Способ определения частоты и направления вращения вала

О П И С А Н И Е (и)924576ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 30.04,82. Бюллетень Рй 16Вата опубликования описания 30.04.82 ао аелаи маобретемей и открытей.К, Тараненко и В.И. Снегур ого: Днепропетровский ордена Трудового химико-технологический институт и Заявител(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧАСТОТЫ И НАПРАВЛЕНИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛАИзобретение относится к способам определения фазовых сдвигов ипроизводных от них и может бытьиспользовано при построении автоматических и вычислительных устройстИзвестен способ определения величины и направления скорости вращениявала, состоящий в формировании сигнала стабильной частоты, которым модулируют выходное напряжение и питающее напряжение фазовращателя, вЫделяют напряжение разности частот,сравнивают между собой их периоды ийо разности и знаку определяют величину и направление скорости вращениявала 11,Недостаток способа - его сложная аппаратурная реализация, обусловленная необходимостью применения моду" ляторов выходного и питающего напряжения фазовращателя и низкая точность при измерении малых скоростей вращения, обусловленная малой величиной разности периодов, выделенныхиз модулированных напряжений.Известен способ определения величины и направления скорости вращениявала, основанный на сравнении периодов питающего напряжения и выходногонапряжения фазовращателя 21 .Недостаток способа заключается втом, что при малых скоростях из-занестабильности фронтов импульсов 1 о сравниваемых напряжений значительноснижается разрешающая способностьи точность измерений, а также трудноопределить направление вращения вала. Таким образом, известный способимеет узкий динамический диапазон измерений, представляющий собой отношение максимальной скорости вращениявала к минимальной, измеряемых с заданной точностью,Цель изобретения - расширениедиапазона измерений и увеличение точности измерений в области малых скоростей.5 924 необходимыми для обеспечения требуемой точности измерения при минимальной скорости изменения фазы напряжения с фаэовращателя.Для определения направления вращения сравниваем интервалы времени между моментами совпадения фаз второй и первой последовательностей и второй и третьей последовательностей, при выполнении условия С 11 1 движение влево, а при условии 1 движение вправо, где 1 и 15 - интервалы времени между моментами совпадения фаз импульсов второй и третьей последовательностей; Очевидно, цто угол поворота вала Ю и фазовый сдвиг Ы импульсов напряжения с фазовращателя связаны соотношением 576 6вторым входом схемы 8 совпадения и с выходом делителя 6 частоты, вход которого подключен квыходу формирователя 3, а первый 5 вход схемы 8 совпадения подключенк выходу формирователя 4, выходысхем 7 и 8 совпадения подключены навходы триггера 9, выход которогоподключен на управляемый вход венти ля 11, выход которого подключен насчетчик 12, а управляющий вход вентиля 11 подключен к управляющим входам вентилей 15 и 16 и к выходуумножителя 10 частоты, вход которого 15 подключен к блоку питания фазовращателя, выходы схемы 7 и 8 совпадения через делители 13 и 14 частотына два подключены на управляющиевходы вентилей 15 и 16, выходы ко" 20 торых подключены соответственно наотрицательный и положительный входы реверсивного счетчика (РС) 17.Устройство работает следующимобразом,25 Из напряжения блока 1, питающегоФазовращатель 2, с помощью формирователей 3 и 4 образуют две последовательности бесконечно коротких импульсов, периоды следования которых З 0 различаются на ЬТ, одновременно спомощью формирователя 5 формируетсяпоследовательность коротких импульсов, Фаза которых изменяется со скоростью -. В момеНт совпадения им пульсов второй, поступающей с Формирователя 4, последовательностейсхема 8 совпадения вырабатывает импульс, опрокидывающий триггер 9, который открывает вентиль 11, пропускающий от умножителя 10 высокочастотные импульсы на счетчик 12, присовпадении импульсов второй и третьей последовательностей схема 7 совпадения вырабатывает импульс, уста навливающий триггер 9 в начальноесостояние, при этом триггер закрывает ключ 11 и в счетчике 12 записывается код, равный интервалу времени 1 однозначно определяющий2,350скорость вращения, Затем цикл повторяется.(9) где К - коэффициент преобразования угла поворота вала Фазовращателя в фазовый сдвиг импульсов напряжения с фазовращателя.Следовательно, скорость изменения фазового сдвига импульсов напряжения с фазовращателя связана со скоростью вращения вала фазовращателя соотношениемо = чк (8) Учитывая (8), интервал времени между моментами совпадения фаз импульсов второй и третьей последовательностей записывается в виде Из (9) следует, что указанный интервал времени й 5 однозначно оПределяет скорость вращения вала фазовращателя.Устройство, реализующее способ, содержит: блок 1 питания фазовращателя, фазовращатель 2, формировате-,ли коротких импульсов 3-5, делитель 6 частоты, схемы 7 и 8 совпадения, триггер 9, умножитель 10 частоты, вентиль 11, счетчик 12, делители 13 и 14 частоты на два, вентили 5 и 16, реверсивный счетчик 17.Выход блока питания 1 подключен на входы фазовращателя 2 и формирова телей 3 и 4, а выход фазовращателя через Формирователь 5 подключен на один вход схемы 7 совпадения второй вход которой соединен со Определение скорости вращения осуществляется следующим образом: имппульсы со схемы 7 и 8 совпадения,и 14 делятся на два делителями 13 и 1 на эти промежутки времени между импульсами с выходов делителей открываются ключи 15 и 16, подаваяна "+" и "-" входы РС 17 импульсыс умножителя 10, знак разности навыходе реверсивного счетчика 17соответствует направлению скорости"+" влево, "-" вправо.Формула изобретенияСпособ определения частоты и на)равления вращения вала, основанный на сравнении периодов питающего напряжения и выходного напряжения Фазовращателя, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений и увеличения точности измерений в области малых скоростей, Формируют три последовательности коротких импульсов, период первой из которых равен периоду питающего напряжения, период второй последовательности больше периода первой пооледовательности,при 924576чем их разность меньше периода первойпоследовательности, а период третьейпоследовательности равен периодувыходного напряжения фазовращателя,затем определяют интервал временимежду моментами совпадения фаз импульсов первой и второй последовательностей и интервал времени междумоментами совпадения фаз импульсов1 о второй и третьей последовательностей, по величине которого определяют .скорость вращения, а направление вращения определяют по знакуразности измеренных временных ин 15 тервалов,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР2 о У 525025, кл. С 01 Р 3/48, 1976.2. Авторское свидетельство СССРй 334582, кл, С 08 С 9/03 197092 Й 76 оставитель И. Хаустов ехред А.Бабинец рректор В Синицкая едактор С. Юско акаэ 2806/60 13 филиал П ент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 883 ПодписноеИПИ Государственного комитета ССо делам изобретений и открытий