Стробоскопический тахометр

(И)61 Р 40 ИСАЙИ ЗОБ РЕТЕНИЯ НТУ Кемитет Российской Федерации пе патентам и товарным знакам(46) 30 ЛИ.93 Ьол. Йа 39-40 (УФ) Московский авиационный институтР 4 Трофимов ВД; Борисов АА 73) Московский авиационный институт (бф СТРОВОСКОПИЧЕСКИЙ ТАХОМЕТР(3 Щ Использование для бесконтактного измерения скорости (частоты) вращения или периодических (линейных) перемещений движущихся частей машин и механизмов, Сущность изобретения: вторичный источник питания обеспечивает рязвяжу ао цепям питания между отдельнымн блоками устройства необходимую стабильность питающих их напряжении и практически полное использование энергоемкости батарей Блок контроля напряжения позволяет установить минимально допустимый порог выходного напряжения первичного источника, при достижении которого блок контроля вырабатывает управляющее напряжение, которое через элемент ИПИ подается на вход выключения задающего генератора Задающий генератор выполняет функцию ключа, который выключает и включает питание токового ключа и импульсной пампы. Такая схема питания практически не потребляет энергии в цепях коммутации, имеет высокий КПД и надежность вработе. 1 иаИзобретение относится к измерительнои технике и может быть использовано длябесконтактного измерения скорости частоты) вращения или периодических линейныхперемещений движущихся частей машин имеханизмов в лабораториях, производственных -подразделениях предприятий текотильной и машиностроительнойпромышленности, авиахозяйствах, транспорте и т,п,Известен стробоскопический тахометр,содержащий задающий генератор, делитель частоты, цифровой частотомер, блокуправления, пусковую схему, три резистора,импульсную лампу, пять конденсаторов, высоковольтный импульсный транзистор, высоковольтный конденсатор, переключательдиапазонов, два токовых ключа.Однако недостатком этого устройстваявляется большое потребление энергии принизком КПД особенно на повышенных частотах вспышек импульсной лампы, что приводит к значительному возрастаниюгабаритов и массы. а также снижению надежности всего устройства,Наиболее близким техническим решением является тахометр стробоскопический, содержащий последовательносоединенные задающий генератор. дели.тель частоты и цифровой частотомер, последовательно соединенные блокстробирования, первый токовый ключ и пусковую схему, высоковольтный источник напряжения, при этом пусковая схемавключает дроссель, три конденсатора, дварезистора, высоковольтный трансформатор, второй токовый ключ и импульснуюлампу.Однако это устройство имеет низкуюнадежность, относительно большие габариты и энергопо 1 ребление, ограниченный диапазон измерений из-за коммутациивыходноо напряжения мощности высоковольтного источника питания импульснойлампы и переходных процессов, возникаюьцих при этом в высоковольтных цепях,Цель изобретения - повышение надежности и расширение диапазона измеренийпри снижении энергоемкости, массы и габаоитных размеров стробоскопического тахометра.Цель достигается тем, что в стробоскопический тахометр, содержащий последовательноо соединенные перестраиваемыйгенеоатор, делитель частоты и пусковуюсхему, а также генератор опорных импульсов, частотомер, опорный вход которого соединен с первым выходом генератораопорных импульсов, а вход подключен к выходу перестраиваемого генератора и блок формирования стробирующих импульсов, вход которого подключен к выходу делителя частоты, при этом пусковая схема включает импульсную лампу, импульсный трансфор матор, вторичная обмотка которого включена между катодом и управляющим электродом импульсной лампы, и токовый ключ, первый вход которого является первым входом пусковой схемы, а выход через "0 первичную обмотку импульсного трансформатора подсоединен к катоду импульсной лампы, введены таймер, вход которого соединен с вторым выходом генератора опорных импульсов, и последовательно 15 соединенные элемент ИЛИ, задающий генератор, усилитель мощности и выпрямитель, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым и третьим входами пусковой схемы, при этом выход 20 таймера подключен к входу гашения индикатора частотомера и к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока формирования стробирующих импуьсо, а второй вход оооо ключа и анод импульсной лампы являются соответственно вторым и третьим входами пусковой схемы, а также тем, что введены блок контроля напряжения источника питания, Вкглоченный между выходом первичного источника пигдния и третьим ВхОдОм элемента ИЛИ, который соединен также с входом гашения индикатора частотомера, и вторичный источник питания, вход которого соединен с вторым выходом генератора 35 опорных импульсов, вход пиания - с выходом источника питания, а его выход соединен с входами питания перестраиваемого генератора, делителя частоты, частотомера, генератора опорных импульсов, таймера и "0 блока формирования стробирующих импульсов, задающего генератора и блока контроля напряжения первичного источника питания,На чертеже приведена структурная 45 электрическая схема стробоскопическоготахометра,Отробоскопический тахометр состоитиз перестраиваемого генератора 1, делителя 2 частоты, цифрового частотомера 3, ге нератора 4 опорных импульсов, таймера 5,пусковой схемы 6, блока 7 формирования стробирующих импульсов, задающего генератора 8, усилителя 9 мощности, выпрямителя 10; пусковая схема 6 состоит из 55 импульсной лампы 11, токового ключа 12 ивысоковольтного трансформатора 13, а также из блока 14 контроля напряжения первичного источника 15 питания и вторичного источника 16 питания, а также элемента ИЛИ 17, 2002268Стробоскопический тахометр работаетследующим образом.Импульсы с выхода перестраиваемогогенератора 1 поступают одновременно навход делителя 2 частоты с коэффициентомделения 240 и на первый вход цифровогочастотомера 3, на второй вход которого подаются опорные кварцованные временныеинтервалы (импульсы) длительностью 0,25 сот генератора 4 опорных импульсов,Коэффициент деления на 240, э не на 60(как в прототипе) выбран для того, чтобыуменьшить время измерения и сделать более оперативную настройку прибора, т,к.время измерения в данном случае будетравно 0,25 с, а не 1 с, и показания частотомера 3 непрерывно индициоуются с периодом 0,25 с на его индикаторе,Такой режим работы обеспечивает получение показаний индикатора частотомера3 непосредственно в оборотах в минуту.В то же время на вход вторичного источника 16 питания поступают импульсы отопорного генератора 4 импульсов (от егозадающего кварцованного генератора, работающего на частоте 32,768 кГц), а на входпитания вторичного источника 16 подаетсянапряжение питания от первичного источника 15. Вторичный источник 15 собран посхеме дроссельного типа с обратной связьюи обеспечивает стабилизированное питание блоков 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8 и 14 при изменении в широких пределах величинынапряжения первичного источника 15 питания. Введение в схему стробоскопическоготахометра вторичного источника 16 необходимо по следующим причинам,Во-первых, при работе импульсной лампы 11 за счет большой амплитуды тока разряда (десятки ампер) по цепям питаниявозникают очень сильные помехи, которыенарушают работу всего тахометра и приводят к большим ошибкам измерений,Во-вторых, при использовании в качестве первичного источника 15 питания батарей или аккумуляторов наличие в схемеприбора вторичного источника 16 питанияобеспечивает работоспособность стробоскопического тахометра при заданной точности измерений при изменениинапряжения первичного источника 15 питанияот 5 до 12 В;Таким образом, вторичный источник 16питания обеспечивает развязку по цепи питания между отдельными блоками прибора,необходимую стабильность питающих ихнапряжений и практически полное использование энергоемкости батарей,С помощью блока 14 контроля напряжения можно установить наперед заданный 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 минимально допустимый порог выходного напряжения первичного источника 15, при достижении которого блок 14 контроля вырабатывает управляющее напряжение, которое через элемент ИЛИ подается на вход выключения задающего генератора 8, в результате чего напряжения питания на анод импульсной лампы 11 и анод тиристора токового ключа 12 перестают подаваться, Задающий генератор собран на логическом элементе, один из входов которого является выключающим. При выключении задающего генератора также выключается индикатор частотомера 3 и начинает светиться светодиод, установленный на передней панели прибора, сигнализирующий о разряде батарей или аккумуляторов, для которых разряд ниже допустимого напряжения резко снижает срок их службы,Кроме того, для экономии электроэнергии автономного первичного источника 15 питания и более оперативного режима измерений таймер 5 через минуту после включения выдает импульс, с помощью которого выключаются схема индикации частотомера 3 и задающий генератор 8. Повторное включение прибора осуществляется нажатием только одной пусковой кнопки, расположенной на передней панели прибора.С выхода делителя 2 частоты импульсы поступают на вход тиристорного токового ключа 12 и на вход блока 7 формирования стробирующих импульсов, с выхода которого импульсы поступают на вход выключения. задающего генератора 8,Пад действием управляющих импульсов с выхода делителя 2 частоты срабатывает токовый тиристорный ключ 12 и через высоковольтный трансформатор 13 на управляющую сетку импульсной лампы 11 подается импульс поджига и происходит световая вспышка длительностью 1-2 мкс. В момент вспышки выключается задающий генератор 8 на период, равный длительности стробирующего импульса от блока 7, которая устанавливается больше или равной времени деионизации импульсной лампы 11 при нулевом токе.На время действия стробирующего импульса отключаются питающие напряжения анода тиристорного токового ключа 12 и анода импульсной лампы 11, т.к, на ахоа усилителя 9 мощности и, соответственно, на вход выпрямителя 10 подача импульсов от задающего генератора 8 прекращается.Выпрямитель 10 состоит из пяти отдельных выпрямителей, один из которых служит источником питания токового ключа 12, а четыре других выпрямителя, соединенных параллельно-последовательно, являются2002268 15 высоковольтным источником питания импульсной лампы 11,Конденсаторы фильтров этих выпрямителей одновременно являются и накопительными емкостями, обеспечивающими энергию импульса поджига и энергию световой вспышки импульсной лампы 11, которая происходит в момент выключения задающего генератора 8,Таким образом, задающий генератор 8 выполняет функцию ключа, который выключает и включает питание токового ключа 12 и импульсной лампы 11, Такое отключение Формула изобретенияСТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ТАХОМЕТР, содержащий первичный источник питания, перестраиваемый генератор, делитель частоты, генератор опорных импульсов, частотомер, блок формирования стробирующих импульсов, импульсную лампу, импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого включена между катодом и управляющим электродом импульсной лампы, и токовый ключ, первый вход которого соединен с выходом делителя частоты и входом блока формирования стробирующих импульсов, а выход через первичную обмотку импульсного трансформатора подсоединен к катоду импульсной лампы, выход перестраиваемого генератора соединен с входом делителя частоты и входом частотомера, опорный вход которого соединен с первым выходом генератора опорных импульсов, отличающийся тем, что в него введены таймер, последовательно соединенный элемент ИЛИ, задающий генератор, усилитель мощности и выпряминеобходимо для того, чтобы избежать возникновения дуги между анодом и катодом импульсной лампы 11 во время ее деионизации, т,е, в то время, когда еще не рассо сался объемный заряд. Такая схема питаниятиристора токового ключа 12 и импульсной лампы 11 практически не потребляет энергии в цепях коммутации, имеет более высокий КПД и надежность в работе.10 (56) Авторское свидетельство СССРМ 757980, кл. 6 01 Р 340, 1977.Авторское свидетельство СССРМ 1462207, кл, 6 01 Р 3/40, 1986. тель, а также блок контроля напряжения источника питания и вторичный источник питания, при этом первый выход выпрямителя соединен с вторым входом токового ключа, второй выход - с анодом, а третийс катодом импульсной лампы, вход таймера соединен с вторым выходом генератора 25 опорных импульсов и первым входом вторичного источника питания, а выход - с входом гашения индикатора частотомера и первым и третьим входами элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом 30 блока формирования стробирующих импульсов, а третий вход - с выходом блока контроля напряжения источника питания, вход которого соединен с первичным источником питания и вторым входом вто ричного источника питания, а выход вторичного источника питания соединен с входами питания перестраиваемого генератора, делителя частоты, частотомера, генератора опорных импульсов, таймера, блока формирования стробирующих импульсов, задающего генератора, блока кон- троля напряжения источника питания.2002268 оставитель И. Полунинаехред М Моргентал Корректор Т Максимишинец едактор Тираж Подписно НПО " Поиск" Роспатента 3035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5