RU2378658C1 - Microcontroller for measuring shaft rotation frequency - Google Patents

Microcontroller for measuring shaft rotation frequency Download PDF

Info

Publication number
RU2378658C1
RU2378658C1 RU2008137462/28A RU2008137462A RU2378658C1 RU 2378658 C1 RU2378658 C1 RU 2378658C1 RU 2008137462/28 A RU2008137462/28 A RU 2008137462/28A RU 2008137462 A RU2008137462 A RU 2008137462A RU 2378658 C1 RU2378658 C1 RU 2378658C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microcontroller
sensor
shaft rotation
rotation frequency
indicator
Prior art date
Application number
RU2008137462/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Васильевич Дорожко (RU)
Сергей Васильевич Дорожко
Александр Витальевич Вострухин (RU)
Александр Витальевич Вострухин
Елена Артуровна Вахтина (RU)
Елена Артуровна Вахтина
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет"
Priority to RU2008137462/28A priority Critical patent/RU2378658C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2378658C1 publication Critical patent/RU2378658C1/en

Links

Landscapes

  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

FIELD: measurement technology.
SUBSTANCE: invention relates to measurement technology particularly to the devices for measuring shaft rotation frequency using a capacitance sensor and can be used in automatic process control systems to measure nonelectrical quantities. The microcontroller for measuring shaft rotation frequency contains a microcontroller, an indicator, a capacitance sensor and two resistors. The indicator is connected to one of the microcontroller ports. The first plates of the sensor and the capacitor are connected to the common wire, the second plates of the sensor and the capacitor are connected to the first and second ports of the analog comparator of the microcontroller respectively, as well as to the first terminals of the resistors whose second terminals are connected to the microcontroller terminals.
EFFECT: simplified diagram and extended capabilities of the device namely it enables to measure either the shaft rotation frequency or the sensor capacity.
1 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для измерения частоты вращения вала емкостными датчиками, и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическими процессами для измерения неэлектрических величин.The invention relates to measuring equipment, in particular to devices for measuring the shaft speed by capacitive sensors, and can be used in automated process control systems for measuring non-electrical quantities.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство для измерения электрической емкости и/или активного сопротивления, содержащее два одновибратора, включенные по кольцевой схеме, генератор импульсов и индикатор, во времязадающие цепи первого и второго одновибраторов включены конденсаторы соответственно измеряемой емкости и образцовой, к входам запуска обоих одновибраторов подключен выход генератора, между вторыми выходами одновибраторов включен блок индикации, Блок индикации указывает на превышение одной емкости по отношению к другой (см. пат. РФ №2099724, кл. G01R 27/26).A device for measuring electric capacitance and / or active resistance, comprising two one-vibrators, included in a ring circuit, a pulse generator and an indicator, capacitors of the measured capacitance and an exemplary capacitor, respectively, are included in the timing circuits of the first and second one-vibrators, the generator output is connected to the start inputs of both single-vibrators, an indication unit is connected between the second outputs of the single vibrators, the indication unit indicates an excess of one capacity in relation to another (see US Pat. RF No. 2099724, class G01R 27/26).

Недостаток известного устройства - ограничены функциональные возможности. Известно устройство для измерения электрической емкости, содержащее два одновибратора, включенные по схеме кольцевого автогенератора, во времязадающие цепи первого и второго одновибраторов включены конденсаторы соответственно измеряемой емкости и образцовой, два интегрирующих звена, подключенные к выходам соответствующих одновибраторов, индикатор, включенный между выходами интегрирующих звеньев. На выходе устройства формируется постоянное напряжение, которое зависит от изменения измеряемой емкости и отражается индикатором (см. пат. РФ №2156472, кл. G01 27/26).A disadvantage of the known device is limited functionality. A device for measuring electric capacitance is known, containing two single-vibrators connected according to a circular oscillator circuit, capacitors of the measured capacitance and an exemplary capacitor, respectively, two integrating links connected to the outputs of the corresponding single-vibrators, an indicator connected between the outputs of the integrating links are included in the timing circuit of the first and second single vibrators. A constant voltage is formed at the output of the device, which depends on the change in the measured capacitance and is reflected by an indicator (see Pat. RF No. 2156472, class G01 27/26).

Недостаток известного решения - ограничены функциональные возможности. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению и принятое авторами за прототип является устройство для измерения неэлектрических величин конденсаторными датчиками, содержащее микроконтроллер (МК), индикатор, первый и второй генераторы, во времязадающие цепи которых включены соответственно емкостной датчик и образцовый конденсатор, выходы генераторов подключены к входам МК, индикатор подключен к одному из портов МК (см. пат. РФ №2214610, кл.G01 27/26).A disadvantage of the known solution is limited functionality. The closest in technical essence to the claimed technical solution and adopted by the authors for the prototype is a device for measuring non-electric quantities by capacitor sensors, containing a microcontroller (MK), an indicator, first and second generators, during the timing chains of which are connected respectively a capacitive sensor and a reference capacitor, generator outputs connected to the inputs of the MK, the indicator is connected to one of the ports of the MK (see US Pat. RF No. 2214610, class G01 27/26).

Недостаток известного решения - относительно сложная схема и ограничены функциональные возможности.A disadvantage of the known solution is a relatively complex scheme and limited functionality.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения сводится к упрощению схемы и расширению функциональных возможностей устройства, а именно устройство позволяет измерять или частоту вращения вала, или емкость датчика.The technical result that can be achieved using the present invention is to simplify the circuit and expand the functionality of the device, namely, the device allows you to measure either the shaft speed or the sensor capacitance.

Технический результат достигается тем, что в микроконтроллерное устройство для измерения частоты вращения вала, содержащее МК, индикатор, емкостной датчик и образцовый конденсатор, которые первыми обкладками подключены к общему проводу, индикатор подключен к одному из портов МК, введены первый и второй резисторы, причем вторые обкладки емкостного датчика и образцового конденсатора подключены, соответственно, к первому и второму входам аналогового компаратора МК и к первым выводам первого и второго резисторов, вторые выводы которых подключены к выходам МК.The technical result is achieved by the fact that in the microcontroller device for measuring the shaft speed containing MK, an indicator, a capacitive sensor and a reference capacitor, which are connected to the common wire by the first plates, the indicator is connected to one of the MK ports, the first and second resistors are introduced, and the second the plates of the capacitive sensor and the reference capacitor are connected, respectively, to the first and second inputs of the analog comparator MK and to the first terminals of the first and second resistors, the second terminals of which are are connected to MK exits.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На чертеже представлена структурная схема микроконтроллерного устройства для измерения частоты вращения вала.The drawing shows a structural diagram of a microcontroller device for measuring the frequency of rotation of the shaft.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Микроконтроллерное устройство для измерения частоты вращения вала содержит (см. ил.) МК 1, индикатор 2, емкостный датчик 3 и образцовый конденсатор 4, резисторы 5 и 6. К одному из портов МК 1 подключен индикатор 2, первые обкладки датчика 3 и конденсатора 4 подключены к общему проводу, вторые обкладки датчика 3 и конденсатора 4 подключены соответственно к первому и второму входам встроенного в МК 1 аналогового компаратора (не показан) и к первым выводам резисторов, соответственно 5 и 6 вторые выводы которых подключены к выходам МК 1. На вал (не показан) двигателя, частоту вращения которого необходимо измерить, напрессована шестерня, которая является первой обкладкой датчика 3. Зубья шестерни перемещаются относительно неподвижно закрепленной второй обкладки датчика 3. При приближении зуба шестерни ко второй обкладке датчика 3 его емкость возрастает.The microcontroller device for measuring the shaft speed contains (see Fig.) MK 1, indicator 2, capacitive sensor 3 and a reference capacitor 4, resistors 5 and 6. Indicator 2, the first plates of sensor 3 and capacitor 4 are connected to one of the ports of MK 1 connected to a common wire, the second plates of the sensor 3 and capacitor 4 are connected respectively to the first and second inputs of the analog comparator built into MK 1 (not shown) and to the first terminals of the resistors, respectively 5 and 6, the second terminals of which are connected to the outputs of MK 1. On the shaft (not shown) the engine, the speed of which you want to measure, pressed the gear, which is the first cover of the sensor 3. The gear teeth move relative to the motionless fixed second cover of the sensor 3. When the gear tooth approaches the second cover of the sensor 3, its capacity increases.

Микроконтроллерное устройство для измерения частоты вращения вала работает следующим образом.Microcontroller device for measuring the speed of the shaft operates as follows.

В начале каждого цикла измерения МК 1 очищает встроенный счетчик импульсов, разряжает датчик 3 и конденсатор 4 путем одновременной подачи через резисторы 5 и 6 низких уровней напряжения и запускает встроенный таймер на формирование интервала времени. Затем МК 1 подает через резистор 5 высокий уровень напряжения на датчик 3 и через определенное время подает через резистор 6 высокий уровень напряжения на конденсатор 4. Скорости нарастания напряжений на датчике 3 и конденсаторе 4 зависят от их емкости.At the beginning of each measurement cycle, MK 1 clears the built-in pulse counter, discharges the sensor 3 and capacitor 4 by simultaneously supplying low voltage levels through resistors 5 and 6 and starts the built-in timer to form a time interval. Then MK 1 delivers a high voltage level through the resistor 5 to the sensor 3 and after a certain time delivers a high voltage level through the resistor 6 to the capacitor 4. The voltage rise rates on the sensor 3 and capacitor 4 depend on their capacitance.

В начале заряда датчика 3 напряжение на нем меньше, чем напряжение на конденсаторе 4. На выходе аналогового компаратора МК 1 сформирован логический 0. Как только напряжение на конденсаторе 4 превысит напряжение на датчике 3 на выходе аналогового компаратора МК 1 будет сформирована логическая 1. Содержимое счетчика импульсов МК 1 возрастет на единицу. МК 1 переходит к выполнению нового цикла измерения. Если емкость датчика 3 меньше емкости конденсатора 4, (зуб шестерни не подошел ко второй обкладке датчика 3), то на выходе аналогового компаратора МК 1 логическая 1 не появится. Таким образом, содержимое счетчика импульсов МК 1 будет возрастать на единицу каждый раз при прохождении зуба шестерни около второй обкладки датчика 3. Как только таймер МК 1 отсчитает заданный интервал времени, содержимое счетчика импульсов считывается, обрабатывается процессором МК 1 и выводится на индикатор 2.At the beginning of the charge of the sensor 3, the voltage on it is less than the voltage on the capacitor 4. A logical 0 is generated at the output of the analog comparator MK 1. As soon as the voltage on the capacitor 4 exceeds the voltage on the sensor 3, a logical 1 is generated at the output of the analog comparator MK 1. pulses MK 1 will increase by one. MK 1 proceeds to a new measurement cycle. If the capacity of the sensor 3 is less than the capacity of the capacitor 4, (the gear tooth did not fit the second plate of the sensor 3), then the logical 1 will not appear at the output of the analog comparator MK 1. Thus, the contents of the pulse counter MK 1 will increase by one each time the gear tooth passes near the second cover of the sensor 3. As soon as the timer MK 1 counts the specified time interval, the contents of the pulse counter are read, processed by the processor MK 1 and displayed on indicator 2.

Преимущества изобретения: упрощена схема и расширены функциональные возможности устройства, а именно устройство позволяет измерять или частоту вращения вала, или емкость датчика.Advantages of the invention: the scheme is simplified and the functionality of the device is expanded, namely, the device allows you to measure either the shaft speed or the sensor capacity.

Claims (1)

Микроконтроллерное устройство для измерения частоты вращения вала, содержащее микроконтроллер, индикатор, емкостный датчик и образцовый конденсатор, которые первыми обкладками подключены к общему проводу, индикатор подключен к одному из портов микроконтроллера, отличающееся тем, что в него введены первый и второй резисторы, причем вторые обкладки емкостного датчика и образцового конденсатора подключены соответственно к первому и второму входам аналогового компаратора микроконтроллера и к первым выводам первого и второго резисторов, вторые выводы которых подключены к выходам микроконтроллера. A microcontroller device for measuring the shaft speed containing a microcontroller, an indicator, a capacitive sensor and a reference capacitor, which are connected to the common wire by the first plates, the indicator is connected to one of the ports of the microcontroller, characterized in that the first and second resistors are inserted into it, the second plates the capacitive sensor and the reference capacitor are connected respectively to the first and second inputs of the analog comparator of the microcontroller and to the first terminals of the first and second resistors , the second conclusions of which are connected to the outputs of the microcontroller.
RU2008137462/28A 2008-09-18 2008-09-18 Microcontroller for measuring shaft rotation frequency RU2378658C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008137462/28A RU2378658C1 (en) 2008-09-18 2008-09-18 Microcontroller for measuring shaft rotation frequency

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008137462/28A RU2378658C1 (en) 2008-09-18 2008-09-18 Microcontroller for measuring shaft rotation frequency

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2378658C1 true RU2378658C1 (en) 2010-01-10

Family

ID=41644312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008137462/28A RU2378658C1 (en) 2008-09-18 2008-09-18 Microcontroller for measuring shaft rotation frequency

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2378658C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697715C1 (en) * 2018-12-24 2019-08-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller capacitance measuring device for built-in computer systems
RU2698492C1 (en) * 2019-01-09 2019-08-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller capacitance measuring device for built-in computer monitoring and control systems
RU2719790C1 (en) * 2019-08-12 2020-04-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller capacitance measuring device for control and monitoring systems

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2697715C1 (en) * 2018-12-24 2019-08-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller capacitance measuring device for built-in computer systems
RU2698492C1 (en) * 2019-01-09 2019-08-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller capacitance measuring device for built-in computer monitoring and control systems
RU2719790C1 (en) * 2019-08-12 2020-04-23 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ставропольский государственный аграрный университет" Microcontroller capacitance measuring device for control and monitoring systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2391677C1 (en) Microcontroller metering transducer of capacitance and resistance into binary code
CN106501618B (en) Capacitor's capacity measuring circuit
RU2439593C2 (en) Method and device to measure capacitance of capacitor
CN106645981A (en) Capacitance measuring circuit for capacitor
JP2015504316A5 (en)
RU2378658C1 (en) Microcontroller for measuring shaft rotation frequency
JP2009513963A (en) Capacitance type gauge
RU2392629C1 (en) Microcontroller device for capacity and resistance measurement
RU2395816C1 (en) Microcontroller device to analyse dielectric properties of biological objects and insulation materials
RU2502076C1 (en) Microcontroller metering converter of resistance into binary code with voltage-controlled generator
RU2603937C1 (en) Microcontroller measuring converter for resistive and capacitive sensors with transmission of conversion result over radio channel
RU2214610C2 (en) Facility measuring non-electric values with use of capacitor pickups
RU2670724C9 (en) Micro-controller device for tanks measurement
RU2231801C1 (en) Gear measuring capacitance of capacitor pickup
RU2453854C1 (en) Low-energy microcontroller-based measuring transmitter for variable resistance transducer
RU2309415C1 (en) Device for measuring capacitance of capacitive pickup
RU2565813C1 (en) Microcontroller-based converter of resistance, capacitance and voltage into binary code
RU2156472C2 (en) Gear measuring electric capacitance
CN108037358B (en) Single-chip microcomputer frequency testing system and method
RU2546713C1 (en) Microcontroller measurement converter of capacitance and resistance into binary code
SU378928A1 (en) METHOD OF SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF PARAMETERS
RU2473097C2 (en) Microcontroller metering converter of gas and liquid flow speed
RU2506599C1 (en) Microcontroller metering converter with balancing of resistive bridge
SU966616A1 (en) Device for measuring pulse repetition mean frequency
SU836590A1 (en) Device for measuring dynamic parameters of explosion

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100919