Способ измерения частоты вращения и устройство для его осуществления

ОЮЗ СО 8 ЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) И 1) 01 01 Р 3/4 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ, КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ЗОБРЕТЕНИ ТЕЛЬСТВО ВТОРС 096545/24-101.08.865.01.89. Бкп.) 2 В.В. Куд аленки ряют длительнос интервалов меж ьсов, отстоящих оборот, а речастоты вра) контроля ско- М. Энергоатоми 1 сл.с;Г 11; ЧАСТОТЫ ВРАЕГО ОСУЩЕСТВпределяют по Формуле ЛЕНИЯ (5) Изобретение о измерения па воляет повысить их осится к области движения и позочность Формиру(21) 4 (22) 0 (46) 1 (2) Г (53) 6 (56) Т рости издат, (54) С ют и импульсов эа об пределах цикла изме ствукщего появлению и (К = 1,2,3), изм ти всех и К временных ду каждой парой импул друг от друга на оди эультирующее значени от объекта. Вния, соответК+1) импульсов1451601 15 25 20 30 35 40 55 Изобретение относится к иэмерению параметров движения и может быть использовано для точного измерения скорости вращения градуировочных установокЦель изобретения - повьппение точности измерения.На фиг.1 приведены временные диаграммы, поясняющие предлагаемый способ измерения для случая и = 4; на фиг.2 - структурная схема устройства. Устройство для измерения скорости вращения содержит импульсный датчик 1, счетчик 2, генератор 3 эталонной частоты, выходной регистр 4, измерительные счетчики 5, схемы 2 ИЛИ-НЕ 6, схемы 2 И 7, шинные Формирователи 8, и+1-разрядный регистр сдвига 9, схему . И 10, 1-триггер 11.Выходы всех разрядов счетчика 2 соединены с соответствующими входами схемы И 10, выход которой соединен со входом предварительной установки счетчика 2 и входом установки в нуль 1-триггера 11. 1-вход триггера 11подключен к источнику сигнала логической единицы, а выход - ко входууправления и+1 разрядного сдвигового регистра 9, вход синхронизации которого соединен с выходом импульсногодатчика 1, счетным входом счетчика2, входами синхронизации 1-триггера 11 и выходного регистра 4, и первыми входами схем 2 ИЛИ-НЕ. Выходы схем2 ИЛИ-НЕ 6 подключены ко входам пред-,варительной установки соответствующих измерительных счетчиков 5, а вторые входы соединены с первыми входами соответствующих схем 2 И 7 и подключены к соответствующим выходам регистра сдвига 9 и входам управления соответствующих шинных формирователей 8. Вторые входы схем 2 И 7 соединены между собой и подключены к выходу 45генератора 3 эталонной частоты, а вы" ходы соединены со счетными входамисоответствующих измерительных счетчиков 5. Выходы измерительных счетчиков 5 соединены с информационными 50 входами соответствуняцих шинных Формирователей 8, выходы которых объединены поразрядно и подключены к инфор" мационным входам выходного регистра 4.В соответствии с рассматриваемым способом скорость вращения определяют, формируя и им 1 тульсов эа один оборот объекта (диаграмма а, фиг.1),Цикл измерения соответствует появлению и(1 с+1) импульсов, где К параметр,олределяниций длительность цикла ф ==1,2,3). В течение цикла измеряютдлительности всех и 1 с временных интервалов между каждой парой импульсов, отстоящих друг от друга на одиноборот,Скорость вращения определяют, усредняя результаты измерений по всемвременным интерваламфп,Ми 1 с/ М,1 вгде Б; - длительность -го временного интервала,На диаграммахи г фиг,2 изображены фигуры, площади которых соответствуют значению,) Б, при 1 с = 1 и1 с =3.Таким образом, случайная погрешность измерения скорости, вызваннаяслучайной погрелностью Формированияи 1 симпУльсов, УменьшаетсЯ в 1 с 1 Раз1 с+1по сравнению .с измерением без усреднения, а длительность цикла измерения остается практически неизменной.Устройство работает следуницим образомм,При вращении объекта на выходе импульсного датчика 1 появляются импульсы, период повторения которыхобратно пропорционален скорости вращения, а общее число импульсов, вырабатываемых эа один оборот объекта,равно и. Импульсы датчика 1 поступают на счетный вход счетчика 2,входы синхронизации сдвигового регистра 9, выходного регистра 4 и 1 триггера 11.При появлении каждого импульса датчика 1, содержимое счетчика 2 уменьшается на единицу, а информация в регистре сдвига 9 сдвигается на одинразряд. Этот процесс продолжаетсядо появления на всех выходах счетчика 2 уровня логического нуля. Затем,по приходу очередного импульса,отдатчика 1, содержимое регистра сдвига 9 сдвигается по-прежнему на одинразряд в ту же сторону, а на выходах счетчика 2 появляются уровни логической единицы, в результате чегона выходе схемы И 10 также появляется уровень логической единицы, который устанавливает 1-триггер 11 в нуль,1451601 Таким образом, каждый из счетчиков подсчитвает количество импульсов генератора 3 эталонной частоты за интервалы времени между появлением двух равностоящих на оборот импульсов на выходе импульсного датчика 1, а запуск каждого из счетчиков сдвинут во времени относительно предыдущего запуска другого счетчика на интервал времени между появлением двух соседних импульсов на выходе импульсного датчика 1. Так как число счетчиков 5 выбрано равным и+1; то одновременно а счетчик 2 - в состояние и. Уровень логической единицы на выходе схемы И 1 О при этом сменяется уровнем логического нуля, а сформированный таким5 образом единичный импульс на выходах установки счетчика 2 и Э-триггера 11 имеет длительность значительно мень" шую длительности импульса, поступающего от импульсного датчика 1. В ре зультате на входе управления сдвигового регистра 9 появляется уровень логического нуля, который переводит сдвиговый регистр 9 в рвким параллель" ной записи, синхронизируемый фронтом 15 импульсов на входе синхронизации, При появлении очередного импульса, на на выходе импульсного датчика 1, содержимое счетчика 2 принимает значение п, в и разрядов сдвигового ре гистра 9 записывается уровень логической единицы, а в один - логического нуля. Однбвременно Р-триггер 11 устанавливается в единичное состояние, разрешающее последующий режим 25 сдвига регистра 9, синхронизируемый фронтом импульсов на входе синхронизации.Записанный в один из разрядов уровень логического нуля смещается при 30 этом в следующий по направлению сдвига разряда, а на его место записывается уровень логической единицы. Регистр сдвига 9 включен по кольцевой схеме, т.е, выход и+1 разряда соединен со входом последовательного ввода информации. По приходу и-го импульса от импульсного датчика 1, режим сдвига опять сменяется режимом записи в регистр сдвига 9, синхронизируемый и+1 импульсом, и затем т ". наступает очередной режим сдвига. Таким образом на п 1 выходах регистра сдвига 9 формируется и+1 последовательность импульсовдлительности 45 которых соответствуют временным ин- тервалам между появлением равноотсто" ящих на оборот импульсов на выходе импульсного датчика 1, сдвинутых относительно друг друга на временной 50 интервал мвкду появлением двух соседних импульсов. Импульсы с выходов регистра сдвига 9 поступают на вторые входы схем 2 ИЛИ-НЕ б, первые входы схем 2 И 7 и управляющие входы шинных Формирователей 8, При этом, уровень логического нуля может поступать только на одну из указанных групп входов, Пусть, например, он поступает на входы первых схем 2 ИЛИ-НЕ 6, 2 И 7 и первого шинного формирователя 8, а на все остальные группы входов поступает уровень логической единицы.При этом, на входы предварительной установки всех измерительных счетчиков 5, кроме первого, поступают уронни логического нуля, соответствующие режиму счетчика, на счетные входы проходят импульсы генератора 3 эталон ной частоты через соответствующие схемы 2 И 7, а соответствующие шинные формирователи 8 закрыты. Первый шинный формирователь 8 открыт, поэтому сигнапы с выходов первого измерительного счетчика 5 проходят на информационные входы выходного регистра 4. Первый счетчик 5 находится в это время в режиме счета до окончания импульоа на первом входе соответствующей схемы 2 ИЛИ-НЕ 6, но не считает, поскольку на его счетный вход не проходят импульсы генератора 3 эталонной частоты, так как на входе соответствующей схемы 2 И 7 присутствует уровень логического нуля. По окончанию импульса на выходе импульсного датчика 1 в выходной регистр 4 отрицательным Фронтом записывается инФормация, присутствчацая на выходе счетчика 5, а на обоих входах первой схемы 2 ИЛИ-НЕ 6 устанавливаются уровни логического нуля, в результате чего на ее выходе появляется уровень логической единицы, осуществляющий предварительную установку первого счетчика 5 в нуль. По приходу следукщего импульса с, выхода датчика 1, происходит сдвиг информации в регистре сдвига 9, в результате чего измерительный счетчик 5 переходит в режим счета, а на входы выходного регистра 4 поступает информация с другого счетчика и т.д.в режиме счета всегда находятся и, счетчиков, а один - в режиме выво" да информации в выходной регистр 4, что позволяет измерить все реализа 5 ции, определяемые числом импульсов , генератора 3 эталонной частоты эа временные интервалы между появлением каждых двух равностоящих на оборот импульсов на выходе импульсного датчика 1 и последовательно записывать измеренные реализации в выходной регистр 4. Из выходного регистра информация последовательно считывается через устройство ввода - вывода 1 Б в ЭВМ или специализированный процессор (не показаны) для последующего усреднения, Сигналом готовности информации для вывода служит наличие уровня логического нуля на выходеСИН ХР е у ст Р о й с т в а аФ о р м у л а ,и з о б р е т е н и я1. Способ измерения частоты вращения, заключающийся втом, что измеря Б ют время поворота объекта на задан-.ный угол, который определяют, формируя и импульсов эа оборот объекта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения; З 0 в пределах цикла измерения, соответст" вующего появлению п(1+1) импульсов, измеряют длительности всех пМ временных интервалов между каждой парой ймпульсов, отстоящих друг от друга на один оборот, а результирующее значение скорости Й определяют по Фор- мулеи 1 с)ь40где Н- длительность -го временного интервала;1,2,3 параметр опреде 45ляющий длительность циклаизмерения. 2. Устройство для измерения час- тоты вращения, содержащее импульсный датчик, имеющий и моток на роторе, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу импульсного датчика, а также генератор эталонной частоты и выходной регистр, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены и+1 измерительных счетчиков, и+1 схем 2 ИПИ-НЕ, и+1 схем 2 И, и+1 шинных Формирователей и (и+1)-разрядный регистр сдвига, а также схема И и П-триггер, причем выходы счетчика подключены к входам схемы И, выход соединен с входом предварительной .установки счетчика и входом установки в "О" Э-триггера, Р-вход кото" рого соединен с источником сигнала логической единицы,. а выход подключен к входу управления (и+1)-разрядного регистра сдвига, вход синхронизации которого соединен с выходом импульсного датчика, входами синхронизации 0-триггера и выходного регистра и первыми входами схем 2 ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены к входам предварительной установки соответствующих измерительных счетчиков, а вторые входы соединены с первыми входами соответствующих схем 2 И и подключены к соответствующим выходам (и+1)- разрядного регистра сдвига и входам управления соответствующих шинных Формирователей, вторые входы схем 2 И соединены между собой и подключены к выходу генератора эталонной частоты, выходы соединены со счетными входами соответствующих измерительных счетчиков, выходы которых соединены поразрядно с информационными входами соответствующих шинных Формирователей, а выходы всех шинных формирователей объединены поразрядно и подключены к информационным входам выходного регистра.1451601 Составитель В.ЖуравлевИ. Сегляник Техред А. Кравчук Корректор М.Д 7073/42 Подписное ираж 78 а ри ГКНТ ССС ИИПИ Госуда еское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 твенно-полиг сиз венного комитета113035, Москва,изобрет5, Раушс иям и открытия я наб., д. 4/5