Цифровой измеритель частоты вращения

;5 ь 5 бор окоо ких НИь 4 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОУУ СВИДЕТЕ(71) Науцно-производственное объединепо оборудованию для химических волок(56) Шнайдер А,Г., Очеретный В,А, Придля измерения частоты вращения высскоростных, прядильных и крутильныхханизмов, Оборудование для прядильнпроизводства и производства химичесволокон, Экспресс-информация, - Ы ЦИТЭлегпищемаш, 1982, вып,11, с, 11 - 12(57) Изобретение относится к измеритной технике и может быть использовано измерения частоты вращения, в цастности для измерения частоты вращеньля ротора мотор-подшипников, вращающегося в бесконтактном газомагнитном подвесе, Цель изобретения - повы шеньле помехоустойчивости Поставленная цель достигается за счет введения опооного генератора 7 им пульсов логического элемента И 9, логьл, еского элемента ЗАПРЕТ 11, 0-триггера 14, двух дополнительных двоичных счетчиков 13 и 16 импульсов и одновибратора 12 и позволяет нормализовать импульсы, выра- баты ваем ые им пул ьсным тахогенератором при прохождении меток отражательного модулятора 6. и подавить импульсы, возбуждаемые оп; ическими неоднородностями отражательной поверхности модулятора.2 ил/эооре (81- ИЯ С )г(Г);,(; (, . :., Я.; - ,-. -НОЙ ТЯХНИКЯ и ЬО;КЕТ Ьть (, ПОР ЬЗ ):3;-: НС 1 ЛЯ ИЗгРР(ЗЧИЯ В ТОТЬ (1-1 -.Н(".1 Ч-.(ГГ 1-1)(;".ДЛ Г( И(З( Я 1", .ИМ(1 ( 0(Э-Г(0(1 01 (П/(К; ,НИЕ П;)КЯХОУСТОЙЦУ.В(3 С .1,а В)(ЛГ.1 Г ОЯД(ГГг)ВЛ;.1, .,".:-(, 1" Ояодиаграмма им пуль г; в,ИФросОй ЗГр,1(; 1 1 ц СтВгЯ.ния СОдярх( Г фотсд 1) , ),"(: : с Оа(сЧ а СЗ 11 , Ь Р( О.-(, 1- К ;Ч 8(. К,1 И ИЗГуЧЗ (ЕЛ Ь -1; З (гзо(, ц: ; .,( .1) Я , 1 У " " , Рл и ,Р1 :. :Йанодом -есез в-Оро (:,1. сгпг и - :л; - (-и.НЫЙ , Ис ГОРНКО(,1 1"(11" г 1.1)Гг гг)одуля Гор ,.:Выпол 1-я : .:1 в ( я Вртг 1 :ГО( ЯК ВЫХОЛЧ КПТОППг( Г,(-; К 1 Г., :;:,;1(.г РгГ,Г, (;эл 8)МЯнт /1 (1, Ярв 1: )х 1,1 с. 1-;Ян(ь )1 (гВЬ(ХГ)пСМ /1 Л 1 -;я Я.;(;( Л "1: . " "1 -го.01,М Вхзпо; -. (,:,-;,Г(В;,.; " - :с,НЬ(, В;(ОД КГ)ТСОС го -С, - , ;.0 -ГС Ое Хогг) З Л О:1 /;. - гш,и Й Ь и О =., -:, л я ю ц Й; т )Н 0 МЦ С В;.(О 1-,0 г. О0 Б") , Г:. ", П ,Х ( (,ТОРОГ Р ЯВЛ.ЮВ) 11"О Ь р а О О(С 1: Н а Л 1, С . ц К, 1 )ДВОИЧ,- ЬЙ СЧЕТЧИК 13 г;";О -, Г ( ":-ц,"ВОЧ 1 Ь(;1ЬИЯ С(ЯДИ(ЯР(11,(;, Г 1(;, ; 1 В-,г(ВКО,.,Ом я эво э Вг г",с г цп) ци а./ -ПР(СТЯИШЯВВ .:, ; (-, - 0СЦ 81 ЦИК ),; С.;С ;: ( , ЭТ(Г;СГС,щийся входсм блока 3 измерения частоты врашения, подключен к выходу блока 2 обрабегки СИГНаЛВ (1)ОТОДВТЧИКВа уСтаНОВОЧ-(-.(Й .;-1)х) 1:ерез дифференциальную Вепоцку 1 согДИНЯН г м,(л,тивибратором( .г -МР Рц "1 (ИМ ИНТРг)РВ)ВРЕМЕН( ИЗМЕПРИ ВКЛОЧЯНИИ ПИтаНИЯ ОДИНОЧНЫЙ ИМпу.гьс ус.(р Йства 15 на,ального обнуления з(здеиствуя на установочные Я-входы первого 13 и вооогс ":3 Двоичных счетчиков ,(СтаВВЛИ(ваеГ (1 Х В ИСХОДН 08 НУЛЯВОЕ СОСТО" я . е, )Дн:)времено опсрный генератор 7 н В инсет ы раваты Вать импульсы Высокой ВСТОТЫ, (го;.,ЧЛ РУЮШИЕ ПОТОК ОПТИЧЕСКОГО (зуце: (ия(, )с,:(ного излучателя 4, причем Ца(Тата С )С) 0 ВЬ 1 Х Ив ПУЛ ЬСОВ ПОСЛЕДНЕГО "1 Р ада Ят С . а СОт О (Й Ге Н 8 Р а то Р аф и Г, а),При вга. цении ротора(или иного враща.и ю иегсся тала) с нанесенными на его повер"ц Г Сть От (1 ажс (О шими меткеми 1 9 йи Г,2 В))з.цчвтел,1 и преобразует его в электрице;. Хне импульеы модулированные по -астотя . З.:ЯГ)ВТО;, . ( И МО,(УЛЯ "Ог)ОМ б)ТИ Им;-ульсы)рмализованные по амплитуде и Д)ЛПГЕЛ Но(; д УС г(ИГЭЛЕМ-фОРМИРОВатЕЛЕМ 3) я. Пос;упаю; 1- э геовь(Й вход двухвходовоголэ("ческо О элемента И 9 на второЙ ВходО (ОООГС, г ОСТ/1-аОТ (ИМПУГЬСЫ ГЕНЕРВТОРВ 71 а (и;л )бг азо.1. на Выходе логического зле-ента Л 9. Г,лясы появляются при совпа 3= .,8 ии (1 и ль:св диодно.о фотоприемника 5 И ОГ" Ог) С(0 ГОНЯраТора 7 На 8 ГО ВХОДах,-г ЦЕМ (РСТОТЭ ИМПУЛЬСОВ На ВЫХОДЯ ЭТОГО влемя, га:овгэдг(ет с частотой Опорного Ге -рсоа, а:. Е:ЛИ ДиогНЫЙ фОтОПрИЕМНИК 5В(ягабатызае Р мпульс ГОД ДейстВием сВЯОзс го им - ,льс(, отрлкенного модуг(ятором, 0) сэро; яг(1 истови(а ог;тического из,.РНЯ - "10-К(ЯЖУТКЯ М 18)КДУ ИМПУЛЬСВМИ0(-,орнОГО -не ратоса I то такой импульс (одв,г(яя ся лс, иес.гмзлементомЛ 9 и не всзде)(сг(;81:; схе 1, измерения частот, Вращяи(, я о(эяспе" ивается повышение Пг)МЕХСгуС О,",ги;ТИ УЛЯВОЕ ИЛИ НЕЗВПОЛ- пенное состо-.(,1( гСовоо двоичного счет;.-;ГИка ,3 О).Сло(ЛИгл )П УРОВЕНЬ ЛОГИЧЕСКОГО.,;,8;(:(,-г ,АПРГ Т 11 на сцетный вход С первого двэ(чногс счет,ика 11.) и заполнения гг Л " ) (Е - г ;" ( Г;Сдновремзнн" выходные импульсы ло.Ческо-с эле;48 ц Га (: 9 с частОзои Опорно(01 СМлмакс х Р,генератора 7) поступают на первый установочный К-вход второго двоичного сче;члкя 13, на счетный вход которого с прямого выхода О-триггера 14, включенного па схеме делителя частоты и тактовым С-входам соя диненного с генератором 7, поступают и.:., пульсы, частота которых вдвое меньше частоты опорного генератора 7. Поскольку обнуление второго счетчика 13 происходит на частоте, вдвое превышающей частоту счетных импульсов, второй счетчик 13 не может быть заполнен,После зэполнекия первого двоичного счетчика 10 на его выходе переполнения появляется уровень логической "1, запрещающей дальнейшее прохождение лмпульсов на счетный вход С этого счетчика через элемент ЗАПРЕТ 11, Одновременко уров нем логической "1" на выходе Р счетчика 10 запускается одновибратор 12, формирующий выходной сигнал блока 2 обработки сигнала фатадэтчика, ЭтОт сигнал псступя. ет на вход блока 3 измерения частоты вращения. После прохождения отражающей метки модулятора б и смены ее промежутком между метками, поглощающим излучение. диодный фотоприемник 5 перестает вырабатывать импульсы, что приводит к прекращению подачи импульсов с выходя логического элемента И 9 на первый установочный Я-вход второго двоичного счетчика 13, и последний заполняется импульсами, поступающими ня его счетный вход С с прямого выхода триггера-делителя 14, При заполнении втооога двоичного счетчика 13 ня его выходе Р переполнения появляется слгнал, поступающий на первый установочный В-вход первого счетчика 10, паследчил при этом сбрасывается внулевое состояние и подготавливается к дальнейшей работе (фиг.2,е),Если на отражающей поверхности метки модулятора б имеется оптическая неоднородность, приводящая к кратковременному прерыванию Отраженного потока излучения (оптическая неоднородность 20 на фиг,2,в - е), то в процессе заполнения первого двоичного счетчика 10 происходит его останов на времяравное времени прохождения оптической неоднородности, и дальнейшее заполнение при восстановлении отраженного потока излучения, При этом заполнение счетчика 10 и появление выходного импульса одновибратора 12 происходит с запаздыванием, равным времени прохождения оптической неоднородности 20. Тем не менее импульс на выходе одновибратора 12 вписан в интервал времени, соответствующий прохождению одной метки модулятора б, и этой метке (даже при 5 100 30 35 40 45 свих прер, с ", :л,; логс раднсст 4 сса 1 ве;ств ет адин имп льс кя выходе однаьибрг- ааэ 12, чта абесечивает ВЬ:.СОКУЮ ПОР:ЕХОса ОйЧВОСТЬ ИЗМЕОЕНИй,Если в г;санахутке м; - ;хд двумя страхяющими метками на пагпащя,сщей поверхности мсцулятсря б имеется апт-аская неадноосднссть, приводящая к,р:. гковремеккаму атряхЕнюа патака излучения (лах- няя метка 21, фигв-е), та первый двоичный счетчгч 10 запускается при прохождении лОжнОЙ мю ки и в нега запись Бя" е;ся г 1 ра межутач нае двоичное число, :астветствующее д 1 ительнасти прохождения лажной метг ,фиг.2,д). При этом импульс нэ выходе Однавибаатйсэ 12 и блока 2 обработки сигналя фатадятчика не появляется, так как счетчик 10 не переполняется и не запускает адксвибратар 12, После прохождения лажной метки происходит остановка счетчика ,О, а дальнейшее ега заполнение да переполнения происходит пои прохождении первой последующей отражающей метки лсдулятарэ б, При этаь 1 сигнал переполнения счетчика 10 и импе-с на выходе адкав,.братаря 12 паявляютс в пределах интервала времени, соответствуюшего прохождению первой пс-ле лажной метки отражаю,ей метки мад.лятсра б с опережением, аявным длительности прохождения лажной метки. Таким образом, лажная метка не вызывает появления импульса ня выходе блока 2 абргбатки сигнала фатадатчи,а, я следуюгцей зя ложной меткой страхяющей метке модулятора б соответствует талька один импульс на выходе адновибратаря 12 и блока 2 обработки сиг- НЭЛЯ фаТОДЯТЛИКЯ.Частота спарка-а генератора 7 зависит ат ВЕОХНЕГО ПРЕ-ЕЛЯ Пкакс ДИаПаЗОНа ИЗМЕ- рЕНИй ЧаСтатЫ ьращЕНИя, От УГЛОВОГО раЗМЕ- рг мет 1 и (или промежутка между метками) модулятора б раенагс 2 гх (где х - суммарное количество меток модулятора и промежутков между ними) и от емкости О первого дваичнагс счетчика 10, и определяется соотношением Ооомула изобретения Цифровой измеритель частоты вращения, содержащий фатодатчик, состоящий из диадного оптического излучателя, катодом через первый резистор соединенногс с общей шиной источника питания, диадкога фотоприемника, анодам через второй резистор соединенного с источником питания, оптический модулятор и блок измерекия ча:):3 с) );-)Те-ияЙ и с Гк) ь тил м ,Вушсяя )-яб:5 ПООизводс ГВ 81 НО издя е)льс ий кс)4. ив я ГЯте:1 Т, ., Ъ кГОро), ул, ягаоия стоты е)раееения, о т л иа О ьц и й с я Ге, что, с целью повышения гомехоустойчивос" и, в него введен блск обоабсткииг;)ал; ф О т Оде) тч и к а, с О де р)к Я 1 ц и Й о и О р н ь ( Ге " е ) е ТОР ИМПУЛЬСОВ, ВЫХОДОМ СОЕ Ци)(Е:-1 Н Ь 1 й (сНО. ДОМ ДИОДНО)О ОПТИ" ЕСКОГО ЗЛУЯТ(,Л 51 усилитель-формироваеель, входом соединенньй с катодом диодноГО фт.оприеника, перез ы Й двухВходое ы Й 110 ГРчес кий Элемент И, соединенн )Й Входа:и с )ыъ(одамиусилителя-формирователя и огорногс Генератора соответственно, первй двоичнь й счетчик, счетным входом соеди ванный с вь.- ходом второго Г огического элеь е:.-ГГ;: 1)1, прямым входом соединеннОГО с ВВ 1;(О)Ом перво-о ло;ического элемел та 1, а инверт- рующ(м входом - с Вь)ходом переполнения аз 43)3 1 и).)е 1)к1:")НИ 1)11 И ГосуцарствееН(:го кмитетд "ГЕ 3 ПЕРВОГО СЧЕтЧИКа 1 ВХОДО ) О)ДНОВИО)Я- О 1) выход которого является выходом бло,а обряоотки сиГняГ а и:")Рдинзн с входом блока из Ррения 1 ясто)1-.1 .ряш-;ни в(ооой дво чньй сче( ик е:гым уст-новоч-ьВоВОМ СГ)ЕЦХНЕ 1 Ы)1 С ВЫЛО)О " П,)" ВГО логческе)о з) е:е ., а И а ВьХо аО 1) Пе Г)епогнения с первьм устяновомны 1 входом перього двоич с го скетчи а, 1,"-триГ ео, так) ) Ов ым ВХОДОГ 4 соеЦи нРНН ь й с вы;(ОДОМогорнсга ге.е,)яторв инвзосным вьХодом - С О СВОИМ И Н ф О:1а 1)о Н Н Ы 4- 1) Х О ДЯ 1, а П О Я- мым зьходом - :,о с)етны) Входом вторсГО лгсичного -е- ке )риче) втооые устано- )5 ВОные вхсды Г 1 ерего и В 1 огог(з двоичныхН а Ч Я Г Ь Н О Г О С О ЧЛ С -1 Л Я,