SU1024846A1 - Цифровой измеритель скорости вращени - Google Patents

Abstract

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ Ш АЩЕНИЯ, содержащий генератор ; эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом первой схемы И, первый триггер, единичный выход которого подключен к первому .входу триггера, единичный выход которого соединен с вторым входом второЪ схемы И, фс мироватепь импульсов, многодекадный дес тичный счетчик-делитель с первой группой вентилей, мнрговходрвую схему ИЛИ и счетчик результата, о т ли чаю щи и с   тем, что, с целью поилшени  быстродействи  и точности, в него введеш реверсивный счетчий, KOMMjTaTop, счетчик переполнений. Счетчик-делитель на шесть, схема задержки, двухвходова  схема ИЛИ, ;два регистра и группа вентилей, причем второй вход первой схемы И подключен к единичному выходу первого триггера, а выход - к входу многодекадного дес тичного счетчика -делител  и к первому входу ксиимутатора, остальные входы котсфого соединены с соответствующими выходами многодекадного дес тичного счетчика-делителй , а выход - через счетчик-делитель на шесть с входом реверсивного счетчика, вычитающие входы которого подключены к соответствук оим выходам второй группы вентилей, первые входы которых соединены с соответс вующими первыми входами первой группы , вентилей и с соответствующими выхоДсВО первого регистра, а вторые входы объединены и подключены к выходу генератора эталонной частоты и к пёрвсму входу второй схемы И, выход которой соединен с вторыми входами первой группы вентилей, выходы, которых подключены к соответствующим входам многодекадного дес тичного счетчика-делител , выход которого соединен с вторым входом второго триггера, единичный выход которого подключен к первс  у входу первого регистра, а нулевой выход - к второму |входу третьей схемч И,первый вход которой соединен нулевым выходом первого триггера, а выход - с вхо (П  ам сброса реверсивного счетчика, выходы обратного переноса всех декад которого подключены к вхрдам мкоговходоврй схемы ИЛИ, выходы пр мого переноса декад реверсивного счетчика объединены между собой, с входом многовходовой схемы ИЛИ и с входом счетчика результата, выходы декад реверсивного счетчика подклю;чены к входам второго регистра, вы-ходы которого соединены с входами перезаписи реверсивного счетчика, выход переполнени  последней декады которого подключен к входу счетчика переполнений, а через схему задержки - к второму входу двуз входовой .схемы ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом пр мого переноса Iпредпоследней декады, а выход - с ; суммирующим входом последней де1гады реверсивного счетчика,при этом выход многовходовой схемы ИЛИ подключен к второму входу первого регистра, третий вход которого соединен с еди-. .ничным выходом первого триггера, выход : счетчик а переполнений подключен к управл кхцему входу коммутатрра, а выход формировател  импульсов - к счетному :входу первого триггера.

Description

Изобретение относитс  к авт.оматике и информационно-измерительной технике и предназначено дл  автоматичеекого измерени  скорости вращени .

Известно устройство, предназначенное дл  измерени  угловой скорости , рабрта которого основана на подсчете числа периодов импульсного датчи ка за н ек оторый пери од вр еме ни автс атически выбираемый в зависимости от текущего значени  угловой скорости fljОднако это устройство имеет невысокое быстродействие и не позвол ет получить результат измерени  в прин тых единицах измерени  (оборотах в минуту) .

. Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство Дл  измерени  угловой скорости, содержащее генератор эталонной частоты, формирователь, счетчик , триггеры, вентили, схемы И, схему ИЛИ, делитель частоты t2.

Недостатком известного устройства  вл етс  невысоксэе быстродействие , св занное с тем, что определение результата св зано -с подсчетом за установленные интервалы времени ( интервалы квантовани ) числа входных импульсов, достаточного дл  записи информации в старший разр д счетчика результата.

Кроме того, недостатком  вл етс  необходимость определенного, достаточно большого, количества отметок от скорости, за один оборот вала, что затрудн ет;согласование устройства с объектом и вызывает дополнительные погрешности, св занные с неравномерностью Вращени  вала и неточностью изготовлени  измерительного диска, об зательного дл  данного устройства.

Цель изобретени  - повышение быстрадействи  и точности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой измеритель скорости враще.ни , содержащий генерато эталонной частоты, выход которого соединен с первым входом первой схемы И, первый триггер, единичный выход которого подключен к первому Bxoxty второго триггера, единичный выход которого соединен с вфорым входом второЛ схемы И, формировател имтульсрв, многодекадный дес тичный счетчик-делитель с первой группой вентилей, многовходовую схему ИЛИ и счетчик результата, введены реверсивный ;четчвк, коммутатор, (петчйк переполнений, счетчик делитель на шесть, схемазс1держки, двухвходова  .схема ИЛИ, два регистра и группа вентилей, причем второй вход первой схема И подключен к единичному выходу первого триггера, а выход - к входу многодекадного дес тичньго счетчика-делител  и к первому входу коммутатора, остальные входы которого соединены с соответствующимивыходами многодекадного дес тичного счетчика-делител , а выход - через счетчик-делитель на шесть с входом рсверсивногф счетчика, вычитакидие входы которого подключены к соответствующим выходам второй группы вентилей , первые входы которых соединены с соответствуюищми первыми входами первой группы вентилей и с . соответствуквдими выходами первого

5 регистра, а вторые входы объединены и подключены к выходу генератора эталонной частоты и к первому входу второй схемы И, выход которой соединен с вторыми входами первой группы вентилей, выходы которых подключены к соответствующим входам многодекадного дес тичного счетчика-делител , выход которого соединен с вторым входом второго триггера, единичйый

5 выход которого подключен к перзсму входу первого регистра, а нулевой выход - к .второму входу третьей схемы И, первый вход которой соединен с нулевым выходом первого триггера , а выход - с входом сброса

реверсивного счетчика, выходы-обра -: ного переноса всех декад которого подключены к входам многовходовой схема ИЛИ, выходы пр мого переноса декад реверсивного счетчика объединены между собой, с входом многовходовой схемы ИЛИ и с входом счетчика результата, выходы декад реверсивного счетчика подключены к входам второго регистра, выходы которого соединены с входами парезаписи реверсивного счетчика, выход переполнени  последней декада которого подключен к входу счетчика переполнений, а через схему заде|)Жки - к второму входу двухвходовой схемы ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом пр мого переноса предпоспедней декады, а выход -; с суммирующим входс последней

Q декады реверсивного счетш1ка, при .

этсж выход многовходовой схемы ИЛИ; . подключен к второму входу регистра, третий вход которого соединен с единичным выходов первого триггера, шаход счетчика Переполне-V НИИ подключен к управл юсвему входу коммутатора, а выход формировател  импульсов - к счетнс у входу первого триггера .

На чертеже изображена схема циф

0 рового измерител  скорости вращени . ; Устройство состоит из формировател  ймпульсой 1, генератс оа 2 эталонной частоты, триггеров 3 и 4, схем И 5-7, коммутатора 8, счетчика5 делител  на шесть 9, реверсивного

счетчика 10, схемы ИЛИ 11, счетчика переполнений 12, группы вентилей 13j многодекадного дес тичного счетчика делител  14, группы вентилей 15, регистра одвига -16, схемы ИЛИ 17, регистра 18, счетчика, результата 19 и схемы задержки 20.

Работа устройства происходит в соответствии со следующей формулой

- - f3T . .

. О .

де п - скорость вращени  в оборотах в минуту

f - частота генератора эталонной частоты},

N - число импуль.сов эталоннбйчастоты за период вращени  вала;

КвО,1,2... - номер диапазона измер емых скоростей, причем соответствует диапазону наибольших скоростей, K-KtY)o наименьших скоростей. Эта формула выводитс  из прин ой формулы дл  скорости вращени 

п

Л.1о8ИСХОДНОМ положении триггеры и счетчики наход тс  в нулевом состо нии (.цепи сброса неГпоказаны., С

приходом первого импульса на вход устройства, tio его переднему фронту, триггер 3 переходит в единичное состо ние , что означает начало измерени  Единичный потенциал на выходе ТЕЖГгера 3 прохождение импульсов эталонной частоты с генв ратора 2 через схему 5 совпадений на первый вход коммутатора 8 и на вход счетчика-делител  14. В исходном состо нии счетчик переполнений 12 находитс  в нулевом состо нии поэтому коммутатор 8 подключает первый вход.и импульсы эталонной .частот, ты через счетчик-делитель на шесть

9поступгиот на вход реверсивного счетчика 10. Реверсивный

осуществл ет подсчет импульсов за период оборота вала, т.е. определ  ет число N/6. Если период вращени: -f больше, чем Ю где L - разр дность реверсивного счетчика, то в Беве эсивном счетчике возникает ;пер1эполнениё, единица переноса из

iстаршей.декады счетчика 10 переписываетс  в счетчик переполнений 12 и через схему задержки 20 и схему ИЛИ 17 подаетс  на вход этой же декады . Коммутатор 8 подключает второй 5 вход, и на счетчик 9 подаютс  импульсы с частотой в 10 раз меныче эталонной. Если период вращени  вала больше, чем - Ю, где ,1,2.. R, то,в счетчик переполнений 12 записываетс  0,1,2...R

единиц переполнений, и кс чмутатор 8

подключает 0,1,2...R вход. Причем

вс кий раз при возникновении переполнени  в счетчике 10 единица переполнени  записываетс  как в счетчик

12, так и в старшую декаду счетчика

10. Таким образом, в любом случае в

старшем разр де счетчика 10 присут , ствует Какое-нибудь число. Это обеспечивает посто нство величины погрешности на всех диапазонах измер емых скоростей. С приходом следующего импульса, по его переднему фронту, триггер 3 перебрасываетс  в ноль и устанавливает в единичное состо ние триггер 4. Состо ние счетчика 10, в котором он оказалс  в результате измерени , запоминаетс  в регистре 18, где процесс измерени  заканчиваетс  и начинаетс  процесс

0 вычислени  результата, зак.гаочаю1чийс  в тс  , что на перйом выходе регистра сдвига 16 устанавливаетс  высокий потенциал, который разрешает :Прохо сдение импульсов эталонного ге5 нератора через первые элементы вентильных групп 15 и 13 на вход первой декады счетчика 14 и на вычитающий вход первой декады счетчика 10, т.е. начинаетс  процесс делени 

0 (-) путем многократного вы 1итани  чисэта N/6 из числа равного значению Высокий потенциал с единичного выхода триггера разрешает прохождение импульсов эталонной час5 тоты через схему И 6 на вентильные групга 15. Единица переноса, возникша  на -выходе обратного переноса парвой декады счетчика 10, через схему ИЯИ 11 т даетс  на регистр 16 и осу0 :ществл ёт сдвиг информации в регистре . Нср1инаетс  вычитание из второй декадоьл счетчика 10. Единица переноса в старшей декаде счетчика 10 осущестjв нет сдвиг в регистре, переходит

5;в единичное состо ние и одновременно iпоступает   счетчик результата 19. Хроме тогоу та же единица переноса прсЧгупает на входа управл ющие записью информации всех декад реверсивного счетчика, из регистра 18 происходит перепись первоначального Числа в пчетчик 10, и начинаетс  новое вычитание.

; Процесс делени  заканчиваетс , 5 когда в счетчике 14 возникает переполкеьие , т.е. когда счетчик 14 до .считал до числа, равного значению . Причем на счетчик 14 в процессе вычислени  подано число импульсов равное не значению f , а гораздо меньше, так как при каждом вычитании числа N/6 на счетчик подаетс  не это число, а число равное сумме цифр, записанных во всех декадах реверсивного счетчика 10. Благодар  этому резко сокращаетс  врем , необходимое дл  подсчета результата.

Единица переполнени  из счетчика 14 обнул ет триггер 4. После окончани  режима Счет триггер 4 устанавливаетс  в О, а триггер 3 еще в

состо нии О, и на выходе схемы И 7 устанавливаетс  высокий уровень который сбрасывает счетчик 10. Процесс вычитани  результата закончен. Положение децимальной точки в конеч 5 ном результате определ етс  по состо нию счетчика переполнений 12,. (

Значение равное например 10 и, следовательно, и разр дность 10 м стетчика-далител  14, а также

разр дность L реверсивного счетчика 10 выбираютс  исход  из требований минимальной погрешности измерени 

и в зависимости от верхнего предела 15 измер емых скоростей.

Claims (1)

1. ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ, содержащий генератор эталонной частоты, выход которого соединён с первым входом ’первой схемы И, первый триггер, единичный выход которого подключён к первому входу второго триггера, единичный выход которого соединен с вторым входом второй схемы И, формирователь импульсов, многодекадный десятичный счетчик-делитель с первой группой вентилей, мнрговходовую схему ИЛИ и счетчик результата, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены реверсивный счетчик, коммутатор, счетчик переполнений, _k счетчик-делитель на шесть, схема задержки, двухвходовая схема ИЛИ, два регистра и группа вентилей, причем второй вход первой схемы И подключен к единичному выходу первого триггера, а выход - к входу многодекадного десятичного счетчика -делителя и к первому входу коммутатора, остальные входы которого соединены · с соответствующими выходами много- ; декадного десятичного счетчика-делителя, а выход - через счетчик-делитель на шесть с входом реверсивного счетчика, вычитающие входа которого ' подключены к соответствующим выходам второй группы вентилей, первые входа которых соединены с соответствую щими первыми входами первой группы вентилей и с соответствующими выходами первого регистра, а вторые входа объединены и подключены к выходу генератора эталонной частоты и к первому входу второй схемы И, выход которой соединен с вторыми входами первой группы вентилей, выходы, которых подключены к соответствующим входам многодекадного десятичного счетчика-делителя, выход которого соединен с вторым входом второго триггера, единичный выход которого подключен к первому входу первого регистра, а нулевой выход - к второму входу третьей схемы И,первый вход которой соединен Е нулевым выходом первого триггера, а выход - с входе»: сброса реверсивного счетчика, выхода обратного переноса всех декад которого подключены к вхрдам •многовходоврй схемы ИЛИ, выходы прямого переноса декад реверсивного счетчика объединены между собой, с /входом многовходовой схемы ИЛИ и с. 'входом счетчика результата, выходы ' декад реверсивного счетчика подклю/чены к входам второго регистра, вы-';

   хода которого соединены с входами перезаписи реверсивного счетчика, выход переполнения последней декады которого подключен к входу счетчика переполнений, а через схему задержки - к второму входу двуквходовой схемы ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом прямого переноса 'предпоследней декады, а выход - с суммирующим входом последней декады реверсивного счетчика,при этом еыход многовходовой схемы ИЛИ подключен к второму входу первого регистра, третий вход которого соединен с еди-. ничным выходом первого триггера, выход : счетчика переполнений подключен к управляющему входу коммутатора, а выход формирователя импульсов - к счетному входу первого триггера.

   SU.*, 1024846

   1024846 2