Устройство для измерения частоты вращения

союз соВетсих социАлистическихРЕСПУБЛИК е И 01 Р 3/489 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ С ЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетМ. 1103151, кл. О 01 Р 7е обьединение "м. К, Е, Ворошилов ельство СС3/489, 19 ИЗМЕРЕНИЯ ЧАС(54) УСТРОЙСТВО ДЛТОТЫ ВРАЩЕНИЯ(57) Изобретение отнной технике и может б сится к измерительыть использовано для Г дного на упра 10 ысшей . а 4 на и.го вхгналаплекснаичетчи СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИИ ГКНТ СССР Изобретение относится к измерительной техйике и может быть использовано для измерения угловой скорости в системах контроля и управленияЦель изобретения - повышение точно-сти измерения.Начертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства,Устройство для измерения частоты вращения содержит датчик 1, формирователь 2 импульсов, генератор 3 эталонной частоты, счетчик 4 формирователь сетки частот, счетчик 5 количества понижений частоты, счетчик б временного интервала, счетчик 7 результата, счетчик 8 входных импульсов, счетчик 9 сдвигов, мультиплексоры 10-12, регистры 13-16 памяти, триггер 17, схему И 18, сумматор 19, коммутатор 20, блок 21 разности, блок 22 индикации, блок 23 управления, регистр 24 сдвига.Устройство работает следующим обраизмерения угловой скорости в системах контроля и управления. Цель изобретения - повышение точности измерения. Измерение производится при помощи электронных блоков, причем, используя один генератор в качестве эталонного; измеряют частоты вращения как ниже, так и выше порогового значения частоты, при котором количество импульсов генератора, подсчитанное за из- меряемый период, является базовым значением, Имеется возможность измененияо количества измеряемых периодов с шагом 2 (3 с=0, 1, 2, ), 1 ил. Датчик 1, связанный с валом, формирует импульсы, период которых равен периоду Б вращения вала. По переднему фронту этих импульсов формирователь 2 формирует короткие импульсы, синхронизированные с импульсами генератора 3. Генератор 3 работает постоянно, и его выходные импульсы 4 с частотой 2 Р поступают на вход счетчика 4, О на выходах которого формируются частоты СО Р, Р 2, Г 4, Рв и т.д. и на блок 23 управления, ) синхронизирующий работу всех частот схемы. К приходу первого импульса от датчика четчики 4-6. 8, 9 и триггер 17 находятся в левом состоянии, в регистр 24 сдвига записан код начальной установПосле появления перв импульса нулевые уровни с равляющих входах мульти обеспечивают подключени выходной частоты с выхода вход счетчика 6,5 импульса на выходе мультиплексора 11, т,е 10 20 25 30 40 2" Е 50 Таким образом; счетчик 6 в начале измерительного интервала подсчитывает импульсы с частотой Е.В момент времени Ъ во всех разрядахсчетчика 6 устанавливается значение логи, ческой единицы, т.е. происходит его переполнение, Эта состояние выявляетсясхемой И 18. Появление сигнала на выходе,схемы И 18 приводит к переключению триггера 17, записи числа" 1" в счетчик 5 и сдвигусодержимого регистра 24 на один разрядвправо, что эквивалентно уменьшению егосодержимого в 2 раза. Выходной сигналтриггера 17 устанавливает значение логической единицы в старшем разряде счетчика 16, причем это состояние в дальнейшем неизменяется до момента сброса триггера 17,Код числа "1" выходного сигнала счетчика 5,подключенного к управляющим входаммультиплексора 10, подключает на счетныйвход счетчика 6 счетчик 4 с частотой сигналаГ/2, Далее счетчик 6 продолжает подсчетимпульсов до заполнения единицами всехразрядов, кроме старшего, который принудительно удерживается в единичном состоянии триггером 17. Заполнение единицамивсех разрядов счетчика 6 приводит к срабатыванию схемы И 18, записи в счетчик 5 ещеодной единицы, что приводит к понижениючастоты импульсов на счетном входе счетчика 6 еще в 2 раза, и далее процесс повторяется до момента Окончания периодавыходного сигнала датчика 1.Если к моменту прихода второго импульса от датчика 1 в старшем разряде счетчика 6 не появится значение логическойединицы, то для обеспечения заданной точности счетчик 6 продолжает заполняться.Второй импульс от датчика 1 поступает насчетный вход счетчика 8,Вначале измеряемого интервала, когдана управляющий вход мультиплексора 11 свыхода счетчика 9 поданы уровнилогического нуля, обеспечивается подключение ксчетному входу счетчика 9 выхода счетчика 48 с весовым значением "2".В момент скончания второго периодасигнала от датчика 1 в счетчик 8 записывается еще одна единица, и на его выходе свесовым значением "2" устанавливаетсяуровень логической единицы, Единица с выхода мультиплексора 11 записывается всчетчик 9; установка кода числа "1" на управля 1 ощих входах мультиплексора 11, поданного с входа счетчика 9, приводит к 5подключению на его счетный вход счетчика8 с весомым значением "4". Импульс с выхода мультиплексора 11 приводит к сдвигу содержимого регистра 24 на один разряд влево,что эквивалентно его удвоению, Если к моменту появления импульса на выходе мультиплексора 11 в старшем разряде счетчика 6 устанавливается уровень логического нуля, то счет продолжается до следующего будет измерена длительность четырех периодов входного сигнала, а содержимое сдвигового регистра сдвигается еще на один разряд влево, Таким образам, количество измеряемых периодов удваивается до тех пар, пока в старшем разряде счетчика 6 не установится уровень логической единицы После того как в старшем разряде счетчика 6 установится уровень логической единицы, с появлением импульса на выходе мультиплексора 11 счет прекращается, Таким образом, будет измерено 2 К периодов вхаднОГО сиГнала,По сигналу блока 23 управления содержимое счетчика 6 записывается в регистр 13, содержимое счетчиков 5 и 9, пройдя через вычитающее устройство, записывается в регистр 14, а содеркимое регистра 24 через коммутатор 20 будет записано в регистр 16, все счетчики и триггер 17 устанавливают в нулевое состояние, в регистр сдвига записывается значение начальной установки, и начинается новый цикл измерения,После того как в регистр 13 будет записана информация.об измеренном интервале времени. в регистр 14 записывается разность количества измереннь 1 х периодов входного сигнала и количества понижений частоты, а в регистр 16 - значение начальной установки, начинается процесс преобразования измеренного временного интервала в частоту вращения путем последовательного сложения содержимого регистров 13 и 16 с записью суммы в регистре 16, до появления единичного уровня в разряде мультиплексора 12, который определяется кодом, записанным в регистре 14 памяти. Количество этих суммирований подсчитывается в счетчике 7 и равно частоте вращения. Преобразование происходит по формуле е где и - частота вращения в необходимом масштабе;К - число в двоичном коде;Мну- код начальной установки, записанный в сдвиговый регистр;И - количество измеренных периодов; р - число понижений частоты.При появлении в разряде, контролируемом мультиплексором 12, уровня логической единицы прекращается суммирование, результат преобразования из счетчика7 записывается в регистр 15 памяти, откудапоступает на блок 22 индикации. Счетчик 7обнуляется, и преобразующая часть устройства снова готова к работе,Ф о р мул а изобретенияУстройство для измерения частоты вращения, содержащее датчик, генератор эталонной частоты, триггер, первый, второй и 10третий счетчики, блок управления, первыймультиплексор, первый и второй регистрыпамяти, схему И, блок индикации, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышенияточности измерения, в него введены формирователь импульсов четвертый, пятый и ше-.стой счетчики, второй и третиймультиплексоры, третий и четвертый регистры памяти, сумматор, коммутатор, блокразности и регистр сдвига; причем выход 20генератора эталонной частоты подключен квходу первого счетчика, первому входу формирователя импульсов и первому входу блока управления, второй вход формирователяимпульсов подключен к выходу датчика; а 25выход - к второму входу блока управления,выход первого счетчика соединен с первымвходом первого мультиплексора. второйвход которого соединен с выходом второгосчетчика, а выход - с третьим входом блока 30управленйя, первый вход блока разностиподключен к выходу второго счетчика, второй вход - к выходу пятого счетчика, а выход- к первому входу второго регистра памяти,вход пятого счетчика подключен к выходу 35второго мультиплексора и четвертому входублока управления, первый вход второго мультиплексора соединен с выходом четвертого счетчика, а второй вход - с выходом пятого счетчика, второй вход второго регистра памяти подключен к первому выходу блока управления; а выход - к первому входу третьего мультиплексора, второй вход которого соединен с выходом сумматора и первым входом коммутатора, а выход - с пятым входом блока управления, выход схемы И соединен с шестым входом блока управления, входом второго счетчика и входом триггера, выход которогоподключен к первому входу третьего счетчика, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, первый выход - с седьмым входом блока управления, а второй выход третьего счетчика соединен с первым входом первого регистра памяти и входом схемы И, второй вход первого регистра памяти подключен к третьему выходу блока управления, а выход - к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом четвертого регистра памяти, первый вход которого подключен к четвертому выходу блока управления, а второй вход - к выходу коммутатора, второй вход которого соединен с входом шестого счетчика ипятым выходом блока управления, а третий вход соединен с выходом регистрасдвига, вход которого соединен с шестым выходом блока управления, седьмой выход которого подключен к входу четвертого счетчика, вось-, мой выход подключен к первому входу третьего регистра памяти, второй вход которого соединен с выходом шестого счетчика, а выход третьего регистра соединен с входом блока индикации.Реда Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2594 8 НИИПИ