Claims (2)
20 Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство введены три блока разности, три блокаДелени , два регистра пам ти и сумматор, причем выход счетчика импульсов подключен к инфор25 мацйонным входам первого регистра пам ти и блока первой разнести, выход которого соединен со входом первого блока делени и с информационным входом блока второй разности, выход которого подключен ко входу второго блока делени и к информационному входу блока третьей разности,выход которого соединен со входом третьего блока делени , выход которого подклю чен к четвертому входу сумматора, тр тий вход которого соединен с выходом второго блока делени , второй вход с выходом первого блока делени , пер вый вход - с выходом первого регистра пам ти, а выход - с информационны входом второго регистра пам ти, при этом установочные входы первого регистра пам ти и блока первой разности подключеныко второму выходу блока управлени , третий выход которого соединен.с установочным входом блока второй разности, четвертый выход - с установочньм входом блока третьей разности, а п тый выход - с установдчным входо 1 второго регистра пам ти.. На чертеже показана блок-схема устройетва; Выход дискретного преобразовател 1 угла соединен с входом блока 2 управлени и с первкм входом ключа 3, выход которого соединен со счетчиком 4 импульсов. Генератор 5 эталонной частоты подключен ко второму входу 3. Выход счетчика 4 импульсов соединен с информационными входами .первого регистра 6 пам ти и блока 7 первой разности. Выход блока 7 первой разности подключен к информационному входу блока 8 второй разности и к входу первогб блока 9 делени . Выход блока 8 второй разности подключен к информационному входу блока 10 третьей разности и к входу второго блока 11 делени . Выход блока 10 третьей разности соединен с входом третьего блока 12 делени . Выход пер вого регистра 6 пам ти и выходы бло ков 9, 11 и 12 делени подключены к соответствующим входам сумматора 13, выход которого соединен с инфор мациЬнным входом второго регистра 14 пам ти. Первый блок 9 делени осуществл ет деление поступившего на его вход числа на два, второй блок 11 делени делит число на три и в третьем блоке 12 делени производитс деление числа на четыре. Таким образом на входы сумматора 13 поступают числа с выходов блока 7, и 10 разности, поделенные соответст венно на два, три, четыре. Первый выход блока 2 управлени соединен с установочным входом счет чика 4 импульсов, второй выход - с установочным входом первого регистра 6 пам ти, и с установочным входо блока 7 первой разности, третий выход - с установочным входом блока 8 второй разности, четвертый выход с установочным входом блока 10 трет ofi разности, п тый выход - с устано почкыг- входом п того регистра 14 ПЛМ.тТН .. Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии ключ 3 закрыт и на вход счетчика 4 импульсов сигнал от эталонного генератора 5 не поступает . С приходом первого импульсе дискретного преобразовател 1 угла ключ 3 открываетс и на вход счетчика 4 импульсов поступает сигнал с эталонного генератора 5. По окончании импульса преобразовател 1 угла ключ 3закрываетс и на выходе счетчика 4по вл етс число 1, пропорциональное среднему значению скорости „, . 2Wfo ЧР1 -ZN;-I где Z - число импульсов, вырабатываемое дискретным преобразователем угла за один оборот; f(f - частота эталонного генератора . По заднему фронту импульса дискретного преобразовател 1 угла в блоке 2 управлени формируетс сери коротких импульсов/ первый из которых осуществл ет запись информации в первый регистр б пам ти и в блок 7 первой разности, второй сбрасывает показани счетчика 4 в ноль, третий переводит информацию из блока 7 пер-. вой разности в блок 8 второй разности , четвертый переводит информацию из блока 8 второй разности в блок 10 третьей разности, п тый импульс записывает информацию сумматора 13 во второй регистр 14 пам ти. I. После первого измерени счетчик 4 содержит информацию о среднем значении скорости на первом интервале измерени Т,(показани счетчика N). Перепись этой информации осуществл етс первым импульсом блока 2 управлени по второму выходу в регистр б пам ти и в блок 7 первой разности. Затем второй импульс блока 2 управлени устанавливает счетчик 4 в нулевое состо ние и подготавливает его к новому циклу счета. Третий и четвертый импульсы блока 2 управлени не измен ют показани блоков второй 8 и третьей 10 разности, так как,.они не имеют информацию о предыдущих значени х скорости, п тый импульс записывает показани сумматора 13 в регистр 14 пам ти. Эти показани равны среднему , значению скорости на первом интервале измерени t которое rtoступает .в сумматор 13 с выхода пе)вого регистра 6 пам ти. Информаци с остальных блоков устройства в сумматор 13 не поступает. Следующий импульс дискретного преобразовател 1 .угла открывает ключ 3 и на счетчик 4 поступают импульсы с выхода эталонного генератора 5 в течение второго интервала Т,. . По окончании счета на выходе счетчика 4 по вл етг-ч число , определ ющее среднее значение скорости f -Ft По заднему фронту импульса дискретного преобразовател 1 угла форм руютс в блоке 2 управлени импульсы , первый из которых записывает по казани счетчика 4 (число N/j) в пер вый регистр 6 пам ти и в блок 7 пер вой разности. При этом на выходе бл ка 7 первой разности по вл етс чис ло, пропорциональное приращению ско рости uN Второй импульс блока 2 управлени устанавливает счетчик 4 в нулевое состо ние. Третий импульс переписы ет показани блока 7 первой разности в блок 8 второй разности. Четвер тый импульс не измен ет показани блока 10 третьей разности, так как на.его-информационный вход сигнал не поступает. Первый импульс зйписы вает информацию сумматора 13 в регистр 14 пам ти. На выходе регистра 14 пам ти формируетс число равное сумме . + |-Л N, После третьего измерени (И) в описанной последовательности на вых де первого регистра б пам ти по вл етс число N, на выходе блока 7 пер вой разности - число N.J- Hj и на выходе блока 8 второй разности по вл етс число, равное разности приращени скорости между первым и вторым измерением и вторым и третьим измерением ДД N U N -uNj (6) В результате на выходах сумматора 1-3 и соответственно регистра. 14 пам ти формируетс сумма вида i Hj,N,iuN,, После четвертого измерени импул сами блока 2 управлени информаци счетчика 4 импульсов в виде числа N записываетс в регистр 6 пам ти и в блок 7 первой разности, на выхо де которого по вл етс число, пропр циональное приращению скорости межд четвертым и третьим измерением дМз - N - N4. - (8) Это число записываетс в блок 8 второй разности и на его выходе, формируетс число, равное разности двух соседних приращений скорости AANQ - . (9) Затем эта разность записываетс в блок 10 третьей разности и на его выходе по вл етс число AAiN ДЛМ -ЛЛМ2 (10) Полученные в блоках разности числа проход т через соответствующие блоки делени и на выходе сумматора формируетс сумма вида JN N +iuN +iMNj+lAuuM, (11) котора последним импульсом с блока 2 управлени записываетс во второй регистр 14 пам ти. Эта суммМ опреде-. л ет текущее значение скорости в конце четвертого от начала работы прибора интервала измерени . Все последующие измерени несут информацию о текущем значении скорости в конце каждого интервала измерени . Покажем, что результат измерени скорости в виде суммы (11) включает динамическую погрешность прибора, возникающую при нестационарных режимах работы исследуемого механизма. Обозначим текущее значение скорости, изjУIepeннoe прибором, иУт и запишем выражениедл этой величины с учетом формулы (11) % «cpЛй cpЛ cPQ |дЛДШcp Р1 (). В этой формуле использованы слеО дующие обозначени . ш -д, --М, 2N4 .МЗ сРа- zHa -i %o « c A- tPft W r|%Pa. л%Рй сРГ сРа- uttJcp-i .;лШср1 , JMiMji/c suuuj p -uuuUc p.. Таким образом,на выходе предл гаемого устройства текущее значение скорости формируетс с учетом бледующих поп11авок: лоЦ;р |(11Ьр4-1« оРз) характеризует приращение среднего значени скорости между последним и предыдущим измерением;- лдtWcp-a- 4( а) характеризует изменение двух соседних приращений, рывок скорости /характеризует приращение двух соседних рьшков скорости. В большинстве производственных механизмов , имеющих значительные инерционности и мал.ом времени изме-.рени Т, можно достаточно точно апроксимировать кривую (t) на участке измерени лараболой вида g(( -(13) где So-t начальное значение ускорени на первом участке измерени . Текущее (мгновенное) значение скорости механизма в конце последнего интервала измерени определ етс формулой f т ),jt-jai сид+ оД г.у + « I ITfW Среднее значение скорости на пос леднем интервале измерени Т. Лг Ь. J t4() ,ttA,j) (15) Сравнива формулы (14) и (15.) при ходим к выводу, что динамическа пог решность измерени скорости, если в приборе не ввод тс поправки, может быть значительной и определ етс выражением Л9-%-Шср |е гф т 41х,т (-,6) Перва составл квда ошибки (16) о редел етс посто нным значением уско рени на интервале измерени , втора составл юща определ етс рывком ско рости , треть «гоставл ющаЯ определ етс интенсивностью изменени рывка Покажем, что определение приращени скорости по двум соседним измерени м позвол ет ввести поправку вида -jf,T |й сРз5()4(ч4 He Wtdt- 00 .. ((t)3t4lk(t) . OQ . .0 ОО WM.A/jat ihi, 00I-о00 )tS -f||eoi i «J«t itecjiHv ,- (i«c;Vr /;i«04T4 - ieo4T-4a,T« (п) При выводе формулы были использованы следующие соотношени , . .. покажем, что разность двух соседних приращений, позвол ет ввести поправку tuu,.p2(,)}(e T-tx/-g T. . ,т) ;.1.( 5V .. . (в При выводе последнего выражени использовано следующее соотношение ... . ли)сра 6 0«т-5-Ч Результирующа поправка по резул татам измерени блока первой и второй разности с учетом выражений (17 и (18), равна i о 5 o4 4V Такрм образом предложенна в устройстве поправка, вводима блоком первой и второй разности, позвол ет полностью компенсировать динамическую погрешность применительно к рассмотренному закону движени €(i)-v + Лд , Можно показать, что если закон движени имеет бЪлее сложную форму и аппроксимируетс кривой более высокого пор дка,требуетс вводить поправку в виде результата, получаемого блоком третьей разности. Формула изобретени Устройство дл измерени скорости, содержащее дискретный преобразователь угла, выход которого соединен с блоком управлени и со входом ключа , второй вход которого подключен к генератору эталонной частоты, а выход - к.счетчику импульсов, установочный вход которого соединен с первым выходом блока управлени , о т л и. ч а ю щ е е с тем, что,, с целью увеличени точности измерени , в .устройство введены три блока разности , три блока делени , два регистра пам ти и сумматор, причем выход счётчика импульсов подключен к информационным входам первого регистра пам ти и блока первой разности; выход которого соединен со входом первого блока делени и с информационным входом блока второй разности, выход которого подключен ко входу второго блока делени и к информационному входу блока третьей разности, выход которого соединен со входом третьего блока делени , выход которого подключен к 1етвертому входу сумматора, третий вход которого соединен с выходом второго блока делени , второй вход - с выходом первого блока делени , первый вход - с выходом первого регистра пам ти, а выход - с информационным входом второго регистра пам ти, при этом установочные вхоЛы первого регистра пам ти и блока первой ро энбсти подключены ко второму выходу блока управлени , третий выход которого соединен с установочным входом блока второй разности , четвертый выход - с установочным входом блока третьей разности, а п тый выход - с установочным входом второго регистра пам ти. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по аа вке 2583091/10, кл. 6 01 Р 3/48, 1978. 20 The goal is achieved by the fact that three difference blocks, three Deletion blocks, two memory registers and an adder are entered into the device, the output of the pulse counter is connected to the information inputs of the first memory register and the first split unit, the output of which is connected to the input of the first division unit and with the information input of the second difference block, the output of which is connected to the input of the second division block and to the information input of the third difference block, the output of which is connected to the input of the third division block, the output of which is connected The third input is connected to the output of the second dividing unit, the second input to the output of the first dividing unit, the first input to the output of the first memory register, and the output to the information input of the second memory register; the inputs of the first memory register and the first difference unit are connected to the second output of the control unit, the third output of which is connected with the installation input of the second difference unit, the fourth output - with the installation input of the third difference unit, and the fifth output - with the set output input 1 of the second memory register.. The drawing shows a block diagram of the device; The output of the discrete angle converter 1 is connected to the input of the control unit 2 and to the first input of the key 3, the output of which is connected to the counter of 4 pulses. The generator 5 of the reference frequency is connected to the second input 3. The output of the pulse counter 4 is connected to the information inputs of the first register 6 of the memory and the block 7 of the first difference. The output of unit 7 of the first difference is connected to the information input of unit 8 of the second difference and to the input of the first unit of division 9. The output of the second difference unit 8 is connected to the information input of the third difference unit 10 and to the input of the second dividing unit 11. The output of block 10 of the third difference is connected to the input of the third block 12 of division. The output of the first register 6 of memory and the outputs of blocks 9, 11 and 12 of the division are connected to the corresponding inputs of the adder 13, the output of which is connected to the information input of the second register 14 of memory. The first dividing unit 9 divides the number received by its input into two, the second dividing unit 11 divides the number into three, and in the third dividing unit 12 dividing the number into four. Thus, the inputs of the adder 13 receive numbers from the outputs of block 7, and 10 differences divided by two, three, four, respectively. The first output of control unit 2 is connected to the installation input of the counter 4 pulses, the second output to the installation input of the first memory register 6, and to the installation input of the first difference unit 7, the third output to the installation input of the second difference unit 8, the fourth output to the installation the input of the unit is 10 thirds ofi of the difference, the fifth output - with the installation of a pokkyg- input of the fifth register 14 PLM.TTN. The device works as follows. In the initial state, the key 3 is closed and the signal from the reference generator 5 is not received at the input of the counter of 4 pulses. With the arrival of the first pulse of the discrete angle converter 1, the key 3 opens and a signal from the reference generator 5 arrives at the pulse counter 4 input. At the end of the pulse of the angle converter 1, the key 3 closes and the number 1 at the output of the counter 4 is proportional to the average speed value. 2Wfo CHR1 -ZN; -I where Z is the number of pulses produced by a discrete angle transducer per revolution; f (f is the frequency of the reference oscillator. A series of short pulses is formed on the falling edge of the pulse of the discrete angle converter 1 in the control unit 2 / the first of which records information in the first memory register b and in the first difference block 7, the second resets the counter 4 the third translates the information from the second difference block 8 to the third difference block 10, the fifth pulse records the information of the adder 13 to the second register 14 pa I. After the first measurement, the counter 4 contains information about the average value of the speed in the first measurement interval T, (readings of the counter N.) This information is copied by the first pulse of control unit 2 on the second output to memory register b and to block 7 Then the second pulse of the control unit 2 sets the counter 4 to the zero state and prepares it for a new counting cycle. The third and fourth pulses of the control block 2 do not change the readings of the blocks of the second 8 and third 10 differences, since they do not have a previous speed, fifth pulse records the readings of the adder 13 to the memory register 14. These readings are equal to the average value of the speed in the first measurement interval t which rto occurs in the adder 13 from the output of the first register 6 of the memory. Information from the remaining blocks of the device in the adder 13 is not received. The next pulse of the discrete converter 1. Of the angle opens the key 3 and the counter 4 receives pulses from the output of the reference generator 5 during the second interval T ,. . At the end of the counting, the output of the counter 4 is set to an h-number, which determines the average value of the velocity f - Ft. The pulses of the discrete transducer 1 of the angle form in the control unit 2 pulses, the first of which records the results of the counter 4 (the number N / j) in the first register 6 of memory and in block 7 of the first difference. In this case, at the output of block 7 of the first difference, a number appears that is proportional to the velocity increment uN. The second pulse of the control unit 2 sets the counter 4 to the zero state. The third pulse overwrites the readings of block 7 of the first difference into block 8 of the second difference. The fourth pulse does not change the readings of unit 10 of the third difference, since its information input does not receive a signal. The first pulse records the information of the adder 13 to the register 14 of the memory. At the output of memory register 14, a number equal to the sum is formed. + | -L N, After the third dimension (I) in the described sequence, the number N appears at the output of the first memory register first, the output of the first difference block 7 is the number NJ-Hj and the output of the second difference turn The number is equal to the difference between the speed increments between the first and second measurement and the second and third measurement DD NUN -uNj (6) As a result, at the outputs of the adder 1-3 and the register respectively. 14 of the memory, the sum of the form i Hj, N, iuN ,, is formed. After the fourth measurement of the impulses of the control unit 2, the information of the counter of 4 pulses is written as the number N in the memory register 6 and in the first difference block 7, at the output of which the number that is proportional to the velocity increment between the fourth and third dimensions dMs - N - N4. - (8) This number is recorded in block 8 of the second difference and, at its output, a number is formed that is equal to the difference of two adjacent speed increments of AANQ -. (9) Then this difference is recorded in block 10 of the third difference and the number AAiN DLM-LLM2 appears at its output. (10) The difference of numbers obtained in the blocks passes through the corresponding division blocks and the sum of the form JN N + iuN + is formed at the output of the adder. iMNj + lAuuM, (11) which, with the last pulse from control unit 2, is recorded in the second memory register 14. This amount is M defined. The current speed value is at the end of the fourth one from the start of operation of the measuring interval instrument. All subsequent measurements carry information about the current speed value at the end of each measurement interval. Let us show that the result of measuring the speed in the form of the sum (11) includes the dynamic error of the device arising during unsteady operating modes of the mechanism under study. Let us denote the current value of the speed from the JI-I device, and I will write down the expressions of this value taking into account the formula (11)% "cpl cpL cPQ | dLdShcp P1 (). The following notation is used in this formula. w-d, --M, 2N4. M3 sP-zHa -i% o «c A- tPft W r |% Pa. l% RY srg sr- uttJcp-i.; lrcr1, JMiMji / c suuuj p -uuuUc p .. Thus, at the output of the proposed device, the current speed value is formed taking into account the following pop-ups: locot; p | (11p4-1 "oRz ) characterizes the increment of the average value of the speed between the last and the previous measurement; - ldtWcp-a- 4 (a) characterizes the change of two adjacent increments, the speed jerk / characterizes the increment of two adjacent speed races. In the majority of production mechanisms with significant inertia and short measurement time T, it is possible to accurately approximate the curve (t) at the measurement site with a garabola of the form g ((- (13) where So-t is the initial acceleration value at the first measurement area The current (instantaneous) value of the speed of the mechanism at the end of the last measurement interval is determined by the formula f t), jt-jai sid + OD gy + "I ITfW The average value of the speed in the last measurement interval T. Lg. J t4 () , ttA, j) (15) Comparing formulas (14) and (15.) when we go to the conclusion that The accuracy of the speed measurement, if no corrections are made in the device, can be significant and is determined by the expression L9 -% - Shsr | e gf t 41x, t (-, 6) The first is the error rate (16) is constant the value of the acceleration in the measurement interval, the second component is determined by the velocity jerk, the third "component is determined by the intensity of the jerk change. Let us show that the definition of the velocity increment from two adjacent measurements makes it possible to introduce the correction of the form -jf, T | cRz5 () 4 (P4 He Wtdt- 00 .. ((t) 3t4lk (t). Oq. .0 GS WM.A / jat ihi, 00I-o00) tS -f || eoi i "J" t itecjiHv, - (i "c; Vr /; i" 04T4 - ieo4T-4a, T "(n) With the following formulas were used to derive the formula, ... we show that the difference of two adjacent increments allows introducing the amendment tuu, .p2 (,)} (e T-tx / -g T., t); .1. (5V .... (in the derivation of the last expression, the following relation was used .... if) sra 6 0 т t-5-h. The resulting correction for the measurement results of the first and second difference block, taking into account the expressions (17 and (18), is i o 5 o4 4V. The correction proposed in the device, introduced by the first and second difference unit, allows It is possible to show that if the law of motion has more complex shape and is approximated by a higher order curve, it is necessary to introduce an amendment as a result obtained by the third difference block. The device for measuring speed contains a discrete angle converter, the output of which is connected to the control unit and to the input of the key, the second input of which is connected to the reference frequency generator, and the output One - to the pulse counter, the installation input of which is connected to the first output of the control unit, is about one l. In order to increase the measurement accuracy, three difference blocks, three division blocks, two memory registers and an adder are entered into the device, the output of the pulse counter is connected to the information inputs of the first memory register and first difference block; the output of which is connected to the input of the first division unit and to the information input of the second difference unit, the output of which is connected to the input of the second division unit and to the information input of the third difference unit, the output of which is connected to the input of the third division unit, the output of which is connected to the 1st fourth input of the adder, the third the input of which is connected to the output of the second dividing unit, the second input to the output of the first dividing unit, the first input to the output of the first memory register, and the output to the information input of the second memory register , while the setup inputs of the first memory register and the first ro unit are connected to the second output of the control unit, the third output of which is connected to the installation input of the second difference unit, the fourth output - to the installation input of the third difference unit, and the fifth output - to the installation input second memory register. Sources of information taken into account in the examination 1. USSR author's certificate on AA 2583091/10, cl. 6 01 R 3/48, 1978.
2.-Авторское свидетельство СССР 249798, кл. G 01 Р 3/64, 1967 (прототип ) ,2.-USSR author's certificate 249798, cl. G 01 P 3/64, 1967 (prototype)