Цифровой тахометр

СОЮЗ .СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) Я 3 (11) ЗОБРЕ И гЦММ;. а 88)тво СССР1980.о СССР9, 1980. ро оо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ СВ(54)(57) 1. ЦИФР 080 й ТАХОМЕТР,содержащий генератор импульсов,счетчик, формирователь синусоидального напряжения, выход которого соединен с входом синусно-косинусноговращающегося трансформатора, первыйформирователь импульсов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности и быстродействиятахометра, в него введены двойнойфазовращающий мост, второй формирователь импульсов, первый, второй,третий и четвертый регистры, первый,второй и третий сумматоры, первыйи второй инверторы, выход генератора импульсов соединен с входомсчетчика,. выходы которого соединеныс информационными входами первогои второго регистров и входом первого инвертора, а выход старшегоразряда соединен с входом Формирователя синусоидального напряжениявыход первого инвертора соединенс первыми входами первого и второгосумматоров, выходы первого и второго регистров соединены с вторымивходами первого и второго сумматоров, выходы которых соединены синформационными входами третьего(51)4 Н 03 М 1/64; С 01 Р 3/48 и четвертого регистров,выходтретьего регистра соединен с первьвходом третьего сумматора, выходчетвертого регистра соединен черезвторой инвертор с вторым входомтретьего сумматора, выход которогоявляется выходом тахометра, выходы синусно-косинусного вращающегося трасформатора соединены с первым и вторьвходами двойного фазовращающегомоста, первый и второй выходы которого соединены соответственно свходами первого и второго формирователей импульсов, выход первогоформирователя импульсов соединенс управляющими входами первогои третьего регистров, выход второго Формирователя импульсов соединен с управляющими входами второгои четвертого регистров.2. Тахометр по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что двойнойФазовращающий мост выполнен в видепервого и второго конденсаторов,первого и второго резисторов и инвертирующего усилителя,первыйвывод первого конденсатора соединен с первым выводом второго конденсатора и является первым входоммоста, вторые выводы первого и второго конденсаторов являются первыми вторым выходами моста, первыйвывод первого резистора являетсявторым входом моста и соединен череинвертирующий усилитель с первым выводом второго резистора, вторые выводы первого и второго резисто всоединены с вторыми выводами с тветственно первого и второго конденсаторов,-и с -п-п, еслиО,= п,й-п, если 30 45 35 14 50 Изобретение относится к областиавтоматики и вычислительной техникии может быть использовано в следящих системах, системах регулирования и измерения скорости, робототехнике и т.п.Тахометр использует в качествепервичного датчика синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ)Целью изобретения является повышение точности и быстродействиятахометра,На фиг. 1 приведена функциональная схема тахометра, на фиг. 2 -схема двойного фазовращающего моста,на фиг. 3 - временные диаграммы,поясняющие работу тахометра.Цифровой тахометр содержит генератор 1 импульсов, счетчик 2, формирователь 3 синусои:.,ального напряжения, СКВТ 4, двойной Фаэовращающий мост 5, Формирователи б и 7импульсов, регистры 8-11, инверторы 12 и 13, сумматоры 14-16, двойной Фазовращающий мост 5 содержитконденсаторы 17 и 18, резисторы19 и 20, инвертирующий усилитель 21.Цифровой тахометр работает следующим образом.Принцип работы тахометра основан на том, что в выходных сигналах СКВТ 4 содержатся две гармонические составляющие: одна с частотой, равной сумме частоты пита-,ния и частоты вращения ротораСКБТ 4, а вторая с частотой, равной йх разности. При помощи двойного Фазовращающего моста 5 этисоставляющие выделяются, а затем,измеряя отклонения периодов этихсоставляющих от периода питающегоСКВТ 4 напряжения, находят темсамым частоту Я вращения ротора.При этом по каждой составляющей йопределяется с методической погрешностью ж Й/Я, где Яо - частота напряжения питания СКВТ 4. Привычитании этих отклонений показаниечастоты Й удваивается, а перваястепень отношения Й Я погрешности компенсируется.Тахометр работает следующимобразом.По импульсам генератора 1 счетчик 2 формирует "цифровую пилу"(фиг. 3). 187274 . 27 в регистр 10 записывается значение кода п, 1 1, (фиг. 3), вмомент временифронтом 0 в регистр 8 записывается значение ко да и : 1 1, где 1 - частотаимпульсов на выходе генератора .На выходах счетчика 2 и регистров 8 и 10 имеем дело только с положительными числами, максимальное О значение которых равно Й = 2 -1.Эти числа представляются прямым1 П-разрядным кодом без знаковогоразряда. На выходах сумматоров14-16 и регистров 9 и 11 числа мо" 5 гут быть как положительными, таки отрицательными. Они представляются дополнительным и -разрядным .кодом, причем старший разряд знаковый. Диапазон изменения чисел 20 от - (8+1)/2 до +(М)/2. При переполнении сумматоров 14-16 переносв (пл+) разряд отбрасывается.С помощью инвертора 12 и сумматора 15 на входе регистра 11 фор мируется код В момент времени Еэ кодЦ,.=п;питак как(фиг, 3), гдеи =4. 1 э передним фронтом0 записывается в регистр1,одновременно в регистр 10 записы"вается число П э . Можно записать, 40 (=п,-п,+ Й = 1(То-Т 2)С помощью инвертора 12 и сумматора 14 на входе регистра 9 формируется код И 1 п,-п если и -п- -2 2 ) И 1 п,-п+й если п -п- -3В момент времени 5 код0 - .п-пзтак как5 5МИ . гдеи -и2 фп =(Б -т) 4)1 записывается в регистр 11, а в регистр 10 число й 5 . Далее работа происходит аналогично.На выходной шине с помощью инвертора 13 и сумматора 16 формируется потенциальный код 0 =0 и, который можно представить в видегОпределяя период Т, и Т получимО =2 вЕГ 1 1: 4где1187274 4Таким образом, на выходной шинформируется дополнительный кодскорости с относительной методической погрешностью Г 2 Ей- , 5 . Таким образом, предлагаемоепостроение цифрового тахометрапозволяет существенно уменьшитьошибку измерения скорости по сравнению с известными решениями: визвестном устройстве ошибка пропорциональна первой степени отношения, в предлагаемом - второй степеПри этом, существенно упрощаетсяформирователь синусоидального на пряжения, так как в предлагаемомтахометре необходимо формироватьтолько одно напряжение, к которомупредъявляется только требованиепо гармоническому составу, Исполь зование фазовращателя с вращающимся магнитным полем требует многофазной системы синусоидальныхнапряжений, к которой предъявляются жесткие требования по ампли туде, фазовому сдвигу и гармоническому составу.1187274 Составитель А.СидоренТехред Л.Микеш; р Л.Гратилл Ре ректор С.Черни аказ 6562/60 илиал ПИП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 871НИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 13035, Москва, Ж, Рауш Подписноетета СССРрытийая наб., д. 4/5