SU1114952A1 - Электронный тахометр - Google Patents

Abstract

1. ЭЛЕКТРОННЫЙ ТАХОМЕТР, содержащий одновибратор, индикатор и последовательно соединенные датчик сигналов, ограничитель и дифференцирующую цепь, о т ли ющ и и с   тем, что, с целью повышени  точности измерени  скорости .вращени , в него введены регулируемый частотный селектор импульсов, дополнительна  дифференцирующа  цепь и усредн ющий фильтр, причем регулируемый частотный селектор импульсов содержит включенный между его входом и выходом одновибратор, параллельно резистору врем задающей цепи которого подключен регулируемьш резисторный щунт, при этом . дифференцирующа  цепь, регулируемый частотньй селектор импульсов, дополнительна  дифференцирующа  цепь, одновибратор, усредн ющий фильтр и индикатор соединены последовательно , а вход управлени  регулируемого (Л резисторного щунта подключен к выходу усредн ющего фильтра, 2. Тахометр по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве регулируемого резисторного щунта использован резисторный оптрон.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть испол зовано дл  измерени  скорости вращени  турбины либо числа оборотов в единицу времени вала двигател  и т.п. Известен электронный тахометр, содержащий подключенную к выходу датчика сигналов цепь последовательно соединенных ограничител  ам плитуды, усредн ющего устройства и индикатора 01 Однако точность этого электронного тахометра невелика так как наличие в нем ограничител  амплиту ды не обеспечивает устранение по1грешностей скважности импульсов на входе усредн ющего устройства, выз ванных искажени ми их фронтов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  эл троннбй тахометр, содержащий одновибратор , индикатор и последовател но соединенные датчик сигналов, ог раничитель и дифференцирующую цепь. Выход дифференцирующей цепи соединен с входом одновибратора, а выход одновибратора подключен к входу индикатора. Указанньй одновибратор содержит RC-цепь, подключенную параллельно его врем задающ цепи через замыкающий контакт реле обмотка которого включена параллел но  корной цепи стартера двигател  Однако в известном тахометре одновибратор в его схеме при работе устройства не исключает срабаты ваний по второй - наиболее интенсивной- из высших гармонических сое тавл ющих входного сигнала, а это снижает точность измерений скорости вращени . Особенно существенен этот недос таток при использовании датчика сигналов вибрационного типа, устанавливаемого на картере двигател  либо на корпусе турбогенератора, поскольку интенсивность второй гар монической составл ющей выходного сигнала такого датчика высока срав тельно со случа ми применени  других .датчиков сигналов. Целью изобретени   вл етс  повы шение точности измерений скорости вращени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в электронный тахометр, содержащий одновибратор, индикатор последовательно соединен.ные датчик сигналов, ограничитель и дифференцирующую цепь, введены регулируемый частотный селектор импульсов, дополнительна  дифференцирующа  цепь и усредн ющий фильтр, причем регулируемый частотный селектор импульсов содержит включенный между его входом и выходом второй одновибратор , параллельно к резистору врем задающей цепи которого подключен регулируемый резисторный шунт, при этом дифференцирующа  цепь, регулируемый частотный селектор импульсов , дополнительна  дифференцирующа  цепь, одновибратор, усредн ющий фильтр и индикатор соединены последовательно , а вход управлени  регулируемого резисторного шунта подключен к выходу усредн ющего фильтра. При этом в качестве регулируемого резисторного шунта использован резисторный оптрон. Чтобьг исключить срабатывание второго одновибратора от запускающих импульсов, сформированных под воздействием второй гармонической составл ющей частоты выходного напр жени  датчика.сигналов, необходимо обеспечить соблюдение услови , при котором длительность выходных импульсов второго одновибратора боль-, ше половины периода частоты первой гармонической составл ющей этого напр жени , остава сь при этом меньше длительности целого периода, т.е. необходимо обеспечить соблюдение услови  -г где Т - период частоты первой гармонической составл ющей выходного напр жени  датчика сигналов; tjj - длительность выходного импульса второго одновибратора . Поскольку t Т, то к моменту поступлени  на регулируемый частотный селектор импульсов следующего запускающего импульса из их последовательности , частота которых, а значит и период следовани  соответствуют частоте и периоду Т первой гармонической составл ющей выходного напр жени  датчика сигналов, в схеме второго одновибратора уже восстановитс  исходное состо ние. при котором он может быть запущен поступающим на него импульсом. Дл  этого должно выполн тьс  сле дующее соотношение между требуемой длительностью t выходного импульса второго одновибратора и частотой f первой гармонической составл ющей выходного напр жени  датчика сигналов Ч 1,5 f Длительность 1ц выходного импуль са второго одновибратора определ етс  по формуле t tv 0,7 RC, где R - активное сопротивление вре м задающей цепи данного одновибратора; С - емкость конденсатора врем  задающей цепи. Условие, при котором обеспечиваетс  селекци  запускающих импульсов н частоте первой гармонической состав л ющей выходного напр жени  датчика сигналов R -i. cf По закону обратной пропорциональ ности к напр жению на входе управлени  (которое в предлагаемом тахометре при работе устройства пропорционально селектируемой частоте) измен етс  сопротивление использованного в устройстве резисторног оптрона. На чертеже представлена функцио нальна  схема электронного тахомет Электронный тахометр содержит п ледовательно соединенные датчик 1 сигналов, ограничитель 2, дифферен цирующую цепь 3, регулируемый част ный селектор 4 импульсов, дополнительную дифференцирующую цепь 5, одновибратор 6, усредн ющий фильтр индикатор 8. При этом регулируемый частотный селектор 4 импульсов содержит вклю ченный между его входом и выходом второй одновибратор 9 и регулируемый резисторньй щунт 10, а второй одновибратор 9 содержит транзисторы 1 1 и 12 с общим резистором 13 в цеп х их эмиттеров и включенные между вводом 14 питани  и их колле торами ррзисторы 15 и 16. На своем входе второй одновибратор 9 содержит подключенный к вводу 14 питани  делитель напр жени , состо щий из последовательно соединенных резисторов 17 и 18, к общей точке сое- . динени  которых подключена цепь базы транзистора 11. Второй одновибратор 9 содержит также конденсатор 19 и резистор 20 его врем задающей цепи 21, причем конденсатор 19включен между коллектором транзистора 11 и базой транзистора 12, а резистор 20 подключен между базой транзистора 12 и вводом 14 питани . Регулируемый резисторный шунт 10 подключен параллельно резистору 20 врем задающей цепи 21 второго одновибратора 9, а входом управлени  регулируемый резисторный щунт 10 подключен к выходу усредн ющего фильтра 7. Выходной цепью второго одновибратора 9  вл етс  цепь коллектора транзистора 12. В качестве регулируемого резисторного щунта 10 использован резисторный оптрон. В качестве датчика 1 сигналов использован преобразователь вибрационного типа частоты вращени  в напр жение пропорциональной ей частоты , закрепленный на корпусе контролируемого объекта, например турбины (не показана). Электронный тахометр работает следующим образом. На устройство подаетс  напр жение от источника питани  (не показан). Напр жение прикладьшаетс  через ввод 14 питани  и заземленные выводы резисторов 13 и 17 к элементам схемы второго одновибратора 9, на ;которых устанавливаютс  соответствующие потенциалы, а именно, через общий резистор 13 - к эмиттерам транзисторов 11 и 12, а через резисторы 15 и 16 - к их коллекторам сойтветственно и через делитель напр жени  на резисторах 17 и 18 - к базе транзистора 11, через резистор 20врем задающей цепи 21 второго одновибратора 9 и подключенный параллельно к нему регулируемый резисторный шунт 10 - к базе транзистора 12 и к одной обкладке конденсатора 19 врем задающей цепи 21, втора  об-, кладка которого находитс  под воздействием потенциала коллектора транзистора 11. $ При этом в схеме второго одновиб ратора 9 регулируемого частотного селектора 4 импульсов устанавливаетс  режим поко , при котором сохран етс  состо ние, когда транзи тор 11 заперт, транзистор 1.2 открыт а конденсатор 19 врем задагощей цепи 21 находитс  под воздействием посто ного напр жени . Такое состо ние сохран етс  до тех пор, пока не будет подан на вход регулируемого, частотного селектора 4 импульс, вьгоод щий схему второго одновибрато ра 9 из режима поко . В процессе измерени  скорости вращени  на выходе датчика 1 сигнал формируетс  полигармоническое напр  под воздействием вибрации кор пуса контролируемого объекта (напри мер корпуса турбогенератора при вра щении турбины). Частота его первой гармонической составл ющей равна ча тоте вращени  контролируемого объек та, а частоты высщих гармонических составл ющих, из которых наиболее интенсивной  вл етс  втора , кратны ей. Выходное напр жение датчика 1 сигналов подаетс  на ограничитель где ограничиваетс  по амплитуде. В свою очередь, выходное, напр жение ограничител  2 подаетс  на дифферен цирующую цепь 3. В результате, на выходе дифференцирующей цепи 3 форм руютс  короткие запускающие импульсы , причем амплитуда запускающих импульсов, сформированных под воздействием ограниченной первой гармо нической составл ющей выходного напр жени  датчика 1 сигналов, достаточна дл  запуска второго одновиб ратора 9. Эти запускающие импульсы подаютс  на вход регулируемого частотного селектора 4 импульсов и вызывают при этом срабатывани  второг одновибратора 9, вьтходные импульсы которого с частотой следовани , рав ной частоте указанной первой гармонической составл ющей выходного напр жени  датчика 1 сигналов, подаютс  с выхода регулируемого частот|ного селектора 4 импульсов на вход дополнительной дифференцирующей цепи 5, выходные импульсы которой запускает с той же частотой одновибратор 6. При этом одновибратор 6 вьфабатывает импульсы посто нной дли2 тельности и амплитуды р частотой следовани , равной указанной частоте первой гармонической составл ющей выходного напр жени  датчика 1 сигналов (т.е. равной частоте вращени  контролируемого объекта). Скважность их последовательности измен етс  обратно пропорционально упом нутой частоте. Указанна  последовательность импульсов подаетс  с выхода одновибратора 6 на вход усредн ющего фильтра 7, на выходе которого формируетс  напр жение, обратно пропорциональное их скважности, т.е. пр мо пропорциональное упом нутой частоте. Выходное напр жение усредн ющего фильтра 7 подаетс  на вход индикатора 8 и на вход управлени  регулируемого резисторного шунта 10, в качестве которого использован резисторный оптрон. В результате воздействи  указанного напр жени  на вход управлени  регулируемого резисторного щунта 10 осуществл етс  регулирование его проводимости пр мо пропорцио- , нально упом нутой частоте. По такому же закону при этом измен етс  результирующа  проводимость параллельно соединенных резистора 20 врем захающей цепи 21 и регулируемого резисторного шунта 10 во всех с.луча х , когда проводимость первого из них в указанном параллельном соединении пренебрежимо мала. Соответственно их результирующее сопротивление измен етс  по закону обратной пропорциональности к частоте первой гармонической составл ющей выходного напр жени  датчика 1 сигналов. Таким образом, длительность импульсов, которые формируютс  вторым одновибратором 9 в регулируемом частотном селекторе 4 импульсов , поддерживаетс  больщей, чем половина периода Т частоты f первой гармонической составл ющей выходного напр жени  датчика 1 сигналов, то исключает повторные запуски втоого одновибратора 9 от запускающих мпульсов на частоте наиболее интенивной из высших гармоник - второй армонической составл клцей указанноо напр жени . При этом их длительность tu остаетс  меньще длительности целого периоа Т частоты f первой гармонической

составл ющей выходного напр жени  датчика 1 сигналов, чем обеспечиваетс  восстановление исходного режима в схеме второго одновибратора 9 до прихода на регулируемьй частотный селектор .4 импульсов следующего запускающего импульса с частотой f первой гармонической составл ющей указанного напр жени .

Таким образом, при работе устройства обеспечиваетс  селекци  запускающих импульсов, которые подаютс  на вход регулируемого частотного селектора 4 импульсов с выхода дифференцирз,тощей цепи 3 на частоте f первой гармонической составл ющей выходного напр жени  датчика 1 сигналов (равной -частоте вращени  контролируемого объекта) на фоне второй гармонической составл ющей указанного напр жени ,

С выхода регулируемого частотного селектора 4 импульсов отселектированные импульсы поступают на вход дополнительной дифференцирующей цепи 5 J на входе которой формируютс  короткие запускающие импульсы дл  запуска одновибратора 6. Они поступают на его вход и запускают одновибратор 6 с частотой f указанно первой гармонической составл ющей

выходного напр жени  датчика 1 сигналов , причем срабатьтание одновибратора 6 с частотой второй гармонической составл кицей указанного напр жени  исключаетс .

Так как при этом с выхода одновибратора . 6 на вход усредн кщего фильтра 7 подаютс  импульсы, отселектированные на частоте f, то в выходном напр жении усредн ющего фильтра 7, которое подаетс  на индикатор 8, исключаютс  искажени , св занные с высоким уровнем второй гармонической составл ющей выходного напр жени  датчика 1 сигналов и следовательно, точность измерени  скорости вращени  контролируемо объекта повышаетс .

Кроме того, поскольку усредн ющим фильтром 7 сглаживаютс  пульсации напр жени , которое подаетс  затем на вход индикатора 8, точность измерений скорости вращени  повьшаетс  дополнительно.

Таким образом, введение упом нутых блоков обеспечивает при измерени х скорости вращени  контролируемого объекта данным электронным тахометром повышение точности имерений скорости вращени .

Claims (2)

1. ЭЛЕКТРОННЫЙ ТАХОМЕТР, содержащий одновибратор, индикатор и последовательно соединенные датчик сигналов, ограничитель и дифференцирующую цепь, о т л и чающий с я тем, что, с целью повы шения точности измерения скорости вращения, в него введены регулируемый частотный селектор импульсов, дополнительная дифференцирующая цепь и усредняющий фильтр, причем регулируемый частотный селектор импульсов содержит включенный между его входом и выходом одновибратор, параллельно резистору времязадающей цепи которого подключен регулируемый резисторный шунт, при этом . дифференцирующая цепь, регулируемый частотный селектор импульсов, дополнительная дифференцирующая цепь, одновибратор, усредняющий фильтр и индикатор соединены последователь- g но, а вход управления регулируемого резисторного шунта подключен к выходу усредняющего фильтра.

2. Тахометр по п. 1, отличающийся тем, что в качестве регулируемого резисторного шунта использован резисторный оптрон.

>