Устройство для измерения углового перемещения вала

Номер патента: 572227

Автор: Ричард

ZIP архив

Текст

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПА 7 ЕН 1 У Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(31) 32) осударственный комитетСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий 33)(43) Опубликовано 05.09.77, Бюллетень3 (45) Дата опубликования описания 26.07.77) УДК 621.3 14 (088.8) странецильям Батчелорикобритания) 2) Автор изобретени ард В (Вел Иностранная ф Дзе Лукас Электрикал 1,Великобр(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛОВОГО ПЕРЕ ВАЛАь.овышеиие разИзобретение относится к области автоматики иможет быть использовано для измерения угловыхпер ещений валов различных объектов,эвестно устройство для измерения угла поворота вала, содержащее датчики перемещения, дели.тель частоты, генератор импульсов и схему обработ.ки сигналов 1.Однако это устройство не обеспечивает достаточную разрешающую способность.Наиболее близким по технической сущности к 1 Ообретению является устройство для измеренияу ового перемещения вала, содержащее генераторимпульсов, подключенный к первому входу счетчи.аналоговый датчик 2,едостатком этого устройства также является 15невысокая разрешающая способпостЦелью изобретения является прешающей способности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в пред.ложенное устройство введены дегоггель частоты, 20сумматор, ключевой элемент и умиожитель частоты, один из входов которого подключен к выходуделителя частоты и к одному входу ключевогоэлемента. Другие входы умцожкгепя частогы соединены с выходами младших разрядов счетчика, вто 25 рои вход которого подключен к выходу аналогово го датчика. Выходы старипгх разрядов счетчика соединены с одними входами сумматора, другой вход которого соединен с выходом умножителя частоты. Выходы сумматора подключены к другим входам ключевого элемента, выходы которого соединеныы с одними входами дегягтеля частоты, другой вход которого подключен к выходу генератора импульсов,На фиг. 1 - 4 даны варианты функциональной схемы устройства для измерения углового перемещения вала.Устройство содержит аналоговый датчик 1, ко. торый включает диск 2, образующий часть вращаю. щегося тела или способный вращаться вместе с телом. На диске на равных расстояниях один от другого установлены четыре магнита 3. Датчик 1 содержит также детектор 4, выполненный в виде съемной обмотки, которая связана с одним входом и+гп - разрядного двоичного счетчика 5 (в данном случае семиразрядный счетчик) .Устройство содержит также генератор импульсов 6, вход которого соединен со вторым входом счетчика 5 и с одним входом делителя частоты 7, выход которого представляет собой выходные пепи10 устройства. Счетчик 5 служит для счета числа импульсов опорной частоты, выработанный между последовательными входными импульсами, принятыми от детектора 4. Счетчик 5 соединен с па. мятью 8. При поступлении каждого импульса от детектора 4 результат из счетчика 5 передается в память 8, а счетчик 5 возвращается в исходное состояние.На первую группу иэ четырех входов, двоичного четырехразрядного умножителя частоты 9 поступает из памяти 8 четыре младшие цифры, а на его второй вход подаются выходные сигналы делителя частоты 7, На первый вход сумматора 10 поступают три старшие цифры из памяти 8, на второй вход - двоичный сигнал с выхода умножителя частоты 9. Выходы сумматора соединены со входами ключево. го элемента 11, управляющий вход которого под. ключен к выходу делителя частоты 7. При приеме импульса с выхода делителя частоты 7 и отсутствии выходного сигнала с умножителя частоты 9 выходной сигнал с ключевого элемента 11 перемещается к более старшему разряду, чем выходные сигналы трех старших разрядов памяти 8.Если, например, взять частоту Ф генератора 6, равную 1 МГц, т.е. 1=1 мк/сек, и предположить, что т;=1(; 32 мк/сек, (где Е 1 - частота входных сигналов, поступающих на счетчик 5 от детектора 4), то в конце выходного периода Т, число, переданное в память 8, составляет 32, т.е. в двоичной форме 0100000. Четыре младших разряда этого двоичного числа подаются на группу первых входов умножителя частоты 9, а три младших разряда - через ключевой элемент 11 на делитель частоты 7, В рас. смотренном примере входной сигнал умножителя .частоты 9 равен О, так что нй выходе умножителя частоты 9 сигнала нет. Однако на входе делителя частоты 7 будут входные сигналы, двоичная форма которых представляет собой 010, т.е. в десятичной форме 2, Следовательно, делитель частоты 7 вырабатывает выходной сигнал для каждых двух импульсов, которые поступают с генератора импульсов 6, т.е. частота входных импульсов эффективно умножается на 16,Если, например, частота Ф генератора 6 та же самая, т,е, равна 1 МГц, то период времени Т между последовательными входными импульсами от де. тектора 4 равен 36 мксек. При этом число, передан. ное в память 8 после одного входного периода Т, составляет 36, т.е, в двоичной форме 0100100. На вход. делителя частоты 7 через ключевой элемент 11 поступает 010, т.е. в дясятичной форме 2, если вход этого делителя частоты 7, не модифицирован умно. жителем частогы 9, На входе умножителя частот будет число 0100, т.е, в десятичной форме 4, Следо вательно 16 равно четырем входшым импульсам, поступающим на умножитель частоты 9 с делителя частоты 7, .т.е. в период, представляющий цикл работы умножителя частоты 9, который вырабаты. васт четыре выходных импульса. Если умножитель частоты 9 нс воздействует на делитель частоты 7. то 15 20 25 30 35 40 45 50 Ы 60 число выходных импульсов, выработанных делителем частоты 7 за период 36 мксек 18 вместо 16,Однако когда с умножителя частоты 9 поступает выходной импульс, он управляет делителем частоты 7, т.е. вместо деления на два делитель частоты осуществляет деление на три, Время, необходимое для деления на три вместо деления на два, составляет 3 мксек вместо 2 мксек, Таким образом, выходной сигнал с выхода делителя частоты 7 задерживается на одну микросекунду каждый раз,когда на вход делителя частоты 7 поступает управ. ляющий сигнал с частотой умножителя частоты 9, Выходным импульсам с делителя частоты 7 соответствует 16 входных импульсов на входе умножи теля частоты 9, и следовательно, четыре импульса на выходе последнего. Следовательно, общая задержка для 16 выходных импульсов,.составляет 4 мксек и, таким образом, в течение периода времени 36 мксек на выходе делителя частоты 7 будет 16 выходных импульсов, что обеспечивает эффектив. ное умножение устройства входной частоты с детектора 4 на 16 (2 и).Очевидно, что описанное выше устройство повышает разрешение детектора 4 и время реакции следующих схем обработки. Кроме того, оно позво. ляет использовать детектор 4 либо только для относительно точного определения углового перемещения диска 2, либо одновременно находить скорость его вращения и угловое перемещение.При необходимости получения 2 и выходных импульсов ежду последовательными импульсами с детектора 4, должен быть использован (и+а) разрядный двоичный счетчик 5 с (и+ в) разрядной памятью 8, если частота источника опорной частоты Х такова, что максимальное значение 1/1;(2 и+гиц минимальное значение 1/1;)2 и. В этом случае и младших разряцов памяти подаются на умножитель частоты 9, а из старших разрядов памяти - через сумматор 10 на ключевой элемент 11,В устройстве, показанном на фиг.2, между генератором импульсов б и счетчиком 5 включен дополнительный двоичный умножитель частоты 12, Первый вход делителя частоты 7 связан с точкой соединения генератора 6 и умножителя частоты 12,Допустим, что использован четырехразрядный умножитель, и на одну группу его входов подано двоичное число 1100, т,е, десятичное число 12, тогда, если Ф - 1 МГц и т - Зб мксек, то между двумя последовательными входными импульсами от детектора 4 умножитсль частоты 9 принимает 36 входных импульсов и передает Збх 12/16=27 импульсов иэ счетчика 5 в память 8, Следовательно, этот период Зб мксек соответствует 16 выходным импульсам т,е. большему числу выходных импульсов, что увсличваег число входиых импульсов, выработанных эа иерпоц Т, Число импульсов, вы. работанпых за псрпоп Т, можно 1,егулировзгь иугем регулировки двоичного входа ум часто ты 12.В устройстве, показанном на фиг. 3, двоичный умиожитель частоты 12 включен между генерато. ром импульсов 6 и делителем частоты 7. Счетчик 5 подсоединен к точке соеди нения генератора импульсов 6 и умножителя частоты 12. Если, например взятьопорную частоту 1; = 1 МГц и период времени Т; . 36 мксек, и подавать двоичное число 1100 на группу входов умножителя частоты 9, то число, переданное в память 8 в конце периода Т; будет равно 36, но в течение этого времени Т; умножитель частоты 12 вырабатывает только Зо 1316 импульсов. Следовательно, число выходных импульсов, выданных делителем частоты 7 за пери. од времени Т; будет соответственно уменьшено.В устройстве, показанном на фиг. 4, ключевой элемент 10 (фиг. 1 - 3) заменен ключевым элемен. том 13 другого типа, снабженным сумматором,Первый вход элемента 13 связан с генератором 6, а второй - с выходом умножителя частоты 9, а выход - третьим выходом дел 2 пеля частоты 7, к первому входу которого подключены старшие знаковые разряды памяти 8. Прп приеме импульса от умножителя частоты 9 ключевойэлемент 13 блоки. рует делитель частоты 7 так, что он не может начать следующий цикл деления, При поступлении с 22 вдую. щего импульса от генератора 6 после приема импульса от умножителя частоты 9 элемент 13 раз. решает делителю частоты начать новые циклы деления. Сигнал на первом входе делителя частоты 7 всегда равен сигналам, поступающим с выходов трех старших разрядов памят 228, ключевой эле. мент 13 оказывает то же действие, что и добавление одного разряда в делителе частоты,В примерах были рассмотрены двоичные разря. ды, однако устройство может быть использовано и для системы счисления с лкбым другим основа. нием.Наличие новых элементов и связей обеспечивает более высокое быстродействие устройства,Формула изобретенияУстройство для измерения углового перемеще.ния вала, содержащее генератор импульсов, под.ключенный к первому входу счетчика, и аналоговый датчик, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения разрешающей способности устройства,в него введены делитель частоты, сумматор, ключевой элемент и умножитель частоты, один из входовкоторого подключен к выходу делителя частоты ик одному входу ключевого элемента; другие входыумножителя частоты соединены с выходами младших разрядов счетчика, второй вход которого подкл 2 очен к Выходу аналогового датчика, а выходыстарших разрядов счетчика соединены с даннымивходами сумматора, другой вход которого соеди.нен с выходом умножителя частоты; выходы сумматора подключены к другим входам ключевогоэлемента, выходы которого соединены с одними.входами делителя частоты, другой вход которогоподключен к выходу генератора импульсов,Источники информации, принятые во вниманиепри экспертизе:3 О 1. Авторское свидетельство 11366485, Мк О 08 С 9/04,1973;2. Лвторскос сВ 22 детельство Я 273540, Мк 6 08 С 9/00,1970,

Смотреть

Заявка

2023493, 30.04.1974

РИЧАРД ВИЛЬЯМ БАТЧЕЛОР

МПК / Метки

МПК: G08C 9/00

Метки: вала, перемещения, углового

Опубликовано: 05.09.1977

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-572227-ustrojjstvo-dlya-izmereniya-uglovogo-peremeshheniya-vala.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для измерения углового перемещения вала</a>

Похожие патенты