SU901911A1

SU901911A1 - Устройство дл измерени неравномерности скорости вращени

Info

Publication number: SU901911A1
Application number: SU802893478A
Authority: SU
Inventors: Константин Иванович Богатыренко; Николай Васильевич Скиба; Валентин Евстафьевич Тырса
Original assignee: Харьковский автомобильно-дорожный институт
Priority date: 1980-03-11
Filing date: 1980-03-11
Publication date: 1982-01-30

Description

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и предназначено для измерения неравномерности скорости вращения валов.

Известно устройство для измерения мгновенной скорости вращения вала, в котором для определения скорости вала в определенный момент времени фиксируются коды, пропорциональные текущему и предыдущему периодаА, и код, пропорциональный интервалу времени от момента прихода импульса запроса до окончания текущего периода [1].

Недостатком этого' устройства является низкое быстродействие и зависимость результата от величины эксцентриситета.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для измерения мгновенной скорости вращения, содержащее источник света, расположенный соосно с валом, и зеркало, установленное на валу под углом 45° к его оси [2] .

Недостатком такого устройства является влияние эксцентриситета на результат измерения, что приводит к снижению точности измерения, и сложность обработки полученной информации.

Цель изобретения - повышение точности измерения неравномерности скорости вращения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено η чувствительными элементами, расположенными равномерно в плоскости развертки светового луча, η измерительными каналами и блоком управления, при этом каждый измерительный канал подключен к двум смежным чувствительным элементам и содержит последовательно соединенные блок преобразования временных интервалов в число импульсов и вычислительный блок,содержащий двз входных ключа, делитель, вход которого соединен с выходом первого ключа, элемент ИЛИ., входы которого подключены к выходам делителя и второго ключа,' реверсивный счетчик^

90191 соединенный с выходом элемента ИЛИ, и регистр, подключенный креверсивному счетчику, а выходы блока управления подключены ко входам блоков преобразования, делителей, реверсивных 5 счетчиков и регистров.

На чертеже приведена структурная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 света, электродвигатель 2, на валу »0 которого установлено плоское зеркало 3 под углом 45° к оби двигателя, в плоскости развертки светового луча размещены чувствительные элементьГ 4< - 4и , измерительные каналы 5_Л -5_И, 15 флок 6 управления; каждый измерительный канал состоит из блока 7_преобразования временных интервалов в число импульсов и вычислительного блока 8, содержащего входные 20 ключи 9 и 10, делитель 11, элемент ИЛИ 12, реверсивный счетчик 13 и регистр 14.

Устройство работает следующим образом. , 25

После включения двигателя 2 луч света от источника 1 света, отражаясь от зеркала 3, проходит последовательно через чувствительные элементы (фотоприемники) ' 4₄ -4_М , располо- _t зо женные в плоскости развертки светового луча, угловые расстояния d_tt... между которыми примерно равны. При движении луча на входах фотоприемников образуется последовательность ₃₅импульсов, временные интервалы между которыми (t₄,t₂,...t„)определяются из выражения

X dt ч ^=_йг ¹ гдео>- угловая скорость вала электродвигателя.

Поскольку углы<3(4 не изменяются, то погрешность измерения временных интер1__ ⁴ расстояний между чувствительными элементами.

Сначала производится измерение средних значений временных интервалов Ц, а затем измерение неравномерности вращения ,

Работа устройства а режиме измерения средних значений временных интервалов ti происходит следующим образом.

Импульсы с чувствительного элемента 4^ являются стартовыми. По команде “Пуск блок управления формирует сигналы, устанавливающие триггеры делителя 11 и счетчика 13 вычислительных блоков в₍ нулевое состояние, счетчик 13 в режим сложения и открывает ключ 10.

По приходу старт-импульса с чувствительного элемента 4^ с выхода блока 7 преобразования временного интервала в число импульсов на вход счетчика 13 начинает поступать импульсная последовательность. При достижении лучом света чувствительного элемента 4, про-, цесс преобразования первого временного интервала, пропорционального углу , в число импульсов прекращается, и начинается процесс Преобразования второго временного интервала в число импульсов.

Таким образом, сигнал с каждого последующего элемента 4 является стоповым для предыдущего измерительного канала и стартовым для соответствующего.

После совершения заданного количества оборотов (Ν) вала по команде блока управления ключи 10 закрываются, а ключи 9 открываются , счетчики 13 вычислительных блоков переводятся в режим вычитания, и производится перепись содержимого счетчиков 13 в регистры 14.

валов

ДЦ = 6Ц,+ йТ_ив +At(J , где Δίφ - погрешность, обусловленная параметрами формирователя*

At_K6 - погрешность квантования;'

Δί; -<jU дц ₌_—L-45

Поскольку измерение неравномерности вращения производится путем сравнения среднего значения времен55

Поскольку коэффициент деления делителей 11 равен N, то в счетчиках 13 зафиксируются средние значения соответствующих временных интервалов

При измерении неравномерности скорости вращения по сигналу Пуск коды средних значений временных интервалов переписываются из регистров 14 в счетчики 13.

Процесс распределения временных интервалов по каналам происходит так же, как в предыдущем режиме, а импульного интервала и его единичного значе ния, то результат измерения не зависит от величины эксцентриситета и угловых ⁵ 9С сы с блока 7 преобразования временных интервалов через открытый ключ 9 соответствующего вычислительного блока через элемент ИЛИ поступают на вход реверсивного счетчика. По окончании временного интервала в_счетчике зафиксируется разность дц = /ц-г*/ . Таким образом, за один оборот вала на выходах счетчиков регистрирующих блоков фиксируются разности средних to и единичных значений временных интервалов каждого из п-ных участков.

Claims

39 соединенный с выходом элемента ИЛИ, и регистр, подключенный креверсивному счетчику, а выходы блока управлени подключены ко входам блоков преобразовани , делителей, реверсивных счетчиков и регистров. На чертеже приведена структурна схема устройства. Устройство содержит источник 1 света, электродвигатель 2, на валу которого установлено плоское зеркало 3 под углом kS° к ойи двигател , в плоскости развертки светового луча размещены чувствительные элементьГ AI , измерительные каналы лок 6 управлени J каждый измерительный канал состоит из блока 7,преобразовани временных интерва лов в число импульсов и вычислитель ного блока 8, содержащего входные ключи 9 и 10, делитель 11, элемент ИЛИ 12, реверсивный счетчик 13 и ре гистр I. Устройство работает следующим об разом. . После включени двигател 2 луч света от источника 1 света, отража сь от зеркала 3, проходит последовательно через чувствительные элеме ты (фотоприемники) , расположенные в плоскости развертки светово го луча, угловые рассто ни оС,,... ,оС между которыми примерно равны. При движении луча на входах фотоприемников образуетс последовательность импульсов, временные интервалы межд которыми (t , t ,,. . t,)определ ютс из выражени , oCt Ч -иг углова скорость вала электр двигател . Поскольку углыоС не измен ютс , погрешность измерени временных инт валов ДЦ 4Ц,+ й1кв +AtcJ , где u. погрешность, обусловленна параметрами формирова тел - погрешность квантовани ; -. -Поскольку измерение неравномерности вращени производитс путем сравнени среднего значени временного интервала и его единичного зна ни , то результат измерени не завис от величины эксцентриситета и углов рассто ний между чувствительными элементами . Сначала производитс измерение средних значений временных интервалов t|, а затем измерение неравномерности вращени . Работа устройства а режиме измерени средних значений временных интервалов tt происходит следующим образом . Импульсы с чувствительного элемента вл ютс стартовыми. По команде Пуск блок управлени формирует сигналы, устанавливающие триггеры делител 11 и счетчика 13 вычислительных блоков в нулевое состо ние, счетчик 13 в режим сложени и открывает ключ 10. По приходу старт-импульса с чувствительного элемента с выхода блока 7 преобразовани , временного интервала в число импульсов на вход счетчика 13 начинает поступать импульсна последовательность . При достижени 1 лучом света чувствительного элемента 4 про-, цесс преобразовани первого временного интервала, пропорционального углу , в число импульсов прекращаетс , и начинаетс процесс Преобразовани второго временного интервала в число импульсов. Таким образом, сигнал с каждого последующего элемента k вл етс стоповым дл предыдущего измерительного канала и стартовым дл соответствующего . После совершени заданного количества оборотов (N) вала по команде блока управлени ключи 10 закрываютс , а ключи 9 открываютс , счетчики 13 вычислительных блоков перевод тс в режим вычитани , и производитс перепись содержимого счетчиков 13 в регистры Н. Поскольку коэффициент делени делителей 11 равен N, то в счетчиках 13 зафиксируютс средние значени соответствующих временных интервалов . При измерении неравномерности скорости вращени по сигналу Пуск коды средних значений временных интервалов переписываютс из регистров It в счетчики 13. Процесс распределени временных интервалов по каналам происходит так же, как в предыдущем режиме, а импуль5 сы с блока 7 преобразовани временны интервалов через открытый ключ 9 соответствующего вычислительного блока через элемент ИЛИ поступают на вход реверсивного счетчика. По окончании временного интервала в счетчике зафиксируетс разность й, . Таким образом, за один оборот вала на выходах счетчиков регистрирующих блоков фиксируютс разности средних и единичных значений временных интер валов каждого из п-ных участков. Формула изобретени Устройство дл измерени неравномерности скорости вращени , содерж щее источник света, расположенный со осно с валом, и зеркало, установленное на валу под углом Б к его оси отличающеес тем, что, с целью повышени точности, оно снаб жено п чувствительными элементами, расположенными равномерно в плоскости развертки светового луча, п 1 6 измерительными каналами и блоком уп равлени , при этом каждый измерительный канал -подключен к двум смежным чувствительным элементам и содержит последовательно соединенные блок преобразовани временных интервалов в число импульсов и вычислительный блок, содержащий два входных кгиоча, делитель, вход которого соединен с выходом первого ключа, элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам делител и второго ключа, реверсивный счетчик, соединенный с выходом элемента ИЛИ и регистр, подключенный к реверсивному счетчику, а выходы блока управлени подключены ко входам блоков преобразовани , делителей, реверсивных счетчиков и регистров. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе , 1. Авторское свидетельство СССР № 662865, кл. G 01 Р , 1977.
2. Авторское свидетельство СССР № 706779, кл. G 01 Р 3/36, 1978 (прототип).