SU1310731A1

SU1310731A1 - Устройство дл измерени ускорени вращени

Info

Publication number: SU1310731A1
Application number: SU854000566A
Authority: SU
Inventors: Николай Владимирович Кирианаки; Владислав Петрович Дейнега; Роман Михайлович Гайдучок; Виктор Иванович Руденко
Original assignee: Львовский политехнический институт им.Ленинского комсомола
Priority date: 1985-12-30
Filing date: 1985-12-30
Publication date: 1987-05-15

Abstract

Изобретение относитс к цифровой технике измерени параметров движени . Устройство содержит частот- ньш датчик 1 частоты вращени , входной формирователь 2 меандровых импульсов , генератор 3 образцовой частоты , блок 4 управлени , реверсивные счетчики 5 и 6, масштабный делитель 7, формирователь 8 заданного отрезка времени, регистр 9 пам ти, формирователь 10 импульсов сброса, блок 11 цифрового отсчетного устройства в составе блока 12 индикаторов, регистра 13 пам ти и счетчика 14 результата измерени . Введение новых элементов и образование новых св зей мелоду элементами устройства позвол ет производить измерение малых знакопеременных ускорений и представление результатов измерени непосредственно в единицах ускорени . 7 ил. i (/)

Description

1 .13

Изобретение относитс к цифровой ехнике измерени параметров движеи (например, ускорени объектов, скорость вращени которых представ етс частотой гармонического сигнала ) и может быть использовано при разработке цифровых измерителей маых знакопеременных ускорений вращени с представлением результатов измерений непосредственно в единицах скорени .

Цель изобретени - измерение .маых знакопеременных ускорений и представление результатов измерени непосредственно в единицах ускорени . На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства на фиг, 2 - пример выполнени блока управлени -, на фиг. 3 - пример вьшолнени формировател заданного отрезка врем€;ни; на фиг. 4 - упрощенный временной график, по сн ющий измерение ускорени - , на фиг, 5 - временна диаграмма работы устройства в режиме измерени ускорени при 0; на фиг. 6 - то же, при Е О, на фиг. 7 - то же, при О.

Устройство содержит частотный датчик 1 частоты вращени входной формирователь 2 меандровых импульсов , генератор 3 образцовой частоты, блок 4 управлени , первый 5 и второй 6 реверсивные счетчики, масштабирующий делитель 7, формирователь 8 заданного отрезка времени, регистр 9 пам ти, форъдарователь 10 импульса сброса, блок 11 цифрового отсчетно- го устройства в составе блока 12 индикаторов , регистра 13 пам ти и счетчика 14 результата измерени , 15-44 входы и выходы блоков. Блок 4 управлени содержит элементы И-НЕ 45-53, одновибраторы 54-56, D-триггеры 57-63, элемент ИЛИ 64.

Формирователь 8 заданного отрезка времени содержит элементы И-НЕ 65 и 66 и D-триггер 67.

На фиг. 4 изображены: 1. Режим суммировани импульсов измен емой частоты f на первом временном интервале t и режим вычитани из суммы импульсов этой частоты, на втором временном интервале t. Указаны режимы вычитани , когда

t. t

2

и t , t

22 . Режимы суммировани и вычитани на временных интервалах t и t импульсов генератора образцовой частоты f J,. Указан остаток вычитани

07312

суммы dN(j при Е 7 О и остаток второго суммировани дМр при .

3.Режим умножени при 0.

4.Режим умножени при Е 0.

5 5. Количество масштабированных им- пуль сов Nj, равное измеренному ускорению , поступившее в отсчетное устройство за врем t , умножени .

6. Количество масштабированных o импульсов NC , равное измеренному ускорению , поступившее в отсчетное устройство за врем t, умножени . На фиг. 5 изображены:

1.Последовательность импульсов 5 измер емой частоты fj, на выходе формировател 2.

2.Импульс сброса на выходе формировател 10,

3.Последовательность сигналов 20 на выходе 40 формировател 8.

4.Последовательность импульсов измер емой частоты на вых-оде 24 блока 4 управлени .

5.Последовательность сигналов - на пр мом выходе триггера 60.

6.Последовательность импульсов генератора образцовой частоты на выходе 22 блока - управлени ,

7.Последовательность сигналов

30

на пр мом выходе триггера 62.

8.Последовательность импульсов на выходе 25 блока 4 управлени .

9.Последовательность импульсов измер емой частоты на выходе 23 бло35 ка 4 управлени .

10.Последовательность сигналов на пр мом выходе триггера 58.

11.Последовательность импульсов генератора образцовой частоты на вы40 ходе 21. блока 4 управлени .

12.Последовательность импульсов на выходах 29 и 33 соответственно счетчиков 5 и 6.

13.Последовательность сигналов 45 на пр мом выходе триггера 63.

14.Последовательность импульсов на выходе 26 блока 4 управлени .

На фиг. 6 изображены: 1-10. Последовательность импуль- 50 сов на выходах, аналогичных фиг.5. Н 9-й позиции дополнительно указана последовательность импульсов генератор образцовой частоты на выходе элемента 52 в режиме умножени . 55 11. Остаток & Np вычитани суммь импульсов No2 счетчика 5.

12. Последовательность сигналов на пр мом выходе триггера 59.

13 . Последовательность импульсов на выходе 33 счетчика 6.

14.Последовательность импульсов генератора образцовой частоты на выходе 28 блока 4 управлени .

15.Последовательность сигналов на пр мом выходе триггера 57 (триггере знака).

16. Последовател1 ность импульсов на выходе 29 счетчика 5.

17. Последовательность сигналов на пр мом выходе триггера 61 .

18. Последовательность сигналов на пр мом выходе триггера 63.

19. Последовательность импульсов на выходе 26 блока 4 управлени .

На фиг. 7 обозначены на всех позици х последовательность импульсов на выходах, аналогичных фиг. 6. На позиции 6 дополнительно указан остаток /iN второг о суммировани счетчика 5 в момент обнулени счетчика 6.

Устройство работает следующим образом .

В зависимости от режима вращени контролируемого объекта возможны три режима измерени устройством, когда ускорени вращени соответственно равны О, Е 7 О или . О, В пер60 (позици 5 на фиг. 5) в единичное состо ние, открывает элемент 47 и разрешает прохождение импульсов генератора 3 образцовой частоты че5 рез вход 19 блока 4 управлени и открытые элементы И-НЕ 47 и 50 (позици 6 на фиг. 5) на суммирующий вход счетчика 5. С этого момента времени начинаетс отсчет заданного времени

0 tj. Когда в счетчик 5 поступит N им- пульсов, определ ющих длительность tj, на выходе 40 формировател 8 образуетс единичный сигнал (позици 3 на.,фиг. 5), который подаетс на

5 D-вход триггера 62. Этот триггер установитс в единичное состо ние только при поступлении очередного фронта импульса с выхода элемента И-НЕ 53. Таким образом, на суммирующий вход

20 счетчика 6 поступит целое число периодов Tjf измер емой частоты.

С установкой в единичное состо ние триггера 62 одновибратором 55 (позици 8 на фиг. 5) вырабатываетс

сигнал, который поступает на вход 35 регистра 9 пам ти и записывает в него содержимое NX-,суммы счетчика 6. Закрываетс элемент И-НЕ 53, устанавливаетс в единичное состо ние тригвом релотме измерени ускорение враще- 0 гер 61, закрыва элемент И-НЕ 50. ни отсутствует (t 2 о втором . Импульсы измер емой частоты через режиме измерени измер емое ускоре- вход 18 блока 4 управлени , открытые ние имеет положительный знак (t, t элементы И-НЕ 49 и 52 (позици 9 на а в третьем - отрицательный знак фиг. 5) начнут поступать на вычитаю35 пщй вход счетчика 6. Первым фронтом импульса с выхода элемента И-НЕ 52 опрокинетс триггер 58 и импульсы генератора 3 образцовой частоты через вход 19 блока 4, элементы И-НЕ 47 и 0 51 (позици 11 на фиг. 5) начнут пос (t t2) .

В начале работы сигнал Пуск поступает на вход 30 формировател 10 импульса сброса. На выходе 43 формировател 10 формируетс импульс сброса, который поступает на вход 20 блока 4 управлени (фиг, 2) и вход формировател 8 (фиг. 3) и устанавливает все триггеры в исходное положение, обнул ет реверсивные счетчики 5 и 6, масштабирующий делитель 7 и счетчик 14 результата измерени . С установкой триггеров блока 4 управлени в исходное положение разрешающий потенциал с инверсного выхода триггера 62 поступает на первый вход элемента И-НЕ 53. Через открытый элемент И-НЕ 53 импульсы измер емой частоты fx, сформированные формирователем 2, начнут поступать на суммирующий вход второго счетчика 6. Передний фронт первого импульса измер емой частоты с выхода элемента И-НЕ 53, устанавлива триггер

45

тупать на вход вычитани счетчика 5. I

Режим вычитани продолжаетс до обнулени счетчиков 5 и 6 (позици 12 на фиг. 5). Если ускорение вращени отсутствует, то врем t первого смежного интервала равно времени t2 второго смежного интервала и на выходах 29 и 33 обратного переноса

Q счетчиков 5 и 6 одновременно формируютс импульсы обнулени счетчиков. Эти импульсы через входы 16 и 15 блока 4 управлени установ т в единичное состо ние соответственно триггеры

55 63 и 59 (позици 13 на фиг. 5). При этом закрываютс элементы И-НЕ 51 и 52, а одновибратором 56 (позици 14 на фиг. 5) формируетс импульс записи содержимого счетчика 14 результата

60 (позици 5 на фиг. 5) в единичное состо ние, открывает элемент 47 и разрешает прохождение импульсов генератора 3 образцовой частоты через вход 19 блока 4 управлени и открытые элементы И-НЕ 47 и 50 (позици 6 на фиг. 5) на суммирующий вход счетчика 5. С этого момента времени начинаетс отсчет заданного времени

tj. Когда в счетчик 5 поступит N им- . пульсов, определ ющих длительность tj, на выходе 40 формировател 8 образуетс единичный сигнал (позици 3 на.,фиг. 5), который подаетс на

D-вход триггера 62. Этот триггер установитс в единичное состо ние только при поступлении очередного фронта импульса с выхода элемента И-НЕ 53. Таким образом, на суммирующий вход

счетчика 6 поступит целое число периодов Tjf измер емой частоты.

сигнал, который поступает на вход 35 регистра 9 пам ти и записывает в него содержимое NX-,суммы счетчика 6. Закрываетс элемент И-НЕ 53, устанавливаетс в единичное состо ние триг5

тупать на вход вычитани счетчика 5. I

5 63 и 59 (позици 13 на фиг. 5). При этом закрываютс элементы И-НЕ 51 и 52, а одновибратором 56 (позици 14 на фиг. 5) формируетс импульс записи содержимого счетчика 14 результата

5 13

измерени в регистр 13 пам ти. По входу 42 этот импульс поступает в фомирователь 10, где (от заднего фронта импульса записи) формируетс импульс сброса. С выхода 43 импульс сброса поступает на установочные входы счетчиков и триггеров устройства , устанавлирает их в нулевое состо ние и подготавливает устройство к очередному циклу измерени .

Дл второго и третьего режимов измерени устройством формирование первого и второго временных интервалов аналогичны формированию этих-- временных интерв.алов в первом режиме измерени ( 0).

Во втором режиме измерени (8 0 первым обнул етс счетчик 6. На его выходе 33 по вл етс (позици 12 на фиг. 6) импульс, который поступает на вход 34 регистра 9 пам ти и переписывает его содержимое счетчик 6. Через вход 15 блока 4 и открытый триггером 61 элемент И-НЕ 45 устанавливает в единичное состо ние триггер 57 (позици 15 на фиг. 6). Одновременно этим же импульсом устанавливаетс в единичное состо ние и триггер 59 (позици 13 на фиг. 6) который, закрыва элементы И-НЕ 47 и 49, прекращает поступление импульсов измер емой частоты и образцовой частоты на вычитающие входы соответственно счетчиков 5 и 6. В счетчике. 5 останетс лЫд (позици 11 на фиг.6) импульсов. Одновибратор 54 не сформирует импульс от переднего фронта этого импульса обнулени счетчика 6, так как закрыт триггером 59.

Единичное состо ние триггера 57 указывает на то, что измер емое ус- корение имеет положительный знак. . Сигнал с- пр мого выхода этого триггера поступит через выход 27 блока 4 на вход 68 регистра 13 пам ти.

Через открытые элементы И-НЕ 48 и 52 импульсы генератора 3 образцовой частоты начнут поступать на вычитающий вход счетчика 6. Одновременно эти импульсы через выход 28 блока 4 постзгп т на вход масштабирующего делител 7 (позици 14 на фиг. 6) и поделенные им в К,,, раз (частота f на выходе делител ) поступ т на вход 41 счетчика 14 резуль- тата измерени . Счетчик 6 обнулитс импульсами генератора 3 и импульс обнулени с выхода 33 (позици 12 на фиг. 6 , второй слева импульс) оп ть

15

0

25

5 О

30

перепишет содержимое N регистра 9 пам ти в счетчик 6. Одновременно он поступит через вход 15 блока 4 на вход одновибратора 54 и сформирован- ньй им имп5 льс (Одновибратор открыт триггером 59) через открытый элемент И-НЕ 51 вычтет из содержимого ЛNp счетчика 5 один импульс. Следующий сигнал обнулени счетчика 6 вычитает из содержимого aNo - 1 еще один импульс . В счетчик 6 оп ть переписываетс содержимое NXI регистра 9 пам -- ти. Содержимое N,j,, счетчика 6 вьгчита- етс импульсами генератора 3 и импульс обнулени вычитает из содержимого U.NO - 2 еще один импульс. Такое дЫо кратное суммирование числа NJf, замен ет режим умножени числа dN на число NJ и продолжаетс до обнулени счетчика 5, на выходе 29 (позици 16 на фиг. 6) которого по вл етс импульс обнулени , перевод щий триггер 63 (позици 18 на фиг.6) через открытый триггером 59 элемент И-НЕ 46 в единичное состо ние. Закрываетс элемент И-НЕ 48 (позици 14 на фиг. 6) и заканчиваетс врем tj умножени , в течение которого на вход 41 счетчика 14 поступило N импульсов масштабированной частоты делителем 7 и пропорциональных измеренному ускорению:

NP t,

м

f о

з-к„ к

Одновибратором 56 формируетс импульс (позици 56 на фиг. 6), который записывает в регистр 13 пам ти содержимое NC счетчика 14 результата измерени и состо ни триггера 57 фиксирующего знак измеренного ускорени . Блок 12 индикаторов индуцирует результат измерени и знак измерен-: ного ускорени . Формирователем 1U формируетс импульс сброса (позици 2 на фиг. 6).

В третьем режиме измерени ускорени ( -i 0) первьм обнул етс счетчик 5. Импульс его обнулени с выхода 29 поступит на вход 16 и через элемент . ИЛИ 64 переключит триггер 61 в , Д1улевое состо ние. Закроютс элементы И-НЕ 45 и 51 (позици 11 на фиг. 7) и откроетс элемент И-НЕ 50 (позици 6 на фиг. 7). На суммирующий вход счетчика 5 начнут поступать импульсы генератора 3. Суммирование счетчика будет продолжатьс до по влени на

выходе 3.3 импульса обнулени счетчика 6, который переключит триггер 59 (позици 13 на фиг. 7) в едийичное состо ние и закроет элемент И-НЕ 47, прекраща поступление импульсов ге- нератора 3 на суммирующий вход счетчика 5. В счетчике 5 будет записано jlNo (позици 6 на фиг. 7) импульсов. Умножение 4 N ., , масштабирование делителем 7, запись полученного ре- зультата Ng и знака в регистр 13 пам ти и формирование импульса сброса аналогичны вьшеописанному.

Claims

Формула изобретени

Устройство дл измерени ускорени вращени , содержащее датчик гармонического сигнала входной частоты, пропорциональной скорости вращени , генератор образцовой частоты, пер- вый и второй реверсивные счетчики, формирователь импульса сброса, выход которого соединен с входами установки нулевого состо ни реверсивных счетчиков и блок управлени , о т л и чающеес тем, что, с целью измерени малых знакопеременных ускорений и представлени их результатов измерени в единицах ускорени , оно снабжено входным формирователем меандровьгх импульсов входной частоты формирователем заданного отрезка времени , регистром пам ти, масщтабирую- щим делителем и цифровым отсчетньм блоком, причем вход формировател ме андровых импульсов входной частоты подключен к выходу частотного датчика скорости вращени , а выход - к четвертому входу блока управлени , выход генератора образцовой частоты

подключен к п тому входу блока управлени , выход формировател импульсов сброса подключен к шестому входу блока управлени и входам сброса масштабирующего делител , реверсивных счетчиков и формировател заданного отрезка времени, выход которого соединен с третьим входом блока управлени второй и первый входы которого соединены соответственно с выходами обратного переноса первого и второго реверсивных счетчиков, причем выход об- ратного Переноса второго реверсивного счетчика соединен с управл ющим входом регистра пам ти, информационные входы которого соединены с разр дными рыходами второго реверсивного счетчика , а выходы - с информационными разр дными входами этого счетчика, пер- вьш и второй, третий и четвертый выходы блока управлени соединены соответственно с входами вычитани и суммировани первого и второго реверсивных счетчиков, выходы первого реверсивного счетчика соединены с формирователем заданного отрезка времени, п тый выход блока управлени соединен с вторым входом регистра пам ти, шестой и седьмой выходы блока управлени соеди {ены с регистром пам ти цифрового отсчетного блока, причем шестой выход также подключен к входу формировател импульса сброса, второй вход масштабирующего делител соединен с восьмым выходом блока управлени , а выход соединен со счетчиком результата измерени , последовательно подключенным к регистру пам ти и блоку индикаторов цифрового отсчетного блока.

(риг.г

I

4(7

,,iuHJa 1ci 0

Hri HeiTetxi

ff/)odo/r ffe ife фи&. 6