Датчик нулевой скорости носителя информации

(51) Й 11 В 15 4 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОИЯОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ орого элемента Иэлемента задерщ и й с я тем,я точности, в н вым входом втвходом первогоотличаюцелью повышени и ляковскиивич н ьство СССР02, 1980(54)(57) ДАТЧИК НУЛ НОСИТЕЛЯ ИНФОРМАЦИИ первый элемент И, п рого соединен с вых импульсов, второй в блока синхронизатор нен с входом синхро ка, преобразователь тота, выход которог ЕВОЙ ОСТИ содержащииервый вход котоодом генератораход - с выходом а, а выход соед низации счетчискорость.-часхр ка соедин перОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЮ(прототип),введены регистр, элемент сравнения кодов и второй элемент задержки, причем выход второго элемента задержки соединен с установочным входом счетчика, а его вход соединен с выходом первого элемента задержки и входом синхронизации регистра, при этом информационные входы регистра соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика и с первой группой входов элемента сравнения кодов, а выходы разрядов регист- З ра - с второй группой входов элемента сравнения кодов, выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а выход второго элемента И соединен с входом блока синонизации и является выходом датчи 1344Изобретение относится к приборостроению и может быть кскояьзоваао в системах автоматического управления, где требуется точное измерение микейных или угловык скорос 1 ей движения.Известны устройства, которые осуществляют изие 15 еиие скорости в процессе торможения кротивовкеечеинем электродвигателя и вырабатывают 0 ,сигнал о достижении нулевой скорости. Наиболее совернениые из них содержат в измерительной цеии частотные датчики. Период сигналов частотного ,датчика измеряется в процессе тор иакения с помощью устройства синхронизации, генератора импульсов, счетчика, элемента задержки и схем клапакирования. При увеличении периода до какой-то опредекенной вели чины вырабатывается сигнал нулевой скорости 1 и Я.Недостагком этих устройств является то, что сигнал о нулевой скорости вырабатывается у них со значительной погревностью. Уменьщение вага дискретизации, применяемое. для уиеньвения погревности, приводит к тому, что под дейстием различных дестабилизирующих. факторов климатические З 0 и механические воздействия, разброс отрицательных ускорений прн торио; женин) сигнал нулевой скорости иожет вообще не выработаться, что является. недопустимыи для многи изделий.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемону результату является устройство,содержащее генератор иипульсов, блокклапанираваиия, счетчик импульсов, 40частотный датчик, блок задержки,формирователь сигнала и блок синхронизации. Если у этого устройства формирователь сигнала, связанный споследнии старвии разрядом. счетчикане вырабатывает сигнала, нулевой скорости, то сработает блокировка,построенная на триггере, элементесовпадения,икверторе и многовходовомэлементе совпадения, подключенном 50ко всем младшим разрядам счетчика.Выработанный.при этом скгнал дублирует сигнал нулевой скорости и формируется за зоной поиска нулевойскорости 3155Однако в известном устройствесигнал нулевой скорости вырабатывается в любом месте зоны поиска,не достигнув физического состояния покоя либо перейдя его. Введенные элементы блокировки не увеличивают точность работы устройства, а только дублируют сигнал кулевой скорости за зоной поиска. При этом сигнал блокировки за зоной поиска обладает уже значительной погрешностью, Кроме того, количество разрядов счетчика и частота заполнения его от генератора импульсов рассчитываются на определенную интенсивность торможения. Но в критических ситуацияхкогда торможение может происходить с больвей интенсивностью, чеи рассчитано (например, ториожение вызвано воздействием ударной нагрузки, либо резко возросвим сопротивлением), не сработает и блокировка, так как .счетчик кедосчитает н до предпоследнего разряда. В этом случае в различных иэделиях начнется аварийное движение.Цель изобретения - увеличение точности и одновременно функциональной надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее первый элемент И, первый вход которого соединен с выходом генератора импульсов, второй вход - с выходом блока синхронизации, а выход соединен с входои синхронизации счетчика, преобразователь скорость-частота, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, н входом первого элемента задержки, введены регистр, элемент сравнения кодов и второй элеиент задержки, причем вьгход второго элемекта задержки соеди" кек с установочным входом счетчика, а его вход соединен .с выходом первого элемента задержки н входом синхронизации регистра, прн этом информационные входы регистра соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика и с первой группой входов элемента сравнения кодов, а выходы разрядов регистра - с второй группой входов элемента сравнения кодов, выход которого соединен с вторьи входом второго элемента И, выход второго элемента И соединен с входом блока синхронизации н является выходом датчика. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.3 11441Устройство содержит генераторимпульсов 1 , вырвбатывающий высокостабильную последовательность прямоугольных импульсов. Выход генераторасоединен с первым входом элемен-.5та И 2, выход которого соединен сосчетньич входом С счетчика 3. Второйвход элемента И 2 соединен с выходомблока синхронизации 4. В простейшемслучае блок синхронизации 4 может 1 Осостоять иэ одного триггера 5, у которого установочный вход 5 связанс клеммой сигнала разрешения поиска нулевой скорости, а вход сбросаК - с выходной клеммой устройства,Разрядные выходы счетчика 3 соединены с соответствующнии одноименнымивходаии регистра 6 и входами числаВ элемента 7 сравнения, Разрядныевыходы регистра 6 соединены с входами числа А элемента 7 сравнения,который предназначен для сравнениядвух чисел А и В, находящихся .наего разрядных входах, и если числоА будет больше числа В, то на его двыходе, связанном с вторым входоивторого элемента И 8, должен появиться разрешающий уровень Первыйвход .второго элемента И 8 связанс выходом преобразователя скорость- . ЗОчастота 9, Преобразователь скоростьчастота 9 может состоять из зубчатого диска 10, лампы 11 накаливания,фототранзистора 12 и формирователя13 импульсов. Выход формирователя13 является выходом преобразователя9 и,связан с входом первого элемента14 задержки, выход которого подключен к входу С занесения информациив регистр 6 и входом второго элемента 15 задержки. Выход второго элемента 15 задержки подключен к входусброса счетчика 3,В качестве элементов 14 и 15 за.держки могут быть использованы одно/вибраторы, которые должны запускаться по заднему фронту входных импульсов. Для нормальной работы устройства необходимо, чтобы суммарная дли-тельность импульсов формирователя 13 50и элементов 15 и 14 задержки быламеньше периода слЕдования импульсовгенератора 1. Кроме того, необходимоучитывать, что точность работы устройства зависит от частоты сигнала упреобразователя 9 (от.количествазубьев диска 1 О) и от количества разрядов счетчика 3, регистра б и блока 4,7 47 сравнения, Чем они выше, теи большей точностью будет обладать датчик нулевой скорости.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии блок 4 синхронизации запрещает прохождение импульсов генератора 1 через схему И 2 в счетчик 3, а с преобразователя 9 в процессе движения поступают импульсы. Эти импульсы через элементы 14 и 15 задержки поддерживают счетчик 3 и регистр 6 в нулевых состояниях. При этом элемент 7 сравнения не вырабатывает разрешающего уровня, так как числа А и В на его входах равны. С началом торможения поступит сигнал поиска нулевой скорости на клемму блока 4 синхронизации. При этом триггер 5 вырабатывает сигнал, разрешающий заполнение счетчика 3 импульсами. В процессе счета на выходах счетчика 3 будет находиться число, отражающее количество поступивших импульсов, а на выходе элемента 7 сравнения будет запрещающий уровень сигнала, так как число А будет меньше числа В. Очередной импульс, выработанный преобразователем 9, по-прежнему не.пройдет через элемент И 8, но через элемент 14 задержки занесет число счетчика 3 в регистр 6, а затем через элемент 15 задержки сбросит счетчик 3, В процессе торможения этит цикл будет повторяться все время, так как при торможении период сигнала преобразователя 9 все время возрастает, а значит в момент выработки импульса формирователем 13 число В, накопленное счетчиком 3, всегда больше числа А, занесенного в регистр 6 в предыцущем цикле измерения. Но как только фаза торможения закончится, зубчатый диск 10 начнет поворачиваться и разгоняться в другую сторону, формирователь 13 вырабатывает при этом сигнал с меньшим периодом, чем в предыдущем цикле измерения. В этом случае число В, накопленное счетчиком 3, будет меньше числа А, хранимого в регистре б, и на выходе элемента 7 сравнения будет находиться разрешающий уровень сигнала, который пропустит импульс преобразователя 9 на выходную клемму устройства и на сброс триггера 5 блока 4 синхрониза-,, г.Уиород, у.Проектора,ции. Таким образом, выработается сигнал нулевой скорости.Применение данного датчика позволит выработать сигнал нулевой скорости с погреаностью +3, -ОХ и с высокой функциональной надежностью, обеапечивающейся тем, что датчик работает практически при любой величине ускорений и тем, что информация об изменении знака ускорения (т.е.о переходе от торможения к разгону)анализируется по каждому сигналупреобразователя скорость-частота).5.Предлагаемый датчик может использоваться, например, в накопителях на магнитной ленте, аппаратах контооля магнитной ленты и др.