом соединенный с выходом генератора тель напряжение-частота подключен к импульсов, а выходами с первым и . второму входу реверсивного счетчика, вторым детекторами, выходы которых выход которого соединен с входом ин подключены к входам второго коммута- . дикатора и с управляющим входом детора, управляющим;.входом соединен- . лителя частоты, при этом выход филь- ного с выходом генератора импуль- .: тра низких частот подключен к входу сов, первый преобразователь напря- второго преобразователя напряжение- жение-частота и индикатор, о т - . частота.1 10403Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для измерения колебаний частоты вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания с использованием электрических средств и может.быть использовано для измерения коле",баний частоты вращения коленчатоговала двигателей,Известно устройство для измерения 10колебаний частоты вращения, содержа"щее датчик, усилитель и формировательимпульсов входного сигнала, Схему управления, формирующую измерительныйинтервал, клапан,один вход которого З. подключен к генератору. эталонной частоты, второй к выходу схемы управления, а выход - к выходу счетчи"ка 1.Наиболее близким к предлагаемому 20по технической сущности является уст.ройство, содержащее первичный преоб.разователь с подключенным к его выходу через первый формирователь преобразователем частота-напряжение, первый коммутатор с подключенным к егоуправляющему входу генератором импульсов, а к его выходам - первым ивторым детекторами, второй коммутатор,подключенный своими входами к выходамЗОобоих детекторов, а управляющим входом " к генератору импульсов, первыйпреобразователь напряжение-частота,индикатор 2,Недостатком устройства являетсябольшая динамическая погрешностьизмерения величины относительных ко-лебаний частоты вращения.Цель изобретения " повышение точности измерения величины относительных колебаний частоты вращения.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство, содержащее пер.вичный преобразователь с подключенным к его выходу через первый формирователь преобразователем частота.напряжение первый коммутатор, управ"ляющим входом соединенный с выходомгенератора импульсов, а выходамис первым и вторым детекторами, выходы которых подключены. к входам второго коммутатора, управляющим вхо"дом соединенного с выходом генератора импульсов, первый преобразователь напряжение-частота и индикатор,снабжено фильтром .низких частот сподключенным к его выходу через блоквычитания выпрямителем; вторым преобразователем напряжение"частота,39 2выход которого через делитель ча.- стоты с переменным коэффициентом деления соединен с первым, входом реверсивного счетчика; вторым формирователем с подключенным к его выхо" ду своим управляющим входом ключом и элементом ПАМЯТЬ, причем выход преобразователя частота-напряжение соединен с входом фильтра низких частот и с вторым входом блока вычитания, выход выпрямителя подключен к входу первого коммутатора, выход генератора импульсов соединен с входом вто" рого формирователя, выход второго коммутатора через последовательносоединенные ключ, элемент ПАМЯТЬ, первый преобразователь напряжение-.ча. стота подключен к второму входу реверсивного счетчика, выход которого соединен с входом индикатора и с управляющим входом делителя частоты при этом вь 1 ход фильтра низких частот подключен к входу второго преобразователя напряжение-частота.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2- временная диаграмма сигналов.Устройство для измерения колебаний частоты вращения коленчатого вала Двигателя внутреннего сгорания содержит первичный преобразователь 1 с подключенным через цепочку первый формирователь 2- преобразователь 3 частота-напряжение - фильтр .4 низких частот - блок 5 вычитания - выпрямитель 6 двухполупериодный - первый .коммутатор 7 - первый детектор 8 пиковый,- второй коммутатор 9- ключ 10 - элемент ПАМЯТЬ 11 - первый преобразователь 12 напряжение-ча. стота - реверсивный счетчик 13 индикатором 14; второй детектор 15 пиковый, подключенный своим входом к выходу первого коммутатора 7, а выхо дом - к другому входу второго коммутатора 9; генератор 16 импульсов, выход которого подключен к входу второго формирователя 17, второй преобразователь 10 напряжение-частота, выход которого связан с делителем 19 частоты с переменным коэффициентом деления. Преобразователь 3 подключен также к другому входу блока 5; выход фильтра 4 подключен также к входу второго преобразователя 18; генератор 16 подключен также к управляющим входам первого и второго коммутаторов 7 и 9; выход второ" го формирователя 17 подключен кПри изменении частот, поступаю"щих на реверсивный счетчик 3, про"исходит соответствующее изменениеего входного кода до установлениясостояния равновесия, при которомвходные частоты равны, При этом вы"ходной код, равный отношению частоты импУльсов с делителя 19 кчастоте импульсов с первичного пре" образователя 1, т.е, отношению абсолютной величины максимального отклонения мгновенной частоты вращения к средней частоте. вращения поступает- на индикатор 14,3 1:040управляющему входу ключа 10; выходделителя 19 подключен к другому вхо-ду реверсивного счетчика 13, выходкоторого подключен также к управляющему входу, делителя 19, Первицныйпреобразователь 1 выполнен в видемагнитоэлектрического преобразователя с усилителем переменного тока. При вращении зубчатого дискаиз ферромагнитного материала, укре Опленного на валу контролируемого объекта, в обмотке первйчного преобразователя 1 наводится переменнаяЭДС, которая усиливается встроенным усилителем. Частота выходных им". 15пульсов пропорциональна частоте вращения вала контролируемого объекта,Первый формирователь 2 состоитиз усилителя и триггера Шмитта иобеспечивает выдачу импупьсов фикаированной амплитуды и длительности,Генератор 16 вырабатывает прямоугольные импульсы со скважностью равной 2,Второй формирователь 17 вырабатывает короткие импульсы по переднему 25и заднему фронтам входных импульсов.Устройство работает следующим образом,При вращении вала контролируемо"го объекта на выходе цепочки первич"ный преобразователь 1 - первый формирователь 2 формируются импульсыфиксированной амплитуды с частотой,пропорциональной частоте вращениявала. Эти импульсы поступают на пре-. зобразователь 3 г где преобразуютсяв напряжение, величина которого пропорциональна частоте импульсов.фильтр 4,производит усреднениевходного напряжения. Таким образом, 40на входе фильтра 4 будет напряжение,пропорциональное мгновенной частоте,.вращения,а на выходе - пропорциональноесредней частоте вращение, Блок 5 выполняет вычитание напряжения, посту.пающего с фильтра 4, иэ напряжения,.поступающего с преобразователя 3,т.е. выделяет переменную составля- "щую напряжения, характеризующего ко-лебания частоты вращения относи 50тельно средней частоты вращения,Напряжение с блока 5 поступает навход выпрямителя 6, который преобразует его в пульсирующее напряженйепричемвеличина пульсаций пропорциональна амплитуде отклонений мгновенной частоты от средней. Первыйи второй коммутаторы 7 и 9 работаеТ.в противофазе, поэтому когда вход 339 4 коммутатора 7 подключен к первомудетектору 8, то вход второго коммутатора 9 подключен к выходу второго детектора 1 и наоборот, Переключение обоих коммутаторов осуще"ствляется по сигналам генератора 16.Пульсирующее напряжение с выходавыпрямителя 6 поступает через первый коммутатор 7 на один иэ детекторов 8 или 15, где осуществляетсявыделение максимального значениянапряжения, действующего в течениесуществования импульса с генератора 16, Другой детектор в этоже время подключен через второй коммутатор 9 к ключу 10. Поэтому навходе ключа 10 постоянно будет на"пряжение, пропорциональное величине.максимального отклонения мгновенной скорости от средней эа полупериод импульсов генератора 16, Сприходом управляющих импульсов свторого формирователя 17 это напряжение поступает в элемент ПАМЯТЬ 11,где запоминается на полпериода, Первый преобразователь 12 напряжениечастота с элемента ПАМЯТЬ 11 преоб"разует в последовательност.ь импульсов с частотой пропорциональнойвходному напряжению. Эти импульсыпоступают на один вход реверсивногосчетчика 13. Второй преобразователь8 вырабатывает импульсы с частотойпропорциональной входному напряжению, а значит- средней частоте вращения, Эта последоаательность импульсов делителем 19 преобразуетсяв другую последовательность с частотой, равной входной частоте,деленной на коэффициент, определяемый кодом, поступающим на управляющий вход с выхода реверсивногосчетчика 13,