RU516U1 - Тахометр - Google Patents

Abstract

1. Тахометр, содержащий усилитель-формирователь, миллиамперметр, служащий нагрузкой усилителя-формирователя, стабилизатор напряжения, один вывод которого подключен к зажиму для подключения источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, он снабжен делителем напряжения, диодом и резистором, причем второй и третий выводы стабилизатора напряжения соединены соответственно с первой и второй шинами питания усилителя-формирователя, делитель напряжения входами подключен между входом тахометра и общей шиной, а выходом присоединен к входу усилителя-формирователя, выход которого через диод, включенный в прямом направлении, присоединен к выходу делителя напряжения, резистор включен между третьим выводом стабилизатора напряжения и вторым зажимом для подключения источника питания, соединенным с общей шиной питания тахометра.2. Тахометр по п.1, отличающийся тем, что усилитель-формирователь выполнен в виде двух транзисторов, двух резисторов, конденсатора и диода, причем база первого транзистора служит входом формирователя, коллектор первого транзистора через конденсатор соединен с базой второго транзистора, которая через первый резистор соединена с первой шиной питания усилителя-формирователя, коллектор второго транзистора служит выходом усилителя-формирователя и через второй резистор соединен с первой шиной питания усилителя-формирователя, которая через миллиамперметр и диод, включенный в прямом направлении, присоединен к коллектору первого транзистора.3. Тахометр по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным диодом, включенным параллельно миллиамперметру в направле�

Description

/ .JL //BdJ /f(

Полезная модель относится к измерительшой технике, в частности к приборам для измерения частоты оборотов вала двигателя транспортных средств.

Известнь тахометры, в которых частота оборотов преобразуется в частоту электрического сигнала, а затем частота электрического сигнала преобразуется в среднее значение тока (напряжения) с помощью мультивибратора (одновибратора) - см, заявку Японии № 42 - 45535, кл. GOI Р 3/00, публикация № 47 - 17390 от 22,05,72г,, а также книгу Б.А.Данов, В,Д.Рычагов9 Электронные приборы автомобиля, М. Транспорт, 1992,с,29-31, рис,17.

Недостатки таких тахометров состоят в низкой помехоустойчивости, в особенности при использовании тахометра на транспортных средствах с двигателем внутреннего сгорания с искровой системой зажигания, В этих случаяхД оШх%о Аб1фЪШ5й системы зажигания попадает на вход муль -иви ратрра., и.. его

ложные срабатывания, - - -. ч,

Наиболее близким к заявленному является тахометр,содержащий формирователь,нагрузкой которого служит миллиамперметр, входом тахометра служит вывод базы одного из транзисторов формирователя, кроме того имеется стабилитрон,включенный на выходе формирователя - см,патент США, № 3 643 159,кл,в01 Р 3/48, публ,1972г.

Мальцев Юрий Сергеевич Шевченко Виктор Дмитриевич

SOI Р 3/00 Тахометр

- t-«r .

. ;. -.-,,,.. .,,

Целью настоящей полезной модели является повьппение помехоустойчивости тахометра.

Поставленная цель достигается тем,что тахометр,содержащий усилитель-формирователь,миллиамперметр,включенный в качестве нагрузки усилителя-формирователя,стабилизатор напряжения, один вывод которого подключен к клемме для подсоединения источника питания, дополнительно снабжен делителем напряжения,диодом и резистором,причем второй и третий выводы стабилизатора напря жения соединены соответсвенно с первой и второй шинами питания усилителя-формирователя,делитель напряжения входами включен между входом тахометра и общей шиной, а выходом присоединен к входу усилителя-формирователя, выход усилителя - формирователя через диод,включенный в прямом направлении, присоединен к выходу делителя напряжения,резистор включен между третим выводом стабилизатора напряжения и вторым зажимом для подключения источника питания,соединенным с общей шиной тахометра,

Кроме того,в тахометре усилитель-формирователь выполнен в виде двух транзисторов,двух резисторов,конденсатора и диода, причем база первого транзистора служит входом усилителя-формирователя, эмиттеры транзисторов объединены и служат второй-юи«ной питания усилителя-формирователя,коллектор первого тра,нзистора через конденсатор соединен с базой второго транзистора, которая через первый резистор соединена с первой шиной питания усилителя-формирователя,коллектор второго транзистора служит выходом усилителя-формирователя и через второй резистор соединен с первой шиной питания усилителя-формирователя,которая через миллиамперметр и диод,включенный в прямом направлении, присоединена к коллектору первого транзистора.

ДИОДОМ,включенным параллельно миллиамперметру в направлении, противоположном направлению протекания тока через миллиамперметр,

В тахометре делитель напряжения может быть выполнен в виде последовательно включенных первого,второго и третьего резисторов, и диода,причем свободный вывод первого резистора служит вхндвмх первым входом делителя напряжения, свободный вывод третьего резистора служит вторым входом делителя напряжения, диод катодом подключен к точке соединения первого и второго резисторов, а анодом - к второму входу делителя напряжения, точка соединения второго и третьего резисторов служит выходом делителя напряжения.

Указанное выполнение тахометра повышает его помехоустойчивость за счет формирования автоматического смещения порога срабатывания усилителя-формирователя,обеспечивающего защиту от ложного срабатывания усилителя-формирователя.

Наличие положительной обратной связи с выхода усилителяформирователя на его вход через диод обеспечивает устойчивое срабатывание усилителя-формирователя и исключает проникновение помех с выхода тахометра на его вход.

Наличие диода в цепи коллектора транзистора усилителяформирователя исключает возможность проникновения помех с обмотки миллиамперметра,возника1шцих,например вследствие колебательного движения рамки миллиамперметра в его магнитной поле.

Диод,включенный параллельно миллиамперметру,подавляет помехи , возникащие в цепи миллиамперметра вследствие коммутации тока в цепи миллиамперметра,имещей внутренне сопротивление индуктивного характера.

метра за счет ограничения паразитных помех.

На фиг,1 показана схема тредложенного тахометра.

На фиг,2 показан возможный вариант исполнения схемы усилителя-формирователя, входящего в состав тахометра.

На фиг.З показан возможный вариант исполнения делителя налряжения,входящего в состав тахометра.

Тахометр содержит усилитель-формирователь I (см,фиг,I), имещий вход 2,выход 3, первого шину питания 4, вторую шину питания 5,выводы 6 и 7 для подключения миллиамперметра, делитель напряжения 8, имеющий входы 9 и 10 и выход II,стабилизатор напряжения 12,включающий в себя резистор 13 и стабилитрон 14 и имеющий первый,второй и третий выводы 15,16,17, резистор 18,диод 19, миллиамперметр 20,диод 21,резистор 22,терморезистор 23, клеммы (зажимы) для подключения источника питания 24 и 25, Для работы тахометра к нему подключаются внешние элементы - контакт 26 датчика-распределителя и катушка зажигания 27,

Вход 9 делителя напряжения 8 входом тахометра, вход 10 делителя напряжения 8 соединен с клеммой 25,служащей для подключения внешнего источника питания и являющаяся общей шиной тахометра. Выход II делителя напряжения 8 подключен к входу 2 усилителя-формирователя I,

&)1ход 3 усилителя-формирователя I через диод 19,включенный в прямом направлении,соединен с выходом II делителя напряжения 8,

Первый вывод 15 стабилизатора напряжения 12 подключен к клемме 24 ,служащий для подключения внешнего источника питания тахометра. Выводы 16 и 17 стабилизатора нгшряжения 12 подключены соответственно к первой 4 и второй 5 шинам питания усилителя-формирователя I, Кроме того,вывод 17 стабилизатора напряжения 12 через резистор 18 соединен с клеммой 25,

у

Миллиамперметр 20 подключен непосредственно или через параллельно соединенные резистор 22 и терморезистор 23 к выводам б и 7 усилителя-формирователя I (наличие резистора 22 и терморезистора 23 не является обязательным), Дюд 21 подключен параллельно миллиамперметру 20, Направление включения диода 21 является противоположным по отношению к направлению тока,протекащему через миллиамперметр 20,

При работе тахометра в составе электрооборудования транспортного средства контакт 26 датчика-распределителя системы зажигания подключается между входом 9 тахометра и клеммой 25 (общей шиной). Первичная обмотка катушки зажигания 27 подключается между клеммой 24 и контактом 26.

Усилитель-формирователь I может быть выполнен по одной из стандартных схем ждущего (моностабильного) мультивибратора, В частном случае усилитель-формирователь I может быть выполнен согласно фиг,2, В этом варианте исполнения усилитель-формирователь I содержит транзисторы 28 и 29,резисторы 30,31,конденсатор 32,диод 33,

База транзистора 28 служит входом 2 усилителя-формирователя I. Коллектор транзистора 28 через конденсатор 32 соединен с базой транзистора 29, Эмиттеры транзисторов 28,29 объединены и служат шиной питания 5 усилителя-формирователя I, База транзистора 29 через резистор 30 соединена с шиной питания 4 усилителя-формирователя I, Коллектор транзистора 29 служит выходом 3 усилителя№формирователя I и через резистор 31 соединен с шиной питания 4, Диод 33 включен между выводом 7 усилителяформирователя I и коллектором транзистора 28,причем направление включения диода 33 совпадает с направлением тока,протекающего в цепи коллектора транзистора 28, Шина питания 4 усилителяформирователя I соединена с выводом 6,

Делитель напр51жения 8 может быть выполнен по стандартной схеме делителя напряжения в виде двух последовательно включенных резисторов,свободные выводы которых служат входами делителя напряжения,а общая точка соединения резисторов выходом делителя напряжения. Кроме того,возможен вариант исполнения делителя напряжения согласно фиг.З, В этом варианте исполнения делитель напряжения 8 содержит последовательно соединенные резисторы 34,35 и 36, а также диод 37. Свободный вывод резистора 34 служит входом 9 делителя напряжения 8, свободный вывод резистора 36 служит выводом 10 делителя напряжения 8, точка соединения резисторов 35 и 36 служит выходом II делителя напряжения 8. Диод 37 катодом подключен к точке соединения резисторов 34 и 35, а анодом - к выводу 10 делителя напряжения 8,

Тахометр работает следущим образом. При подключении к клеммам 24,25 источника питания (бортовой сети) на выводах 16,17 стабилизатора напряжения 12 (см,фигв1) формируется напряжение питания,которое поступает на шины питания 4 и 5 усилителяформирователя I,

После запуска двигателя транспортного средства контакт 26 начинает замыкашься и размыкаться с частотой,пропорциональной частоте вращения вала двигателя. В момент размыкания контакта 26 на входе 9 тахометра возникает импульс положительной полярности, длительностью н|1Х порядка I мс,который быстро спадает до нуля и совершает несколько затухающих колебаний относительно цулевого уровня (характеристики импульса определяются параметрами катушки зажигания 27).

Далее рассматривается работа тахометра в варианте исполнения усилителя-ограничителя I в виде стандартного ждущего мультивибратора (одновибратора). Порог срабатывания одновибратора I определяется падением напряжения на резисторе 18,

которое зависит от тока,протекающего от шины питания 5 через резистор 18 к клемме 25 (общий). Падение напряжения на резисторе 18 приложено между шиной питания 5 одновибратора fex и его входом 2, Как только входной импульс,поступающий на вход 9,превысит по амплитуде порог срабатывания одновибратора I, последний опрокидавается и формирует на выходе 3 импульс напряжения, длительность которого определяется постоянной времени одновибратора I. Этот импульс с выхода 3 через диод 19 поступает на вход 2 одновибратора,ускоряя процесс опрокидывания одновибратора вследствие положительной обратной связи с выхода 3 на вход 2, Одновременно через миллиамперметр 20,включенный в качестве нагрузки на выходе 6-7 одновибратора,протекает ток. Через промея ток времени,определяемый параметрами одновибратора (его постоянной времени),одновибратор возвращается в исходное состояние,импульс на выходе 3 исчезает,ток через миллиамперметр 20 прекращается. Далее с приходом очередного импульса на вход 9 тахометра процесс повиоряется с частотой следования импульсов на входе 9. Так как миллиамперметр 20 реагирует на среднее значение тока и представляет собой электромеханическое инерционное звено,то положение его указателя (положение стрелки) зависит от частоты следования импульсов на входе 9 тахометра.

В варианте исполнения усилителя-формирователя I согласно фиг.2 тахометр работает следующим образом. Входной сигнал с входа 9 (см.фиг.I и фиг.2) поступает на вход 2 усилителя формирователя I. Так как база транзистора 29 усилителя -формирователя I подключена через резистор 30 к шине питания 4, то транзистор 29 в исходном состоянии насыщен,а транзистор 28 находится в состоянии отсечки. Ток,протекающий через резистор 18,формирует падение напряжения,которое приложено

у/ 3 2/0

между эмиттерами транзисторов 28,29 и общей шиной тахометра.

Это напряжение определяет порог срабатывания усилителя-формирова ед

теля. Так как транзистор 28 находится в состоянии отсечки,то

ток через миллиамперметр 20 не протекает,его показания равны

нулю.

В момент когда амплитуда входного импульса на входе 9 превысит порог срабатывания усилителя формирователя.I,транзистор 28 открывается и конденсатор 32 заряжается по цепи - шина питания 4,резистор 30,конденсатор 32,открытый транзистор 28, шина питания 5, При этом транзистор 29 закрывается вследствие замыкания его базовой цепи через конденсатор 32 и транзистор 28 на шину 5, Одновременно образуется цепь положительной обратной связи с выхода 3 через диод 19 на вход 2 усилителя-формирователя I,которая ускоряет процесс опрокидывания уБ КЛихе ЛЯ аг ранккмтЕля х усилителя-формирователя,

После окончания заряда конденсатора 32 (время заряда определяется сопротивлением 30 и емкостью конденсатора 32) ток через этот конденсато прекращается,транзистор 29 вновь открывается током,протекающим от шины питания 4 через резистор 30 в цепь базы транзистора 29. При этом транзистор 28 закрывается,усилитель-формирователь I возвращается в исходное состояние до прихода следующего импульса на вход 9 тахометра.

Среднее значение тока,протекающего через н миллиамперметр 20 ,определяется только частотой входного сигнала при неизменных значениях напряжения на шинах 4,5, сопротивления резистора 30,емкости конденсатора 32, Если выбрать миллиамперметр, реагирующий на среднее значение тока,например магнитоэлектрической системы,то показания прибора будут пропорциональныы частоте входного сигнала. Така как миллиамперметр магнитоэлектрического типа представляет собой электромеханическое инерционное устройство,выполняющее функцию фильтра низких частот,то положение указателя миллиамперметра остается неизменным,несмотря на периодичевкие колебания тока,протекающего через миллиамперметр.

Так как при колебаниях рамки миллиамперметра в магнитном поле (например при подаче сигнаша или вследствие механических воздействий) могут возникать паразитные импульсы напряжения,то для исключения возможности их проникновения в цепь базы транзистора 29 применен диод 33,включенный в прямом направлении по отношению к полярности источника питания.

Для шунтирования паразитных импульсов,возникащих в обмотке миллиамперметра 20 вследствие коммутации транзистора 28 (из-за индуктивного характера внутреннего сопротивления милиамперметра ) может быть использован диод 21,включенный паралллельно миллиамперметру 20; причем направление включения диода противоположно направлению рабочего тока,протекающего по миллиамперметру.

Резистор 22,включенный последовательно в цепь миллиамперметра 20,может быть использован для калибровки тахометра,так как изменением этого сопротивления этого резистора можно изменять показания миллиамперметра. Наличие этого резистора не является обязательном,так как изменение показаний миллиамперметра можно осуществлять и другими известными приемами,например размагничиванием магнита,входящего в состав миллиамперметра.

Терморезистор 23 может быть использован при необходимости компенсации температурной погрешности миллиамперметра 20, При изменении температуры окружающей среды сопротивление терморезистора 23 изменяется,ток в цепи миллиамперметра изменяется.

что позволяет правильным выбором номинальных сопротивлений резистора 22,терморезистора 23 относительно внутреннего соптивления миллиамперметра 20 компенсировать температурную погрепшость тахометра,

В некоторых случаях паразитный импульс отрицательной полярности может превысить порог срабатывания усилителя-формирователя I, В этих случаях делитель напряжения 8 может быть выНВХ8МХ полнен согласно фиг.З, При этом паразитные импульсы будут ограничиваться диодом 37 делителя напряжения,что повышает помехоустойчивость тахометра.

Высокая помехоустойчивость тахометра обусловлена тем,что имеется автоматическое смещение,формируемое резистором 18, обеспечиващее защиту от ложного срабатывания увилителя-формирователя как от помех положительной,так и отрицательной полярности ( в совокупности с наличием делителя напряжения 8),

При увеличении напряжения в бортовой сети увеличивается как напряжение смещения на резисторе 18,так и напряжение,поступающее с катушки зажигания на вход тахометра Этим обеспечивается автоматическая подстройка порога срабатывания усилителяформирователя под уровень входного сигнала,

В прототипе запуск порогового устройства определяется зарядом конденсатора,включенного на входе порогового устройства, а также скоростью нарастания напряжения на первичной обмотке катушки зажигания (скоростью нарастания входного сигнала). Это приводит к тому,что прототип обладает повышенной чувствительностью к помехам,поступающим вместе с полезным сигналом, паразитных помех на входе тахометра

Наличие положительной обратной связи с выхода 3 MJOTSXMKX вийраяв яхх усилителя-формирователя на его вход 2 обеспечивает устойчивое срабатывание усилителя-формирователя и исключает проникновение паразитных импульсов с выхода на вход усилителя формирователя.

высокая помехоустойчивость позволяет исключить из схемы тахометра различного рода фильтры,ограничители напряжения и ТвП„устройства,которые обычно применяются в тахометрах зрснагнрмкх для защиты от воздействия помех и которые усложняют схему.

Выполнение делителя напряжения согласно фиг.З также повышает помехозащищенность тахометра за счет дополнительного ограничения помех.

/1/9 3 Гб:

Н..

Claims (4)

1. Тахометр, содержащий усилитель-формирователь, миллиамперметр, служащий нагрузкой усилителя-формирователя, стабилизатор напряжения, один вывод которого подключен к зажиму для подключения источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, он снабжен делителем напряжения, диодом и резистором, причем второй и третий выводы стабилизатора напряжения соединены соответственно с первой и второй шинами питания усилителя-формирователя, делитель напряжения входами подключен между входом тахометра и общей шиной, а выходом присоединен к входу усилителя-формирователя, выход которого через диод, включенный в прямом направлении, присоединен к выходу делителя напряжения, резистор включен между третьим выводом стабилизатора напряжения и вторым зажимом для подключения источника питания, соединенным с общей шиной питания тахометра.

2. Тахометр по п.1, отличающийся тем, что усилитель-формирователь выполнен в виде двух транзисторов, двух резисторов, конденсатора и диода, причем база первого транзистора служит входом формирователя, коллектор первого транзистора через конденсатор соединен с базой второго транзистора, которая через первый резистор соединена с первой шиной питания усилителя-формирователя, коллектор второго транзистора служит выходом усилителя-формирователя и через второй резистор соединен с первой шиной питания усилителя-формирователя, которая через миллиамперметр и диод, включенный в прямом направлении, присоединен к коллектору первого транзистора.

3. Тахометр по п.1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным диодом, включенным параллельно миллиамперметру в направлении, противоположном направлению протекания тока через миллиамперметр.

4. Тахометр по п.1, отличающийся тем, что делитель напряжения выполнен в виде диода и трех последовательно соединенных резисторов, причем свободный вывод первого резистора служит первым входом делителя напряжения, свободный вывод третьего резистора служит вторым входом делителя напряжения, точка соединения второго и третьего резисторов служит выходом делителя напряжения, диод включен между точкой соединения первого и второго резисторов и вторым входом делителя напряжения.