SU817593A1

SU817593A1 - Цифровой измеритель угловойСКОРОСТи и уСКОРЕНи

Info

Publication number: SU817593A1
Application number: SU782583132A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Мастюкин
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Поли-Технический Институт Им. M.И.Калинина
Priority date: 1978-02-27
Filing date: 1978-02-27
Publication date: 1981-03-30

Description

(54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ

Образцовой частоты не заполн етс и устройство.не регистрирует в это врем информацию об измер емой скорости .

Цель изобретени - повышение точности и быстродействи , расширение функциональных возможностей.

поставленна цель достигаетс тем, что в цифровой измеритель угловой скорости и ускорени , содержащий импульсный датчик скорости, генератор эталонной частоты, соединенный через ключ со входом счетчика числа периода, второй ключ, набор схем И,одни входы которых соединены с выходами соответствующих разр дов счетчика числа периода, а выходы .со входами схемы ИЛИ, счетчик числа импульсов датчика скорости и блок измерени приращени угловой скорости , введены три регистра пам ти, делитель частоты и элемент стабилизации интервала времени измерени , оди вход которого подключен к выходу соответствующего разр да счетчика числа периода, другой вход, соединенный со входом счетчика числа импульсов датчика скорости и входом второг ключа, подключен к выходу датчика ск рости, а выход соединен с третьим вх дом первого ключа, со входами первого и второго регистров пам ти и со входом блока измерени приращени угловой скорости,, другой вход которого соединен с выходом первого ключа , при этом другой вход первого регистра пг1м ти, соединенный со входом третьего регистра пам ти, подключен к выходу счётчика числа периода, а выход - к другим входам набора схем И, выход третьего регистра подключен к третьему входу блока измерени приращени угловой скорости, а другой вход третьего регистра пгм ти , соединенный со входом второго кл ча и с четвертым входом блока измерени приргицени угловой скорости, подключен к выходу второго.регистра пам ти, другой вход которого соедине с выходом счетчика числа импульсов датчика скорости, а третий вход через 7(елитель частоты и второй ключ с выходом схемы ИЛИ.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого измерител угловой скорости и ускорени .

4 Измеритель содержит импульсный датчмк 1 скорости,генератор 2 эталонной частоты, ключ 3, элемент 4 стабилизации интервгша времени измерени , счетчик 5 числа периода, счетчик 6 числа импульсов датчика скорости, набор 7 схем И, схему 8 ИЛИ, регистры 9-11 пам ти, делитель 12 частоты, .блок 13 измерени приращени угловой скорости ( ключ 14, с втчик 15, регистр 16 пам ти и второй ключ .17. , Измеритель работает следующим образом.

в исходном состо нии ключ 3 закрыт , триггер 4 (элемент 4) находитс в состо нии 1., Ближайший импульс с выхода датчика 1 своим задним фронтом производит сброс в нулевое состо ние счетчиков 5- и 6 (устройство сброса не показано) и открывает ключ 3. Начинаетс заполнение счетчика 5 импульсами эталонной частоты fo с генератора 2 и счетчика б импульсами с выхода датчика I. По истечении заданного времени Т на выходе соответствующего разр да счетчика 5 по вл етс импульс, который устанавливает .тригер 4 в состо ние О. Далее заполнение счетчика 5 импульсами эталонной частоты происходит в течение времени it до прихода ближайшего импульса с выхода датчика 1. Этот импульс своим передним фронтом опрокидывает триггер 4 в состо ние 1. В момент перехода триггера 4 из состо ни О в состо ние его выходной сигнал (пе;редний фронт) , cнимae «й, с пр мого выхода, закрывает ключ 3 и производит перепись числа счетчика 5 в perncTip 9 пам ти и числа счетчика б в обратном коде в регистр 11 пам ти. Этот же сигнал производит перепись.в обратном коде числа регистра 10 в счетчик 15 блока 13 измерени приращени угловой скорости (о котором сказано ниже). Очередной интервал времени измерени начинаетс с приходом заднего фронта того же импульса с датчика 1,который производит обнуление счетчиков 5 и 6 и открывает ключ 3, после чего начинаетс заполнение соответствующими импульсами счетчиков 5 и 6, а также счетчика 15 импульсами эталонной частоты.

Таким образом, в предлагаемом измерителе имеетс згщанное врем TV, определ емое ссответствующим количеством разр дов счетчика 5, по -истечении которого -ближайший импульс с датчика 1 скорости заканчивает интервал времени измерени Т . Обеспечива в нижнем диапазоне изменени скорости (п растет пропорционально росту скорости), имеем во всем диапазоне изменени скорости интервсш времени измерени Т ,.,const. В конце каждого интервала времени измерени в счетчике 5 записываетс пропорциональное периоду Т число Н( - , а в счетчике 6 число п « Т/Т , где Т - период;

Т- интервал времени измерени .

Эти числа, однозначно определ ют угловую скорость при минимальной погреиности измерени ее по периоду (погрешности дискретности). Число / N посто нно находитс в регистре 9 пам ти, кото{ лй совместно со счетчиком 5 числа периода,набором 7 схем И и схемой 8 ИЛИ образуют управл емый

делитель частоты. При этом счетчик 5 служит делителем частоты, на вход которого поступает частота f , а регистр 9 пам ти задает частоту f, на выходе управл емого делите.л частоты (на выходе схемы 8 ИЛИ)

Ik

f. f«

т

,где N - максимальна емкость счетчика 5 и ре гистра 9.

Частота f f 1/Т измер емой частоты с выходадатчика 1 скорости и приблизительно посто нна,, так как пТ Taconst. Если частоту f послать на вход делител частоты с коэффициентом делени п, его выходе получим частоту . Период этой частоты T2 f N, пр мо пропорционален измер емой частоте f и, соответственно, угловой скорости Заполн этот период импульсами эталонной частоты, получаем число,пропорциональное угловой скорости. С целью повышени точности преобразовани целесообразно, увеличить период Т- путем делени частоты

рым делителем частоты с коэффициентом делени К. Тогда на выходе второго делител чатоты получаем период следовани импульсов /f.

В предлагаемом измерителе вторым делителем частоты служит делитель 12, а первым - регистр 11 пам ти, в который в обратном коде переписываетс число п из счетчика 6. После по влени на входе регистра 11 пам ти п импульсов с выхода делител 12 частоты, во всех дес тичных разр дах регистра 11 записываетс число 9. В момент по влени дев ток во всех разр дах регистра 11 памч.ти (сборка дев ток не, показана) на его выходе по вл етс импульс, который заканчиваетс преобразованием числа, пропорционального периоду Т, в, число, пропорциональное угловой скорости (t, а также формирование числа, пропорционального угловому ускорению dw/dt. Этот процесс преобразовани происходит одновременно с процессом измерени периода.

В качестве счетчика, заполн емого импульсами образцовой частоты в течение времени преобразовани Т, служит также счетчик 5 числа периода К началу каждого последующего интерВсша времени измерени Т в регистрах 9 и 11 Пс1м ти наход тс соответственно числа N и в обратном коде п, полученные в предыдущем интервале . Счетчики 5 и 6 наход тс в нулевом состо нии. Ключи 3 и 14 открыты. Происходит заполнение счетчиков 5 и б соотвётствующими импульссЦиш и Фо1м«шрование частоты f на выходе схемы 8 ИЛИ, импульсы которой через ключ 14 и делитель 12 частоты поступают на вход регистра 11. По истечении времени Т на выходе регистра 11 по вл етс импульс, который закрывает ключ 14. Этот ключ, остаетс закрытым до тех пор, пока в регистре 11 будут оставатьс дев тки ,, т.е. до окончани интервала времени измерени , когда в регистр 11 будет переписано в обратном коде новое число п из счетчика б. Этот импульс на выходе регистра 11 производит перепись числа, содержащегос

o в счетчике 5 к моменту окончани времени Т, в регистр 10 пам ти. Это число N(jj fe Т, пропорционально угловой скорости w. Учитыва , что f Ztt)/2)i (где Z - число зубцов датчика скорости),- получаем

5 на 21t/Njj KZ. Варьиру при заданном N параметрами К Z и , в регистре 10 пам ти посто нно, имеетс цифровой отсчет в единицах угловой скорости с дес тичным коэффици0 ентом кратностч.

Блок 13 измерени приращени угловой скорости содержит счетчик 15, регистр 16 Пс1м ти и ключ 17. В конце каждого интервала времени измерени

fj, вто5 Т выходной импульс триггера 4 переписывает в обратном коде число N из регистра 10 в c4ieT4HK 15. С началом очередного интервгша времени измерени и одновременно времени пре0 образовани импульсы образцовой частоты через открытый ключ 17 поступают на вход счетчика 15. По истечении времени выходной сигнеш регистра 11 пам ти закрывает ключ 17 и

5 переписывает число из счетчика 15 в регистр 16 пам ти в пр мом или обратном коде. Ключ 17 остаетс зак{ тым до окончани ввремени Т . Бели число Нц| импульсов, поступивших на вход счетчика 15 в течение времени

0 Т, равно или меньше числа Н,„, полученного за предыдущий интервгш времени измерени , то в счетчике 15 записываетс соответственно или число содержащее дев тки во всех дес тич

5 ных разр дах счетчика,или число,равное разности между дев тками и числом U. Чу/| этом случае число из счетчика 15 переписываетс в регистр 16 псм ти в обратном коде.

0 Если , перепись осуществл етс в пр мом коде. Вид кода определ ет знак I

Таким образс м, в регистре 16 пам ти посто нно находитс число

5

ЛМц, AiuN KZ/fo21(;, где ДШ-ш,-(Ц1- величина, пропорциональна приращению угловой скорости за интервгш времени измерени .

Разделив правую и левую часть

О этого вьфажени на врем Т и учитыва , что Т -Const, получаем, что угловое ускорение

d /dt«&uyT -A-Ncyfo 2ir/N KZT пропорционально числу л Not содер5 жащемус в регистре 16 пам ти.

Claims

Формула изобретения

Цифровой измеритель .угловой скорости и ускорения, содержащий импульсный датчик скорости, генератор эталонной частоты, соединенный через ключ со входом счетчика числа пери- 20 ода, второй ключ, набор схем И, одни входы которых соединены.с выхрдами Соответствующихразрядов счетчика числа периода, а выходы - со входами схемы ИЛИ, счетчик числа импульсов датчика скорости и блок измерения приращения угловой скорости, о т л и ч. а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, быстродействия и расширения функциональных возможностей, в него введены три регистра памяти, делитель частоты и элемент стабилизации интервала времени измерения,; один вход которого подключен к выходу соответствующего разряда счетчика числа периода, другой вход, соединенный со входом счет чика числа импульсов датчика скорости и входом второго ключа, подключен к выходу датчика скорости, а выход соединен с третьим входом первого

5 ключа, со входами первого и второго регистров памяти и со входом блока измерения приращения угловой скорости, другой вход которого соединен с выходом первого ключа, при этом »0 другой вход первого регистра памяти/ соединенный со входом третьего регистра памяти, подключен к выходу счетчика числа периода, а выход к другим входам набора схем И, выход 15 третьего регистра памяти подключен к третьему входу блока измерения приращения угловой скорости, а другой вход третьего регистра памяти, соёдиненный со входом второго ключа и с четвертым входом блока измерения приращения угловой скорости, подключен к выходу второго регистра памяти, другой вход которого соединен с выходом счетчика числа импульсов датчика скорости, а третий вход через делитель частоты и второй ключ - с выходом схемы ИЛИ.