SU673921A1 - Цифровой измеритель низких скоростей - Google Patents

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ НИЗКИХ СКОРОСТЕЙ

I

Изобретение относитс  к технике контрол  и регулировани  и может быть использовано дл  измерени  низких скоростей вращени  различного рода валов и механизмов.

Известны цифровые датчики скорости вращени , содержащие импульсные или частотные датчики и измерители частоты или периода 1.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  цифровой измеритель скорости 2, содержащий частотный датчик, блок задани  временного интервала , вентиль, генератор эталонной частоты и счетчик.

К недостаткам известного устройства следует отнести малую точность измерени  при низких скорост х вращени  из-за увеличени  времени измерени , что увеличивает динамические ощибки.

Целью изобретени   вл етс  повыщение точности измерени  при низких скорост х вращени .

Это достигаетс  тем, что в предлагаемом измерителе в качестве датчика скорости использован т-фазовый фазовращатель, подключенный через формирователь к делителю частоты, выход которого соединен с вентилем, и введен блок вычитани  длительности полупериода возбуждающего напр жени  фазовращател , выполненный в виде триггера с раздельными входами, элемента

И и накопительного счетчика, при этом входы триггера соединены с выходом делител  частоты и наполнительного счетчика, первый вход элемента И подключен к выходу генератора эталонной частоты, его выход - к входу накопительного счетчика, а выход

триггера подключен ко второму входу элемента И и к вентилю.

Сущность изобретени  и принцип его действи  по сн ютс  блок-схемой на фиг. 1 и временными диаграммами на фиг. 2.

Устройство содержит фазовращатель 1 ш-фазного питани  (например сельсин, индукционный редуктосин, СКВТ, индуктосин и др.), соединенный с контролируемым объектом , скорость вращени  которого измер етс , и электрически - с входом формировател  2, который через счетчик 3 подсоединен к элементу И 4 и триггеру 5 с раздельными входами. Выход триггера 5 через элемент И 6 соединен со счетчиком 7. Генератор 8 эталонной частоты подключен к элементам И 6 и И 4, выход последнего соединен со счетным входом 9 цифрового частотомера 10, работающего в режиме счета импульсов. Выход элемента И 11 подключен к входу 12 внешнего запуска цифрового частотомера 10. С выхода фазовращател  1 т-фазного питани , ротор которого вращаетс  против направлени  вращени  магнитного пол  статора, снимаетс  сигнал частоты:

f-fo+e

;i;

где fo - частота переменных напр жений, питающих m-фазовую обмотку статора фазовращател ;

Р - число пар полюсов фазовращател ;

п - скорость вращени  ротора, об/мин.

Рещение уравнени  (I) относительно измер емой скорости вращени  с учетом того , что f т|г, fo -, где 7 и Го - периоды напр жени , записываетс  в следующем виде:

п 60 /(f 60 .T 60io /т .7Vf

р v о; Р т-то р

Разность периодов То - Т определим путем подсчета количества импульсов УИ от эталонного генератора 8 за период времени Д Г Го - Г, в этом случае

М Д Г-Гк,

где f к - частота импульсов напр жени  генератора эталонной частоты.

Из (2) и (3) следует:

п -|OJ5 м-Ч

(4)

В случае пропорционального преобразовани  параметров f и Д Г с коэффициентами пропорциональности k и , где k, -6 - действительные числа, выражение дл  скорости вращени  принимает вид:

п .(KM).f,

(5)

где -pf - значение посто нного коэффициента преобразовани .

Следовательно, дл  получени  результата измерени , пропорционального скорости вращени , необходимо определить произведение (КМ), а дл  обеспечени  численного равенства результата измерени  скорости вращени  необходимо выполнить условие 10 где а - целое действительное число.

Устройство работает следующим образом.

Напр жение с выхода фазовращател  1, преобразованное в пр моугольные импульсы формирователем 2 (см. фиг. 2,а) подаетс  на вход счетчика 3 емкостью NI . Емкость счетчика 3 выбираетс  исход  из требуемой точности измерени  и значени  измер емой скорости вращени . Нулевым потенциалом с выхода счетчика 3 (см. 2,6) на выходе триггера 5 с раздельными входами устанавливаетс  положительный потенциал (см. фиг. 2,в). При этом подготавливаетс  элемент И 4, открываетс  элемент И 6 и на счетчик 7 поступают импульсы напр жени  генератора 8 эталонной частоты (см. фиг. 2,г).

Длительность положительного пр моугольного импульса, формируемого на выходе триггера 5, устанавливаетс  равной полупериоду напр жени  с выхода счетчика 3 при скорости вращени  ротора фазовращател , равной нулю, т. е. . Дл  этого емкость Na счетчика 7 должна удовлетвор ть условию Nafc Тд, где Т - период следовани  импульсов генератора 8 эталонной частоты.

Во второй половине периода напр жени  0 с выхода счетчика 3 положительным потенциалом открываетс  элемент И 4 и импульсы напр жени  эталонного генератора 8 поступают на счетный вход 9 цифрового частотомера 10 (см. фиг. 2,д).

Счетчик 7, отсчитар иcлoв и.мпульсов Nj, генератора 8, устанавливает на выходе триггера 5 нулевой потенциал, при этом элементы И 4 и И 6 закрываютс . Так как элемент И 4 на врем  Г (Гр - Т) от крыт, то на счетный вход 9 цифрового частотомера 10 за один период напр жени  с выхода счетчика 3 поступает ГГ импульсов напр жени  генератора 8 эталонной частоты .

С приходом нулевого потенциала с выхода счетчика 3 вновь устанавливаетс  положительный потенциал на выходе триггера 5 с раздельными входами и т. д. Следовательно , сери  импульсов напр жени  на выходе элемента И 4 по вл етс  в каждом периоде напр жени  на выходе счетчика 3.

Очевидно, что за интервал времени счета t(,4. цифрового частотомера 10 на его счетный вход 9 поступает импульсов напр жени  генератора 8 эталонной частоты, и его показани  будут пропорциональны измер емой скорости вращени , в соответствии с выражением (5), в ко0 TOpOM/(,.

При одном импульсе напр жени  с выхода счетчика 3 за интервал времени счета цифровой частотомер 10 работает в режиме внещнего запуска и в момент по влени  имS пульсов напр жени  на выходе элемента И 4 запускаетс  импульсом напр жени  с выхода элемента И 11 (см. фиг. 2,е) через вход 12 внешнего запуска.

Claims (2)

1.Богород Г. 3., Киблицкий В. А. Цифровые регул торы и -измерители скорости.

М.-Л., 1966, с. 61-84.

2.Авторское свидетельство СССР № 386339, кл. G 01 Р 3/54, 1971.