SU1042056A1 - Angular speed digital meter - Google Patents

Angular speed digital meter Download PDF

Info

Publication number
SU1042056A1
SU1042056A1 SU823418218A SU3418218A SU1042056A1 SU 1042056 A1 SU1042056 A1 SU 1042056A1 SU 823418218 A SU823418218 A SU 823418218A SU 3418218 A SU3418218 A SU 3418218A SU 1042056 A1 SU1042056 A1 SU 1042056A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
decoder
comparison unit
outputs
Prior art date
Application number
SU823418218A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Варламов
Василий Михайлович Черников
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4228
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 Предприятие П/Я Г-4228 filed Critical Предприятие П/Я Г-4228
Priority to SU823418218A priority Critical patent/SU1042056A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1042056A1 publication Critical patent/SU1042056A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Phase Differences (AREA)
  • Measuring Frequencies, Analyzing Spectra (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ, содержащий генератор синхрочастоты, соеаиненный с пер вым вхоаом блока сравнени  и делител  частоты, выход которого соеаинен с входом фазовращател , .выход ко торого соединен через нуль-орган с первыл входом счетчика периодов, элемент задержки, отличающийс  тем что, с одлью повышени  быстродействи  цифрового измерител  скорости.в области больших угловых скоростей с сохранением высокой разрешающей способности в области малых угловых скоростей, в него введены первый и второй дещифраторы, выход счетчика периодов соединен через первый дешифратор с управл ющим входом второго дешифратора, выход которого соединен с вторым входом блока сравне- ни  и входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом счетчика периодов и Третьим входом блока сравнени , выходы которого соединены с информационными входами второго дешифратора, выход первого дешифратора и один из выходов блока сравнени   вл ютс  выходами цифрового измерител  скорости.DIGITAL SPEED MEASURING ANGULAR comprising sinhrochastoty generator, with lane soeainenny vym vhoaom comparing unit and the frequency divider, whose output is input to the phase shifter soeainen, Yield torogo connected to the zero-body with a first input periods counter, a delay element, characterized in that, with One way to increase the speed of a digital velocity meter. In the region of high angular velocities with high resolution remaining in the region of small angular velocities, the first and second decryptors are introduced into it, The period counter is connected via the first decoder to the control input of the second decoder, the output of which is connected to the second input of the comparison unit and the input of the delay element, the output of which is connected to the second input of the period counter and the Third input of the comparison unit, the outputs of which are connected to the information inputs of the second the decoder, the output of the first decoder, and one of the outputs of the comparison unit are outputs of a digital velocity meter.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано в системах регулировани ,, стабилизации и измерени  угловой скорости вала. Известно устройство, опреаел ющее величину и направление угловой скорости путем сравнени  количества импульров, пропорциональных полупериоцам опорного и выходного напр жений фазовращатрел , разность которых пропорциональна скорости врашени  оси фазовраща1тел  Ll} Однако такие устройства обладают недйстаточной разрешающей способностью, так как она полностью зависит от выбран ной частоты заполнени  сравниваемых полупёриодов и при малых угловых скорост х процесс измерени  по этому методу  вл етс .сложной технической проблемой Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  цифровой измеритель угловой скорости, содержащий последовательно соединенные фазовращатель, нуль-орган, счетчик периодов частоты фазовращател , выход которого соединен с управл ющим входом блока сравнени  и через линию задержки,- с установочным входом этх)го блока, генератор высоксй частоты, выход которого соединен со счетными входами блока сравнени  и делител  частоты , выход которого соединен с уходом фазовращател  2) . В данном измерителе чувствительность устройства в области малых угловых скоростей улучшаетс  путем подсчета кости N периодов опорного и,выходного напр жений фазовращател . Число N задаетс  заранее и фиксируетс  исход  из требований к разрешающей способно сти устройства в области малых угловых скоростей. Врем  измерени  скорости равно длительности N периодов выходного напр жени  фазовращател . Таким образом разрешающа  способность устройства и его быстродействие св заны обратно пропорциональной зависимостью. При малых угловых скорост х, когда необходима высока  разрешающа  способность, увеличение времени измерени  N считываемых, периодов выходного напр жени  фазовращател   вл етс  приемлемым. Однако при измерении больших угловых скоростей при действии угловых ускорений требовани  к разрешающей способности менее жесткие, а быстродействие устройства остаетс  малым за счет фиксированного большого числа N и это приводит к возникновению динамической погрешности. Указанно  цинамическа  погрешность ухудшает харак- теристики устройства и ограничивает его применение в системах регулировани  и стабилизации. Целью изобретейй   вл етс  повьпиение быстродействи  измерител  в области больших УГЛОВЫХ скоростей с сохранением высокой разрешающей способности в области малых угловых скоростей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в цифровой измеритель угловой, скорости , содеркащий генератор синхрочас- тоты, соединенный с первым входом блока сравнени  и входом делител  частоты, выход которого соединен с входом фазовращател , вьпсод которого соединен через нуль-орган с первым входом счетчика периодов, элемент задержки, введены первый и второй дешифраторы, выход счетчика периодов соединен через первый дешифратор с управл ющим входом второго дешифратора, выход которого соединен с вторым входом блока сравнени  и входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом счетчика периодов и третьим входом блока сравнени , выходы которого соединены с инфо : ационными входами второго дешифратора , выход первого дешифратора и выхоа блока сравнени  соединены с соответствующими вь1ходами цифрового измерител  скорости . На чертеже привеаена структурна  схема предлагаемого цифрового измеритеп  угловой скорости. . В состав его вход т последовательно соединенные фазовращатель 1, нуль-орган 2, рчетчик 3 периодов, вь1ходы разр дов которого подключены к входам дешифратора 4 счетчика 3 периодов, выход которого соединен с одним входом дешифратора 5 блока 6 сравнени ,другие входы которого подключены к выходам разр дов блока 6 сравнени , а выход пЬцключен к управл ющему входу блока 6 сравнени  и через элемент задержки 7 к установочным входам блока 6 и счетчика 3 периодов частоты фазовращател . Счетный вход блока 6 сравнени  подключен к выходу генератора 8 синхрочастоты , который через делитель 9 частоты соединен также с входом фазовращател  1. Предлагаемый цифровой измеритель угловой скорости работает следующим образом . При вращении ротора фазовг ашател  1 происходит непрерывное изменение фазы его выходного напр жени , вызывающее изменение периода этого ка пр жейи  относительно периода опорното напр жени  фазовращател  1, формируе-. мого целителем 9 частоты, из напр жени  синхрочастоты, вырабатываемой генера-; тором 8. Выходной сигнал с фазовращател  1 преобразуетс  нуль-ч)рганом 2 в момент прохождени  его мгновенного значени  через нуль в пр моугольные импульсы , которые заполн ют счетчик 3 периодов фазовращател  1. Одновременно происходит заполнение импульсами высокой частоты от генератора 8 блока срав- , нени . Дешифратор 4 счетчика 3 периодов частоты фазовращател  1 по прохождении определенного числа сигналов с нуль-орГа на 2, например Nl,N2,N3 (по возрастанию ), выдел ет соответствующие импульсы , которые поступают на дешифратор 5 блока 6 сравнени . В блоке 6 ср1авнени  в момент по влени  импульса, соответствук дего числу периодов N 1 (определ ющие первый диапазон измерени ) либо есть информаци  о наличии уг левой скорости в вице определенного сх сто ни  цещифрируемых разр дов, либо ее нет - все дешифрируемые разр ды име KIT нулевое значение, т.е. скорость на столько мала, что за интервал измерени , определ емый значение N1, разность между периодами сигналов опорной чае- тоты и частоты фазовращател  1 меньше , чем величина, определ ема  в первом диапазоне измерени . В первом случчае дешифратор 5 блока 6 сравнен.и  вырабатывает сигнал, по которому проиги водитс  сн тие-показаний о величине угловой скорости с блока 6 сравнени  и через элемент 7 задержки устанавливает с  блок 6 сравнени  и счетчик 3 перио-дов частоты фазовращател  1 в исходное состо ние. Во втором случае дешифратор 5 блока 6 сравнени  не вырабатывает сипаал и измерение автоматически переходит во второй диапазон, определ емый числом N2 периодов выходной чистоты фазовращател  1. ЕСЛИ при поступлении импульса, соответетвукндего числу fj 2 периодов Ьыхоцной частоты фазовращател  1, отсутствует инфо Яу1аци  об угловой скорости, лежащей во втором, диапазоне, то изме- ре ие автоматически переводитс  в трети диапазон (самых малых скоростей) с большим временем измерени , определ емым числом Ыз. После сн ти  показаний с блока 6 сравнени  в третьем диапазоне цикл измерени  заканчиваетс . Код в блоке 6 сравнени  (на момент по влени  сигнала с дещифратора 4 счет чика периодов) вместе с информацией о диапазоне однозначно определ ет знак и величину измерйемой скорости. Дешифратор 4 счетчика 3 периодов позвол ет разбить юсь интервал измер емой скорости на несколько диапазонрв со своим временем измерени , при этом большим значением угловых скоростей соответствует меньшее врем  измерени . Дешифратор 5 блока 6 сравнени  позвол ет осуществл ть автоматический переход из одного диапазона в другой, в зависимости от абсолютного значени  угловой скорости . Выбором значений М.(,2,3...) подсчитываемых периоде выходного напр - жени  фазовращателг 1 достигаютс  тре .буемые динамические и точностные ха-. ракте рис тики предлагаемого цифрового измерител  в широком диапазоне угловых скоростей. Так, например, интервал скоростей от О до 2О/С выбором значений можно разбить на три диапазона со следующими характеристиками (при частоте опорного напр жени  фазовращател  {ц 4кГц: первый диапазон: от Ю до 20°/с с ра рещающей способностью л/О, и временем измерени  л/0,О16 с; вторрй диапазон: от 1 до 10°/с с раэрещающей способностью А/0,01 /с и временем измерени  0,1 с; третий диапазон: от О до 1 /с с разрещаклдей способностью лЮ,001 /с и временем- измерени  1 с. 1 .. Таким обра:зом, предложенный цифровой измеритель угловой скорости позвол ет сочетать высокую разрешающую спосо&ность в области Малых угловых скоростей с требуемым быстродействием в области больших угловых скоростей. При этом диапазон измерени  выбираетс  автоматически в каждом цикле измерени  в процес- ре самого измерени , что значительно расшир ет применение предлагаемого цифроЕ1бго измерител  в системах регулировани  и стабилизации.The invention relates to measurement technology and can be used in systems for regulating, stabilizing and measuring the angular velocity of a shaft. It is known a device that determines the magnitude and direction of the angular velocity by comparing the number of pulses proportional to the half-helix of the reference and output voltages of the phase-shifter, the difference of which is proportional to the speed of rotation of the axis of the phase-shifter Ll}, however, these devices have an insufficient resolution, as it completely depends on the selected frequency filling the compared semiperiods and at low angular velocities, the measurement process by this method is a difficult technical problem. A closer technical solution to the invention is a digital angular velocity meter comprising a series-connected phase shifter, a null organ, a phase counter of the frequency of the phase shifter, the output of which is connected to the control input of the comparison unit and, via a delay line, to the installation input of this unit, a high frequency generator, the output of which is connected to the counting inputs of the comparator unit and a frequency divider, the output of which is connected to the departure of the phase shifter 2). In this meter, the sensitivity of the device in the region of small angular velocities is improved by counting the bone N periods of the reference and output voltages of the phase shifter. The number N is preset and fixed based on the resolution requirements of the device at low angular velocities. The time for measuring the speed is equal to the duration of N periods of the output voltage of the phase shifter. Thus, the resolution of the device and its speed are related by inversely proportional dependence. At low angular velocities, when high resolution is required, an increase in the measurement time of N readable, periods of the output voltage of the phase shifter is acceptable. However, when large angular velocities are measured under the action of angular accelerations, the resolution requirements are less stringent, and the device speed remains low due to a fixed large number N and this leads to a dynamic error. This cynical error impairs the characteristics of the device and limits its use in control and stabilization systems. The aim of the invention is to improve the speed of the meter in the region of high ANGULAR speeds with maintaining high resolution in the region of small angular velocities. The goal is achieved by the fact that a digital angular velocity meter contains a synchronous frequency generator connected to the first input of the comparator unit and the input of a frequency divider whose output is connected to the input of the phase rotator, whose output is connected to the first input of the period counter the delay element, the first and second decoders are introduced, the output of the period counter is connected via the first decoder to the control input of the second decoder, the output of which is connected to the second input of the comparison unit and the input element is the delay, the output of which is connected to the second input of the period counter and the third input of the comparison unit which outputs are connected with information: Discount inputs of the second decoder, the output of the first decoder and the comparator vyhoa connected to corresponding digital meter v1hodami speed. The drawing shows a structural diagram of the proposed digital measure of the angular velocity. . Its structure includes serially connected phase shifter 1, null organ 2, 3 meter rhythm, the higher bit inputs of which are connected to the inputs of the decoder 4 of the period counter 3, the output of which is connected to one input of the decoder 5 of the comparison unit 6, the other inputs of which are connected to the outputs the bits of the comparison unit 6, and the output are connected to the control input of the comparison unit 6 and through the delay element 7 to the installation inputs of the block 6 and the counter 3 periods of the frequency of the phase shifter. The counting input of the comparison unit 6 is connected to the output of the synchronous frequency generator 8, which is connected via frequency divider 9 to the input of the phase shifter 1. The proposed digital angular velocity meter works as follows. During the rotation of the rotor phase 1, a continuous change in the phase of its output voltage occurs, causing a change in the period of this yarn relative to the period of the reference voltage of the phase shifter 1, forming -. Healer 9 frequency, from the voltage of the synchronous frequency generated by the generator; 8. The output signal from the phase shifter 1 is converted to zero-hour by ram 2 at the moment of its instantaneous passage through zero to square pulses, which fill the counter of 3 periods of the phase-shifter 1. At the same time, the high-frequency pulses from the generator 8 of the comparative block, nothing The decoder 4 counters 3 periods of the frequency of the phase shifter 1 after passing a certain number of signals from a zero-org to 2, for example, Nl, N2, N3 (ascending), selects the corresponding pulses that arrive at the decoder 5 of the comparator unit 6. In block 6, the meanings at the time of the pulse, corresponding to the number of periods N 1 (defining the first measurement range), or there is information about the presence of the angular velocity in the vice-defined cx of the cached bits, or it is not - all decrypted bits have KIT is zero, i.e. the speed is so small that for the measurement interval, the determined value of N1, the difference between the periods of the reference frequency signals and the frequency of the phase shifter 1 is less than the value determined in the first measurement range. In the first case, the decoder 5 of block 6 compares and generates a signal by which the indications of the angular velocity are made from the block 6 of comparison and through the delay element 7 sets with block 6 of comparison and the counter 3 periods of the frequency of the phase shifter 1 to the original condition. In the second case, the decoder 5 of unit 6 of the comparison does not produce a sipaal and the measurement automatically goes into the second range defined by the number N2 of the output purity periods of the phase shifter 1. IF a pulse is received, there is no angular velocity info for the fj 2 periods of the output frequency of the phase shifter 1 lying in the second range, the measurement is automatically converted to the third range (the smallest speeds) with a large measurement time, determined by the number S3. After reading the comparison block 6 in the third range, the measurement cycle ends. The code in block 6 of the comparison (at the time of the occurrence of the signal from the decimator 4 of the period counter) together with the information about the range unambiguously determines the sign and magnitude of the measured speed. The decoder 4 of the 3-period counter allows the interval of the measured speed to be divided into several ranges with its own measuring time, with a higher value of angular velocity corresponding to a shorter measuring time. The decoder 5 of the comparison unit 6 allows an automatic transition from one range to another, depending on the absolute value of the angular velocity. By choosing the values of M. (2,3 ...) calculated for the period of the output voltage of the phase rotation 1, the required dynamic and precision xa are reached. In general, the tic of the proposed digital meter in a wide range of angular velocities. For example, the range of speeds from O to 2O / C can be divided into three ranges with the following characteristics (at the frequency of the reference voltage of the phase converter {q 4 kHz: the first range: from 10 to 20 ° / s with a resolving power of l / O , and the measurement time l / 0, O16 s; the second range: from 1 to 10 ° / s with a intercept capacity of A / 0.01 / s and the measurement time of 0.1 s; the third range: from O to 1 / s with a resolution LU, 001 / s and measurement time 1 p. 1 .. Thus, the proposed digital angular velocity meter allows to combine high This is the resolving power in the region of small angular velocities with the required speed in the region of large angular velocities. The measurement range is automatically selected in each measurement cycle in the measurement process itself, which greatly expands the application of the proposed digital meter in control and stabilization systems.

Claims (1)

(5 4) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ,-содержащий генератор синхрочастоты, соединенный с первым входом блока сравнения и выводом делителя частоты, выход которого сое- \ динен с входом фазовращателя, выход ко-1 торого соединен через нуль-орган с пер- что, с келью повышения быстродействия . цифрового измерителя скорости.в области ' больших угловых скоростей с сохранением высокой разрешающей способности в области малых угловых скоростей, в него введены первый и второй дешифраторы, выход счетчика периодов соединен через первый дешифратор с управляющим входом второго дешифратора, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения и входом элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом счетчика периодов и третьим входом блока сравнения, выходы, которого соединены с информационными входами второго дешифратора, выход первого дешифратора и один из выходов био-(5 4) DIGITAL ANGULAR SPEED MEASURER, -containing a clock generator connected to the first input of the comparison unit and the output of the frequency divider, the output of which is connected to the input of the phase shifter, the output of which is connected via a zero-organ to the first, with a cell to improve performance. digital speed meter. in the region of high angular velocities while maintaining high resolution in the region of low angular velocities, the first and second decoders are introduced into it, the output of the period counter is connected through the first decoder to the control input of the second decoder, the output of which is connected to the second input of the comparison unit and the input of the delay element, the output of which is connected to the second input of the period counter and the third input of the comparison unit, the outputs of which are connected to the information inputs of the second decoder a, and output of the first decoder outputs one of the bio-
SU823418218A 1982-04-06 1982-04-06 Angular speed digital meter SU1042056A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823418218A SU1042056A1 (en) 1982-04-06 1982-04-06 Angular speed digital meter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823418218A SU1042056A1 (en) 1982-04-06 1982-04-06 Angular speed digital meter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1042056A1 true SU1042056A1 (en) 1983-09-15

Family

ID=21004954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823418218A SU1042056A1 (en) 1982-04-06 1982-04-06 Angular speed digital meter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1042056A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свицетепьство СССР N9 334582, кл.С, 08 С 9/О4, 1970. 2. Автррс5КОв свицетельство СССР № 875975, кл. Q 08 С 9/О4, 1980. (прототип). (54) *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4503374A (en) Speed detection apparatus and method
JPH01201168A (en) Driving circuit for cross coil type instrument
SU1042056A1 (en) Angular speed digital meter
SU610021A1 (en) Digital r.p.m. meter
SU720456A1 (en) Angle to code converter
SU737835A2 (en) Digital meter of rotational speed
SU1262412A1 (en) Digital phase meter
SU690389A1 (en) Low angular speed measuring device
SU1043703A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU1007009A1 (en) Angular speed-meter
SU1064226A1 (en) Device for measuring sine voltage phase shift angle
JPS61182579A (en) Resolver speed detection system
SU760150A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU1553918A2 (en) Digital phase meter
SU1213543A1 (en) Shaft turn angle-to-digital converter
SU1283555A1 (en) Digital torque meter
US3893030A (en) Coincidence measuring circuit for indicating time intervals
SU928387A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU622016A1 (en) Measuring mean-rectified voltage value converter
SU756451A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
JPS62239060A (en) Rotating speed measuring instrument
SU1020844A1 (en) Method of converting movement speed code
SU960653A1 (en) Device for measuring frequency signal fluctuation
RU1795379C (en) Method of determination of difference of phases on high frequency
SU760151A1 (en) Compensation-type shaft angular position-to-code converter