Цифровой тахометр

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 С 01 Р 3/4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ 1,м с:1 ВИДЕТЕЛЬСТВ Н АВТОРСК 2/24-108990. Бюл. Уй институтем управлен тчика скорос овано в качестве вращения вала в цифровых системах атоматического управления. Введениеизвестное устройство фазового контура, двух триггеров, двух формирователей задержанных импульсов, трехсчетчиков, делителя частоты и двухключей позволяет повысить разрешающую способность преобразования скорости вращения вала в цифровой эквивалент, обеспечив при этом уменьшение влияния Дрейфа Фазочастотнойхарактеристики Фазового контура нарезультат измерения добавлением корректирующей поправки к коду ско 1)остивращения вала. 1 ил матизиро и оэлеколов и Н.П,Доскоч8,8)В.Г. и др. Схемапреобразователейочное пособие.т, 1987, с.355. гом (08 еха а(54) ЦИФР (57) Иэоб рительной те ех кода скорости, а также подключенныек выходу первого ключа 8 последовательно соединенные третий счетчик 12блок 13 инверторов, второй сумматор14, второй регистр 15, выходы которого подключены к вторым входам первого сумматора 11, а также подключенные к выходу фазовращателя 4 последовательно соединенные второй нульорган 16 и первый формирователь 17задержанных импульсов, второй выходкоторого подключен к входу разрешения записи первого регистра 1 О,а первый выход - к входу предустановки первого счетчика 9, выход второго нуль-органа 16 подключен также кпервому входу первого триггера 7 ипоследовательно соединенным делителю18 частоты, второму формирователю 19 Изобретение относится к измерительной технике и может быть зовано в качестве датчика ск вращения вала в цифровых системах автоматического управления.Целью изобретения является повышение разрешающей способности преобразования скорости вращения вала в код,На чертеже представлена структурная схема цифрового тахометра.Цифровой тахометр содержит последовательно соединенные генератор 1 импульсов, первый счетчик 2, формирователь 3 опорного сигнала, фазо - вращатель 4, фазовый контур 5, первый нуль-орган 6, первый триггер 7, первый ключ 8, второй счетчик 9, первый регистр 10, первый сумматор 11, выход которого является выходом исполь- орости(21) 46468 (22) 12. 10 (46) 23.12 (71) Томск ванных сис троники (72) С.И.Б (53) 681.3 (56) Домра ника цифро мещеций, С Энергоатом АХ 011 ЕТРе относится к измеке и может быть исполь 1615615 А 1задержанных импульсов, второму триггеру 20, второму ключу 21, четвертый счетчик 22, выходы которого подключеы к вторым входам второго сумматора5 14, а второй выкод второго формирователя задержанных импульсов подключен . к входам разрешения записи первого ре 1 регистра 15, третий выход Формировач 1 еля 19 задержанных импуль ов подключен к входам предустановки третьео 12 и четвертого 22 счетчиков, а вход формирователя 19 соединен с ервым входом второго триггера 20,ичем вторые информационные входы к чей 8 и 2 1 подключены к выходу геенератора 1. Тахометр работает следующим образом.20Импульсы частоты Ри генератора 1 поступают на первый счетчик 2 емкостью М, который Формирует на выходе импульсный сигнал с периодом Т0 = 1/Р = И/Р 1, который после фильтрации в Формирователе 3 .опорного сигнала поступает на фазовращатель 4, Чстота сигнала на выходе фазовращтеля 4 содержит информацию о скорЬсти вращения ротора фазовращателя,.30 при этом фаза сигнала на выходе фазового контура 5 также зависит от частоты сигнала. Сигналы с входа и выхода фазового контура 5 через нуль- орган 6 и .16 поступают на входы триггера , Нуль-органы преобразуют сигналы в последовательность импульсов, временное положение фронтов которых онределяется фазой сигнала. В результате на выходе триггераформируется иипульс, длительность которого пропорциональна разности фаз входного и выходного сигналов фазового контура 5. Этот потенциал поступает на ключ 8, пропуская при этом импульсы генератора 1 на второй счетчик 9.Одновременно сигнал с выхода нуль- органа 16 поступает на вход формирователя 1 задержанных импульсов, задержанный импульс с второго выхода которого поступает на вход разрешения записи регистра 10, информацчонные входы которого подключены к выходам второго счетчика 9. Временная задержка импульса записи обеспечивает окончание переходных процессов во втором счетчике 9, поэтому в регистр 10 переписывается информация, содер 1 жацаяся во втором счетчике 9 и пропорциональная разности Фаэ сигналовна входе и выходе контура 5.С выхода ключа 8 последовательность пачек импульсов поступает также на вход счетчика 12, имеющего коэффициент пересчета, обеспечивающий усреднение входной счетной инФормации за М периодов опорного сигнала. Через блок 13 инверторов кодстарших разрядов счетчика 12 поступает,на входы сумматора 14. На вторыевходы сумматора 14 поступает сигналс выхода счетчика 22, на счетныйвход которого поступают импульсы отгенератора 1 через ключ 21, управляемый триггером 20. Триггер 20 размыкает ключ по моменту прихода импульса с выхода нуль-органа 16 черезделитель 18 частоты. Этот же импульспоступает на вход второго Формирователя 19 задержанных импульсов; с второго выхода которого на вход разрешения запиаи регистра 15 поступает импульс, задержанный на время переходных процессов в четвертом счетчике22 и сумматоре 14,С третьего выхода формирователя19 задержанных . импульсов на входыобнуления счетчика 12 и вход предустановки счетчика 22 поступает импульс, разрешающий запись в счетчик22 количества импульсов, эквивалентных времени раэмыкания ключа 21.Этот интервал времени равен времени задержки импульсов с первого выхода формирователя 19 эацержанныхимпульсов, по моменту появления которого триггер 20 устанавливаетсяв единичное состояние, открываятем самым прохождение импульсов генератора 1 через ключ 21 на счетчик 22Коэффициент деления делителячастоты 18 равен М, поэтому к моментуформирования следующего импульса сего выхода на счетчике 22 фиксируется код, пропорциональный интервалувремени М периодов исследуемого колебания. При неподвижном роторе фазовращателя 4 период его выходногосигнала равен периоду опорного колебания, а так как разрядность четвертого счетчика 22 на единицу больше разрядности первого счетчика и делителя 18 частоты, то к моменту прихода очередного импульса с выходаделителя 18 частоты на триггер 20счетчик 22 заполняется ровно наполо.вину.При выполнении соотношения 1615615 гистра, причем выход первого сумматора является выходом устройства, о т где Р - частота вращения вала, отклонение периода сигнала на выходе фаэовращателя .4 от номинального значения То пропорционально частоте вращения вала10РТ Р 2,Следовательно, зафиксированный на счетчике 22 код длительности М 15 периодов сигнала несет информацию об оценке средней за М периодов опор" ного сигнала частоте вращения вала и на сумматоре 14 осуществляется вычитание (с учетом инвертора 13) ко дов средних за И периодов значений частоты вращения вала с выходов счетчиков 12 и 22. Этот результат фиксируется в регистре 15 по моменту прихода импульса разрешения записи с 25 второго выхода формирователя 19 задержанных импульсов и выдается на вход сумматора 11 в виде постоянной корректирующей поправки к коду мгновенного значения скорости вращения 30 вала, поступающему с выходов регистра 10. Такая коррекция обеспечивает уменьшение влияния возможного дрейфа фазочастотной характеристики фазового контура 5 на результат измерения скорости вращения вала.Формула и э обретенияЦифровой тахометр, содержащий последовательно соединенные генератор, 40 первый счетчик, формирователь опорного сигнала, Фазовращатель, а также первый и второй нуль-органы, первый и второй регистры, первый и второй сумматоры, блок инверторов, подключенный через последовательно соединенные второй сумматор и второй регистр к одному из информационных входов первого сумматора, другой вход которого связан с выходом первого ре- . 50 л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьшения разрешающей способ-, ности, в него введены фазовый контур, первый и второй триггеры, первый и вто 1рой ключи, первый и второй формирователи задержанных импульсов, второй, третгй и четвертый счетчики и дели" тель частоты, вход которого подключен к выходу второго нуль-органа, входу первого формирователя задержанных импульсов и первому входу первого триггера, выход делителя частоты соединен с первым входом второго триггера и с входом второго формирователя задержанных импульсов, первый выход которого соединен с вторым входом второго триггера, выход которого подсоединен к управляющему входу второго ключа, второй и третий выходы второго Формирователя задержанных импульсов соединены соответственно с входом разрешения записи второго регистра и входом предустановки третьего и четвертого счетчиков, выходы которых соединены соответственно с входом блока инверторов и вторым входом второго сумматора, информационные вхо " ды первого и второго ключей соединены с выходом генератора, выход второго ключа соединен со счетным входом четвертого счетчика а выход первого ключа соединен со счетными входами второго и третьего счетчиков, вход предустановки второго счетчика соединен с первым выходом первого формироьателя задержанных импульсов, второй выход которого подсоединен к входу разрешения записи первого регистра, информационный вход первого регистра подсоединен к выходу второго счетчика, управляющий вход первого ключа подсоединен к выходу первого триггера, выход фазовращателя соединен с входом второго нуль-органа и через последовательно соединенные фазовый контур и первый нуль-орган. - с вторым входом первого триггера.. 1 улл Корректор Э.Ло ед ова ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагари о аказ 3983 Тираж 459НИИПИ Государственного комитета и113035, Москва, ЖПодписное изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС Раушская наб д. 4/5