Фазоизбирательное устройство

О П И С А Н И Е щ 82809ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Кл.6 ОК 25 сурарственнык комитет 43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень1745) Дата опубликования описания 07.05.81(71) За Ой 54) фАЗОИЗБИРАТЕДЪНОЕ с одним из щим Входом 1Изобретение относится к измерительной технике и приборостроению для технической диагностики машин типа двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано как в качестве автономного прибо ра, так и в качестве устройства, встраиваемого в диагностическую измерительную систему.Известно фазоизбирательное устройство, выполненное в виде механических контак тов в цепи регистрирующего прибора 1.Однако с увеличением частоты вращения увеличивается дребезг контактов механической системы устройства и, как следствие, искажение параметров (начальной фазы и 15 длительности) строб-импульсов, что вызывает невысокое быстродействие устройства.Невозможность оперативного изменения количества строб-импульсов и их параметров делает невозможным применение изве стного устройства в автоматизированных системах испытания и диагностики двигателей.Известно фазоизбирательное устройство, содержащее датчики частоты вращения, выход которого через формирующий каскад подключен к входу умножитля частоты, а выход последнего соединен сс счетным входом счетчика импульсов; блок управления, связанный с блоком программирования, с 30 источником опорного сигнала,входов триггера и с управляюумножителя частоты 2),Целью изобретения является повышение быстродействия.Достигается это тем, что в фазоизбирательное устройство, содержащее датчик частоты вращения, выход которого через формирующий каскад подсоединен к входу умножителя частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, блок управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с блоком программирования и источником опорного сигнала, а первый и второй выход соответственно с одним из входов триггера и с управляющим входом умножителя частоты, введены элемент сравнения кодов, добавочный счетчик импульсов, ключ и элемент запрета, причем третий выход блока управления соединен с первым входом элемента сравнения кодов, второй вход которого присоединен к выходу счетчика импульсов, а выход подсоединен к третьему входу блока управления и второму входу триггера, третий вход которого соединен с выходом добавочного счетчика импульсов, а выход - с управляющими входами элемента запрета и ключа, вход которого соединен с выходом умножителя частоты, а вы 828109ход со счетным входом второго счетчика импульсов, вход элемента запрета подсоединен к четвертому выходу блока управления, а выход к установочному входу добавочного счетчика импульсов, установочный вход счетчика импульсов соединен с источником опорного сигнала,Схема устройства приведена на чертеке.Устройство содержит датчик 1 частоты вращения, формирующий каскад 2, умножитель 3 частоты, ключ 4, счетчик 5 импульсов, добавочный счетчик б импульсов, элемент 7 сравнения кодов, триггер 8, блок 9 управления, элемент 10 запрета, источник 11 опорного сигнала и блок 12 программирования.В качестве датчика 1 частоты вращения может быть использован датчик, установленный против зубцов маховика, или любой другой датчик, частота импульсов на выходе которого пропорциональна частоте Вращения коленчатого вала двигателя.Источник 11 опорного сигнала может быть построен как на базе датчика верхней (нижней) мертвой точки поршня двигателя, так и на базе любого другого датчика, сигнал на выходе которого соответствует определенной фазе цикла работы двигателя,В качестве умножителя 3 частоты можно использовать любой умножитель, выходная частота которого позволяет задавать параметры строб-импульса с заданной разрешающей способностью по углу п, к. в. Обычно частоту следования импульсов от умнокителя выбирают кратной 720,Устройство работает следующим образом.При включенном двигателе на выходе источника 11 опорного сигнала образуется последовательность импульсов с периодом следования Т, равным длительности одного цикла работы двигателя. При этом момент появления импульса источника 11 соответствует определенной фазе цикла работы двигателя, например, фазе прохождения поршнем первого цилиндра верхней мертвой точки в начале такта рабочего хода. Примем это значение фазы за нулевое, а изменение фазы за цикл работы двигателя обозначим срО.Период следования импульсов датчика 1 частоты вращения кратен периоду Ттак, что за цикл работы двигателя, т. е. при изменении фазы на рО единиц, на выходе датчика 1 появляется А импульсов, Импульсы датчика 1 через формирующий каскад 2 поступают на вход умножителя 3 частоты с коэффициентом умножения К, В результате умножитель 3 частоты при изменении фазы на рО единиц формирует У=КА импульсов.В исходном состоянии устройства, т. е. до начала его работы, сигналами, поступающими с соответствующих выходов блока 9 5 10 15 20 25 30 40 45 50 55 60 65 управления, ВыхОдмножителя 3 1 астОты заблокирован, а триггер 8 ус"аповлсн в состо 51 пс, прп котором сп 1 а, п его вь 1 ходс имсет пулевое зпачсппс, Г 1 ри этом элемент 10 запрета оказывается разблокированным, а ключ 4 заблокирован, По команде запуска, подаваемой па вход олока 9 управления, в после;шш с выхода блока 12 программирования вводятсяпар чисел, где / - число строб-импульсов, следующих последовательно за интервал времени, равный Тч. Г 1 еРвое число Л в 1-й паРе чисел соответствует фазе р переднего фронта 1-го строб-импульса, при этом а второе число ЛЛ соответствует длительности Лср; 1-го строб-импульса, прн этомА о - 9;(оо О. После выполнения описанной выше операции на выходе источника 11 опорного сигнала появляется импульс. По этому импульсу счетчик 5 импульсов устанавливается в исходное нулевое состояние, а блок 9 управления устанавливается в исходное первое состояние. При этом с соответствующих его выходов на вход элемента 7 сравнения кодов поступает код числа Л;, а на установочный вход добавочного счетчика 6 импульсов через разблокированный элемент 10 запрета поступает код числа ЛМ,.;, т. е. поступают коды чисел, соответствующих начальной фазе и длительности первого строб- импульса, Через некоторый мальй интервал времени, необходимый для установления кода на входе элемента 7 сравнения кодог. и записи в счетчик 5 импульсов, блок 9 уп. равления изменяет значение сигнала, удер" живающего триггер 8 в исходном состоянии и блокирующего выход умножителя 3 частоты. Импульсы с выхода умножителя 3 частоты начинают поступать на счетный вход счетчика б импульсов.В процессе счета импульсов умнокителя 3 частоты код, набираемый счетчиком 5 импульсов, непрерывно сравнивается с кодом числа У. Г 1 ри поступлении на вход счетчика Л 1-го импульса элемент 7 сравнения кодов срабатывает и формирует на своем вьходе импульс, поступающий на единичный вход триггера 8 и на вход блока 9 управления, Триггер 8 срабатывает и сигнал на его выходе, а следовательно, и на выходе устройства принимает единичное значение, что соответствует началу первого строб-импульса. При этом элемент 10 запрета оказывается заблокированным, а ключ 4 разблокированным, Через некоюрый малый интервал времени, необходимый для изменения состояния элемента 111 и ключа 4, импульс с выхода элемента 7, поступающий в блок 9 управления, переводит последний в следующее второе состояние.При этом с соответствующих выходов блока 9 управления на вход элемента 7 сравнения кодов поступает код числа М; а на вход заблокированного элемента 10 запрета - код числа ЛМ т. е. коды чисел, соответствующих начальной фазе и длительности второго строб-импульса в этом же интервале Тц.Таким образом, после срабатывания триггера 8, формирующего начало первого строб-импульса, значение кода на входе элемента 7 сравнения кодов изменяется, а состояние счетчика 6 импульсов, соответствующее коду числа ЛИ, не изменяется. На счетный вход счетчика 6 импульсов, работщощего в режиме вычитания, через разблокированный ключ 4 начинают поступать импульсы умножителя 3 частоты. При поступлении ЛУ; -го импульса на выходе счетчика 6 импульса образуется импульс переноса, который устанавливает триггер 8 в исходное состояние, соответствующее нулевому значению сигнала на его выходе. Таким образом, на выходе триггера 8, а следовательно, и на выходе устройства образуется строб-импульс, передний фронт которого соответствует начальной фазе ср а задний фронт - фазе р+Л цикла работы двигателя, т. е. формируется импульс с начальной фазой и длительностью, соответствующими первому строб-импульсу. В момент окончания первого строб-импульса ключ 4 вновь блокируется, а элемент 10 запрета разблокируется. Через последний на установочный вход счетчика 6 поступает код числа ЛЛ определяющий длительность второго строб-импульса. Код числа Фпоступающий на вход элемента 7 сравнения кодов, не изменяется.В момент поступления на вход счетчика 5 Ж,., -го импульса от умножителя 3 частоты вновь срабатывает элемент 7 сравнения. Сигнал на выходе триггера 8 вновь принимает единичное значение и импульсы умно- жителя 3 частоты вновь начинают поступать на вход счетчика 6 импульсов, т. е. начинается формирование следующего второго строб-импульса в этом же цикле работы двигателя. При этом блок 9 управления переходит в следующее третье состояние и на соответствующих его выходах формируются коды чисел Й, и ЛМсоответствующих начальной фазе и длительности следующего третьего строб-импульса. При поступлении на вход счетчика 6 импульсов ЛМ-,-го импульса триггер 8 возвращается в исходное состояние и формирование второго строб-импульса заканчивается. Формирование поступающих строб-импульсов в этом же цикле работы двигателя осуществляется аналогичным образом.При последнем Г-ом срабатывании элемента 7 сравнения кодов, т. е. в момент формирования начальной фазы последнего в данном цикле строб-импульса, блок 9 уп 5 1 О 5 20 25 З 0 35 40 45 50 55 60 равления переводится в исходное состояние и на его выходы вновь поступают коды чисел У., и ЛУ,. Поступающий затем импульс с источника 11 опорных сигналов подтверждает исходное первое состояние блока 9 и одновременно сбрасывает в исходное нулевое состояние счетчик 5 импульсов.Если параметры 1-го последнего в цикле строб-импульса таковы, что Л,+ЛИ, ) )И т. е. начало строб-импульса располохсено до опорного сигнала, а конец в после опорного сигнала, то к моменту появления опорного сигнала последний строб-импульс еще не закончился. Однако поскольку опорный сигнал не изменяет состояния счетчика 6 импульсов, то формирование последнего /-го строб-импульса заканчивается только через его заданную длительность ЛМ При этом конец 1-го строб-импульса находится уже в следующем цикле работы двигателя.Через Ур, импульсов умножителя частоты 3, поступающих на вход счетчика 5 после его обнуления опорным сигналом с источника 11 опорных сигналов, элемент 7 сравнения кодов срабатывает и начинается формирование первого строб-импульса следующей серии 1 строб-импульсов в следующем цикле Тработы двигателя.Формирование строб-импульсов заканчивается либо по команде останова, подаваемой на входе блока 9 управления, либо автоматически по команде, формируемой после поступления (п 1+1)-го импульса отэлемента 7 сравнения, где и - заданное число серий строб-импульсов. При этом сигналами с соответствующих выходов блока 9 управления блокируются выход умножителя 3 частоты, а триггер 8 устанавливается в состояние, при котором сигнал на его выходе имеет нулевое значение.При необходимости изменения какого-либо параметра одного из строб-импульсов в программе блока программирования 12 необходимо изменить только код соответствующего числа, при этом коды чисел параметров других строб-импульсов не изменяются.Таким образом, устройство обеспечивает раздельное формирование и программирование начальной фазы и длительности каждого строб-импульса, что упрощает процесс программирования и обеспечивает возможность формирования серии строб-импульсов в каждом цикле работы двигателя и в том числе при параметрах строб-импульса, когда последний перекрывает опорный сигнал. Формула изобретения Фазоизбирательное устройство, содержащее датчик частоты вращения, выход которого через формирующий каскад подсоечиорректоры: Е. Осиповаи О. Силуянова каз 923/1 Изд.342 Тираж 749 Подписи НПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5ипография,. пр. Сапунова ненк входу умножителя частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, блок управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с блоком программирования и ис точником опорного сигнала, а первый и второй выход - соответственно с одним из входов триггера и с управляющим входом умножителя частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, 10 оно снабжено элементом сравнения кодов, добавочным счетчиком импульсов, ключем и элементом запрета, причем третий выход блока управления соединен с первым входом элемента сравнения кодов, второй вход 15 которого присоединен к выходу счетчика импульсов, а выход подсоединен к третьему входу блока управления и второму входу триггера, третий вход которого соединен с выходом добавочного счетчика импульсов, а выход - с управляющими входами элемента запрета и ключа, вход которого соединен с выходом умножителя частоты, а выход со счетным входом второго счетчика импульсов, вход элемента запрета подсоединен к четвертому выходу блока управления, а выход к установочному входу добавочного счетчика импульсов, установочный вход счетчика импульсов соединен с источником опорного сигнала.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР252686, кл. Сз 01 М 15/00, 1968.2. Авторское свидетельство СССР446845, кл, 6 01 К 25/00, 1973.