SU1451601A1 - Способ измерени частоты вращени и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерени  параметров движенн   и позвол ет повысить их точность. Формируют п импульсов за оборот объекта. В пределах цикла измерени , соответ- ствукщего по влению п(К+1) импульсов (К 1,2,3..о.), измер ют длительности всех п -К временных интервалов между каждой парой импульсов, отсто щих друг от друга на один оборот, а результирующее значение частоты врап- k щени  определ ют по формуле f - «.w ZN; ; где Nj - длительность i-го време нно- го интервала. 2 ил.

Description

сд

Изобретение относитс  к измерению араметров движени  и может быть исользовано дл  точного измерени  скоости вращени  градуировочных уста- 5 овок.

Цель изобретени  - повьшение точости измерени .

На фиг. приведены временные диграммы , по сн кицие предлагаемый спо-10 об измерени  дл  случа  п 4; на иг.2 - структурна  схема устройстваф

Устройство дл  измерени  скорости ращени  содержит импульсный датчик 1, счетчик 2, генератор 3 эталонной 15

астоты, выходной регистр 4, измерительные счетчики 5, схемы 2ИЛИ-НЕ 6, с-хемы 2И 7, шинные формирователи 8, п+1-разр дный регистр сдвига 9, схему И 10, D-триггер 11.20

Выходы всех разр дов счетчика 2 соединены с соответствующими входами схемы И 10, выход которой соединен со входом предварительной установки счетчика 2 и входом установки в нуль 25 D-триггера 11. D-вход триггера 11 подключен к источнику сигнала логической единицы, а выход - ко входу управлени  п+1 разр дного сдвигового регистра 9, вход синхронизации кото- 30 рого соединен с выходом импульсного датчика 1, счетным входом счетчика 2, входами синхронизации D-триггера 11 и выходного регистра 4, и первыми входами схем 2ИЛИ-НЕ. Выходы схем35

2ИЛИ-НЕ 6 подключены ко входам предт варительной установки соответствующих измерительных счетчиков 5, а вторые входы соединены с первыми входами соответствующих схем 2И 7 и под- 40 ключены к соотбетствующим выходам регистра сдвига 9 и входам управлени  соответствующих шинных формирователей 8, Вторые входы схем 2И 7 соединены между собой и подключены к выходу 45 генератора 3 эталонной частоты, а выходы соединены со счетными входами соответствующих измерительных счетчиков 5. Выходы измерительных счетчиков 5 соединены с информационными 50 входами соответствуюпщх шинных формирователей 8, выходы которых обьедине- ны поразр дно и подключены к инфор-f мационным входам вьрсодно1 о регистра 4.55

В соответствии с рассматриваемым способом скорость вращени  определ ют , формиру  п импульсов за один оборот объекта (диаграмма а , фиг.1).

Цикл измерени  соответствует по влению n(k-H) импульсов, где К параметр, определ ющий длительность гщкла (.k,. 1,2,3...). В течение цикла измер ют длительности всех n«k временных интервалов между каждой парой импуль- сов, отсто щих друг от друга на один оборот.

Скорость вращени  определ ют, усредн   результаты измерений по всем временным интервалам

пЛ f п. k/ N,-

где N; - длительность i-ro временного интервала.

На диаграммах & и фиг.2 изображены фигуры, площади которых соответствуют значению . k 3.

Таким образом, случайна  погрешность измерени  скорости, вызванна  случайной погрешностью формировани 

импульсов, уменьшаетс  в

по сравнению .с измерением без усреднени , а длительность цикла измерени  остаетс  практически неизменной. Устройство работает следугацим образом .

При вращении объекта на выходе импульсного датчика 1 по вл ютс  импульсы , период повторени  которых обратно пропорционален скорости вращени , а общее число импульсов, вырабатываемых за один оборот объекта ,равно п. Импульсы датчика 1 поступают на счетный вход счетчика 2, входы синхронизации сдвигового регистра 9, выходного регистра Л и D- триггера 11.

При по влении каждого импульса дачика 1, содержимое счетчика 2 уменьшаетс  на единицу, а информаци  в регистре сдвига 9 сдвигаетс  на один разр д. Этот процесс продолжаетс  до по влени  на всех выходах счетчика 2 уровн  логического нул . Затем, по приходу очередного импульса-от датчика 1, содержимое регистра сдвига 9 сдвигаетс  по-прежнему на один разр д в ту же сторону, а на выходах счетчика 2 по вл ютс  уровни логической единицы, в результате чего на выходе схемы И 10 также по вл етс  уровень логической единицы, который устанавливает D-триггер П в нул

а счетчик 2 - в состо ние п. Уровень логической единицы на выходе схемы И 10 при этом смен етс  уровнем логического нул , а сформированный таким образом единичный импульс на выходах установки счетчика 2 и D-триггера 11 имеет длительность значительно меньшую длительност импульса, поступающего от импульсного датчика 1. В результате на входе управлени  сдвигового регистра 9 по вл етс  уровень логического нул , который переводит сдвиговый регистр 9 в режим параллель10

ды первых схем 2ИЛИ-НЕ 6, 2И 7 и первого шинного формировател  8, а на все остальные группы входов поступает уровень логической единицы.

При этом, на входы предварительной установки всех измерительных счетчиков 5, кроме первого, поступают уровни логического нул , соответствующие режиму счетчика, на счетные входы проход т импульсы генератора 3 этапон ной частоты через соответствующие схемы 2И 7, а соответствующие шинные формирователи 8 закрыты. Первый шинной записи, синхронизируемый фронтом 15 ный формирователь 8 открыт, поэтому

импульсов на входе синхронизации. При по влении очередного импульса, на на выходе импульсного датчика I, содержимое счетчика 2 принимает значение п-1, в п разр дов сдвигового ре- 20 гистра 9 записываетс  уровень логической единицы, а в один - логического нул . Одновременно D-триггер 11 устанавливаетс  в единичное состо ние , разрешающее последующий режим сдвига регистра 9, синхронизируемый фронтом импульсов на входе синхронизации

Записанный в один из разр дов уровень логического нул  смещаетс  при этом в следующий по направлению сдвига разр да, а на его место записываетс  уровень логической единицы. Регистр сдвига 9 включен по кольцевой схеме, т.е. выход п+1 разр да соединен со входом последовательного ввода информации. По приходу п-го Импульса от импульсного датчика 1, режим сдвига оп ть смен етс  режисигнаЬы с выходов первого измерительного счетчика 5 проход т на информационные входы выходного регистра 4. Первый счетчик 5 находитс  в это врем  в режиме счета до окончани  импульса на первом входе соответствующей схемы 2ИЛИ-НЕ 6, но не считает, по.скольку на его счетный вход не проход т импульсы генератора 3 эталон- 25 ной частоты, так как на входе соответствующей схемы 2И 7 присутствует уровень логического нул . По окончанию импульса на выходе импульсного датчика 1 в выходной регистр 4 отрицательным фронтом записываетс  информаци , присутствукща  на выходе счетчика 5, а на обоих входах первой схемы 2ИЛИ-НЕ 6 устанавливаютс  уровни логического нул , в результате чего на ее выходе по вл етс  уровень логической единицы, осуществл ющий предварительную установку первого счетчика 5 в нуль. По приходу следующего импульса с. выхода датчика I ,

30

35

мом.записи в регистр сдвига 9, синхро-40 происходит сдвиг информации в регистнизируемый п+1 импульсом, и затем наступает очередной режим сдвига. Таким образом на nfl выходах регистра сдвига 9 формируетс  п+1 последовательность импульсов, длительности 45 которых соответствуют временным ин- тервалам между по влением равноотсто щих на оборот импульсов на выходе импульсного датчика 1, сдвинутых отноре сдвига 9, в результате чего измерительный счетчик 5 переходит в режим счета, а на входы выходного регистра 4 поступает информаци  с другого счетчика и т.д.

Таким образом, каждый из счетчиков подсчитвает количество имп льсов генератора 3 эталонной частоты за

сительно друг друга на временной 50 интервалы времени между по влением интервал между по влением двух сосед- двух равносто щих на оборот импульсов Импульсы с

них импульсов. Импульсы с выходов регистра сдвига 9 поступают на вторые входы схем 2ИЛИ-НЕ б, первые входы схем 2И 7 и управл ющие входы шинных формирователей 8, При этом, -уровень логического нул  может поступать только на одну из указанных групп входов. Пусть, например, он поступает на вхона выходе импульсного датчика 1, а запуск каждого из счетчиков сдвинут во времени относительно предыдущего 55 запуска другого счетчика на интервал времени между по влением двух соседних импульсов на выходе импульсного датчика 1. Так как число счетчиков 5 выбрано равным п+1, то одновременно

ды первых схем 2ИЛИ-НЕ 6, 2И 7 и первого шинного формировател  8, а на все остальные группы входов поступает уровень логической единицы.

При этом, на входы предварительной установки всех измерительных счетчиков 5, кроме первого, поступают уровни логического нул , соответствующие режиму счетчика, на счетные входы проход т импульсы генератора 3 этапон- ной частоты через соответствующие схемы 2И 7, а соответствующие шинные формирователи 8 закрыты. Первый шинный формирователь 8 открыт, поэтому

15 ный формирователь 8 открыт, поэтому

20

сигнаЬы с выходов первого измерительного счетчика 5 проход т на информационные входы выходного регистра 4. Первый счетчик 5 находитс  в это врем  в режиме счета до окончани  импульса на первом входе соответствующей схемы 2ИЛИ-НЕ 6, но не считает, по.скольку на его счетный вход не проход т импульсы генератора 3 эталон- 25 ной частоты, так как на входе соответствующей схемы 2И 7 присутствует уровень логического нул . По окончанию импульса на выходе импульсного датчика 1 в выходной регистр 4 отрицательным фронтом записываетс  информаци , присутствукща  на выходе счетчика 5, а на обоих входах первой схемы 2ИЛИ-НЕ 6 устанавливаютс  уровни логического нул , в результате чего на ее выходе по вл етс  уровень логической единицы, осуществл ющий предварительную установку первого счетчика 5 в нуль. По приходу следующего импульса с. выхода датчика I ,

0

5

ре сдвига 9, в результате чего измерительный счетчик 5 переходит в режим счета, а на входы выходного регистра 4 поступает информаци  с другого счетчика и т.д.

Таким образом, каждый из счетчиков подсчитвает количество имп льсов генератора 3 эталонной частоты за

50 интервалы времени между по влением двух равносто щих на оборот импульсов

на выходе импульсного датчика 1, а запуск каждого из счетчиков сдвинут во времени относительно предыдущего 55 запуска другого счетчика на интервал времени между по влением двух соседних импульсов на выходе импульсного датчика 1. Так как число счетчиков 5 выбрано равным п+1, то одновременно

в режиме счета всегда наход тс  п.. счетчиков, а один - в режиме вывода информации в выходной регистр 4, что позвол ет измерить все реализации , определ емые числом импульсов генератора 3 эталонной частоты за временные интервалы между по влением каждых двух равносто щих на оборот импульсов на выходе импульсного датчика 1 и последовательно записывать измеренные реализации в выходной регистр 4. Из выходного регистра информаци  последовательно считыва2 . Устройство дл  измерени  частоты вращени , содержащее импульсный датчик, имеющий п моток на роторе , счетчик, счетный вход которого

подключен к выходу импульсного датчика , а также генератор эталонной частоты и выходной регистр, отличающеес  тем, что, с целью

10 повьшени  точности измерени , в него введены п+1 измери- ельных счетчиков, п+1 схем 2ИЛИ-НЕ, П+1 схем 2И, п+1 шинных формирователей и (п+1)-разр д- ный регистр сдвига, а также схема

информаци  ПОСЛедова 1-eoiOMVJ u-uniuiDcj.nt.iri j./..4,.i. -Г-,.

етс  через устройство ввода - вывода 15 И и D-триггер, причем выходы счетчи- в ЭВМ или специализированный процес-ка подключены к входам схемы И, выход соединен с входом предварительной .установки счетчика и входом устаcop (не пока аны) дл  последукщего усреднени . Сигналом готовности йн формации дл  вывода служит наличие уровн  логического нул  на выходе СИНХР. устройства.

новки в О D-триггера, D-вход кото20 рого соединен с источником сигнала логической единицы,, а выход подключен к в ходу управлени  (п+1)-разр дного Формула .изобретени  регистра сдвиг, вход синхронизации

1, Способ измерени  частоты враще- которого соединен с выходом импу ьс- ни , заключающийс  в том, что измер - 25 ного датчика, входами синхронизации ют врем  поворота объекта на задан- D-триггера и выходного регистра и

ный угол, который определ ют, форми-первыми входами схем 2ИЛИ-НЕ, выходы

рун п импульсов за оборот объекта,которых подключены к входам предваотличающийс  Тем, что,рительной установки соответствующих

с целью повышени  точности измерени  зо измерительных счетчиков, а вторые в пределах цикла измерени , соответст- входы соединены с первыми входами вующего по влению n(k+l) импульсов,соответствующих схем 2 И и подключены к соответствующим выходам (п+1)- разр дного регистра сдвига и входам 35 управлени  соответствующих шинных формирователей, вторые входы схем 2И соединены между собой и подключены к выходу генератора эталонной часизмер ют длительности в.сех вре- менных. интервалов между каждой парой импульсов, отсто щих друг от друга на один оборот, а результирук цее значение скорости f определ ют по фор- муле

--1Н .1/

n-k k

.ZN

тоты, выходы соединены со счетными 40 входами соответствующих измерительных счетчиков, выходы которых соединены поразр дно с информационными входами соответствуюпдах щинных формироватего интервалаiлей, а выходы всех шинных формироваk - 1,2,3... - параметр, опреде- g телей объединены поразр дно и подклю- л ющий длительность цикла чены к информационным входам выходно- измерени .,го регистра.

где N. - длительность i-ro временного интервала;

1451601

2. Устройство дл  измерени  частоты вращени , содержащее импульсный датчик, имеющий п моток на роторе , счетчик, счетный вход которого

подключен к выходу импульсного датчика , а также генератор эталонной частоты и выходной регистр, отличающеес  тем, что, с целью

10 повьшени  точности измерени , в него введены п+1 измери- ельных счетчиков, п+1 схем 2ИЛИ-НЕ, П+1 схем 2И, п+1 шинных формирователей и (п+1)-разр д- ный регистр сдвига, а также схема

nt.iri j./..4,.i. -Г-,.

15 И и D-триггер, причем выходы счетчи- ка подключены к входам схемы И, выход соединен с входом предварительной .установки счетчика и входом установки в О D-триггера, D-вход кото

Claims (2)

1. Формула .изобретения

   1, Способ измерения частоты вращения, заключающийся в том, что измеря- 25 ют время поворота объекта на задан-? ный угол, который определяют, формируя η импульсов за оборот объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измеренияj 39 в пределах цикла измерения, соответствующего появлению η(к+1) импульсов, измеряют длительности в.сех п»к временных интервалов между каждой парой Импульсов, отстоящих друг от друга на один оборот, а результирующее значение скорости f определяют по формуле . _ n<k ¹ - ТчТ” ’ 40 ·ΣΖ^Νί где КЦ - длительность ΐ-го временного интервала;

   к - 1,2,3... - параметр, опреде- ₄₅ ляющий длительность цикла измерения.
2. 2. Устройство для измерения частоты вращения, содержащее импульсный датчик, имеющий η моток на роторе, счетчик, счетный вход которого подключен к выходу импульсного датчика, а также генератор эталонной частоты и выходной регистр, отличающееся тем, что, с целью . повышения точности измерения, в него введены п+1 измерительных счетчиков, п+1 схем 2ИЛИ-НЕ,п+1 схем 2И, п+1 шинных формирователей и (п+1 ^разрядный регистр сдвига, а также схема И и D-триггер, причем выходы счетчика подключены к входам схемы И, выход соединен с входом предварительной установки счетчика и входом установки в 0 D-триггера, D-вход которого соединен с источником сигнала логической единицы,- а выход подключен к входу управления (п+1)-разрядного регистра сдвигэ, вход синхронизации которого соединен с выходом импульсного датчика, входами синхронизации D-триггера и выходного регистра и первыми входами схем 2ИЛИ-НЕ, выходы которых подключены к входам предварительной установки соответствующих измерительных счетчиков, а вторые входы соединены с первыми входами соответствующих схем 2 И и подключены к соответствующим выходам (п+1)разрядного регистра сдвига и входам управления соответствующих шинных 'формирователей, вторые входы схем 2И соединены между собой и подключены к выходу генератора эталонной частоты, выходы соединены со счетными входами соответствующих измерительных счетчиков, выходы которых соединены поразрядно с информационными входами соответствующих шинных формирователей, а выходы всех шинных формирователей объединены поразрядно и подключены к информационным входам выходного регистра.

   Фиг 1