Устройство для измерения скорости вращения вала

Изобретение относится к измеритель -ной технике и может быть использовано для измерения скорости и направления вращения вала, а также другихвращающихся механизмов и машин, приМеняемых в электротехнике, машиностроении и судостроении.Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциоНальных возможностей.На фиг. 1 изображено устройство дляизмерения скорости вращения вала; нафиг. 2 - временные диаграммы работыустройства при вращении модулятора 15Светового потока в направлении, указанном на фиг, 1(а ) и в противоположном (б).Устройство содержит источник 1 свеФа, модулятор 2 светового потока идва фотоприемника 3 и 4, выходы которых соединены с входами логическихэлементов И 5, ИЛИ-НЕ 6 и двух элементов ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ-НЕ 7 и 8. Устройство также содержит триггер 9, к 25Входам которого подсоединены выходылогических элементов И 5 и ИЛИ-НЕ 6,При этом выход, триггера 9 соединенс входами элементов ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИНЕ 7 и 8, Между выходами элементовИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ-НЕ 7 и 8 и входамиКомпаратора 10,включены две интегрирующие цепи 11 и 12, В выходной цепикомпаратора 10 содержатся индикаторный светодиод 13 и токоограничительный резистор 14.Устройство работает следующим образом.Пусть в исходном состоянии (фиг, 11модулятор 2 светового потока установлен в таком положении, что напротиводного из его отверстий с одной стороны находятся источник 1 света, а сдругой стороны два фотоприемника 3и 4, которые одновременно освещены.Сигналы высокого уровня от одноВвременно освещенных фотоприемников 3и 4 поступают на входы элементов И 5и ИЛИ-НЕ 6, при этом на их выходахсоответственно возникают сигйалы высокого и низкого уровней, которые поступают на входы триггера 9, который,в свою очередь, устанавливается в единичное состояние. Этот сигнал высокого уровня поступает на регистрирующее устройство числа оборотов и55 входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 7 и 8, на выходе которых с учетом сиг нала высокого уровня от триггера 9 и от фотоприемников 3 и 4 образуются также сигналы высокого уровня.При дальнейшем вращении модулятора 2 светового потока фотоприемник 3 остается освещенным, а фотоприемник 4 затемняется перемычкой модулятора 2. При этом по окончании переходного процесса, обусловленного переходом к затемненному состоянию фотоприемника 4, на выходе элемента И 5 устанавливается сигнал низкого уровня Потенциал на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 остается без изменений.Этим обеспечивается неизменным состояние уровня выходного сигнала триггера 9 и его инвариант- ность к переходному процессу. Уровень выходного сигнала элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЗБ-НЕ 7 остается без изменений, а на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ-НЕ 8 появляется сигнал низкого уровня после кратковременного переходного процесса. Далее вращение модулятора 2 светового потока приводит к затемнению фотоприемника 4, фотоприемник 3 остается затемненным, При этом на выходе элемента И 5 сохраняется потенциал низкого уровня, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 6 после переходного процесса устанавливается потенциал высокого уровня.Первый же выброс переходного процесса сбрасывает триггер 9 в нулевое состояние, На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ-НЕ 7 после переходного процесса остается сигнал высокого уровня, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ-НЕ 8 появляется сигнал высокого уровня. Вращение модулятора 2 светового потока приводит к переходу в освещенное состояние фотоприемника 4, который сопровождается переходным процессом, фотоприемник 3 остается затемненным. Уровень выходного сигнала элемента И 5 остается низким, а на выходе элемента ИЗП 1-НЕ 6 наблюдается переходный процесс и установление низкого урбвня сигнала. Но триггер 9 остается, при этом в предыдущем состоянии. На вьходе элемента ИСКЛЮЧЖЗЦЕЕ ИЛИ-НЕ 7 остается сигнал. высокого уровня, на выходе элемента ИСКЛВЗЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 8 появляется сигнал низкого уровня. Далее процесс повторяется в аналогичной последовательности.При укаэанном ца фиг. 1 направлении вращения модулятора 2 светового5 15433потока на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕЭИЛИ-НЕ 7 постоянно поддерживается сигнал высокого уровня за исключениемпериодически повторяющихся кратковременных переходных процессов, возникающих при переходе фотоприемников 3 и 4из освещенного состояния в затемненное и наоборот. На выходе элементаИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ЮП 1-НЕ 8 уровень сигналапостоянно изменяется, переходя изсостояния низкого уровня в состояниевысокого уровня. Следовательно, проинтегрированный интегрирующей цепью11 выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 7 в процессе измерениявсегда более положительный, чем проинтегрированный интегрирующей цепью 12выходной сигнал элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕИЛИ-НЕ 8. В результате на выходе компаратора 1 О появляется сигнал высокого уровня, о чем свидетельствует свечение индикаторного светодиода 13.Величина тока, протекающего через индикаторный светодиод 13, определяетсясопротивлением токоограничительногорезистора 14,При вращении модулятора 2 светового потока в противоположном направлении устройстно работает аналогичнымобразом за исключением того, что навыходе элемента ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ-НЕ 7уровень сигнала постоянно изменяется,переходя из состояния низкого уровняв состояние высокого уровня и наоборот, а уровень выходного сигнала эле 35мента ИСКЛЮЧАЮ 11 ЕЕ ИЛИ-НЕ 8 постоянновысокий, за исключением кратковременных периодически повторяющихся переходных процессов. Следовательно, после интегрирования данных сигналовинтегрирующими цепями 11 и 12 на выходе компаратора 1 О появляется сигналнизкого уровня, при этом индикаторныйсветодиод 13 не горит.Временной интервал й-С на фиг,2 а,б соответствует отрезку времени, когда одновременно освещены два фотоприемника 3 и 4. В течение интервала С вС фотоприемник 3 остается освещенным,а фотоприемник 4 затемняется (фиг.2,а)и наоборот (фиг. 2 б) . Временной промежуток 1-14 соответствует отрезку 46 6времени, когда одновременно затемнены оба фотоприемника 3 и 4 (фиг,2,а,б), В течение интервала Сд-С фотоприемник 3 остается затемненным, афотоприемник 4 переходит в освещенное состояние (фиг. 2,а) и наоборот(фиг, 2,б), Длительности переходныхпроцессов, возникающих в фотоприемниках, обозначены на диаграммах участками ЬГ., По оси ординат отложены уровни напряжений на выходах фотоприемников 3 и 4 соответственно О и 0,элемента И 5 - Н , элемента ИЛИ-НЕ 6 -Ц, триггера 9 - Б , элементов ИСКЛЮЧЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ 7 и 8 - соответственно Б и Б, интегрирующих цепей 11и 12 - соответственно Бт и 07, компаратора 10 - Бю ,Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение надежности измерений скорости вращения1 1 вала за счет исключения дребезга упрощения и увеличения быстродействия схемы. При этом устройство позволяет автоматически определять направление вращения вала по движению модулятора,Формула изобретения Устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее закрепленный на валу модулятор с отверстиями, источник света, расположенный по одну сторону от модулятора, два фотоприемника, расположенных по другую сторону от модулятора, и компаратор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, фотоприемники расположены вплотную друг к другу и их выходы соединены с входами логических элементов И, ИЛИ-НЕ и двух элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ-НЕ, при этом выходы логических элементов И и ИЗШ-НЕ подключены к входам триггера, выход которого соединен с входами двух элементов ИСКЛЮЧА 331 ЕЕ ИЛИНЕ, соединенных выходами через интегрирующие цепи с входами компаратора.1543346 6 1 у 1 з йГ 8 Составитель А.КузенковТехред А.Кравчук Корректор Н.Корол дактор А.Лежн ираж 45 Заказ одпи НТ СС сударственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10