SU924576A1 - Method of determination of shaft rotation frequency and direction - Google Patents

Method of determination of shaft rotation frequency and direction Download PDF

Info

Publication number
SU924576A1
SU924576A1 SU802997630A SU2997630A SU924576A1 SU 924576 A1 SU924576 A1 SU 924576A1 SU 802997630 A SU802997630 A SU 802997630A SU 2997630 A SU2997630 A SU 2997630A SU 924576 A1 SU924576 A1 SU 924576A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
pulses
phase shifter
sequences
coincidence
sequence
Prior art date
Application number
SU802997630A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Карлович Тараненко
Владимир Ильич Снегур
Original Assignee
Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Химико-Технологический Институт Им.Ф.Э.Дзержинского
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Химико-Технологический Институт Им.Ф.Э.Дзержинского filed Critical Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Химико-Технологический Институт Им.Ф.Э.Дзержинского
Priority to SU802997630A priority Critical patent/SU924576A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU924576A1 publication Critical patent/SU924576A1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

1one

Изобретение относитс  к способам определени  фазовых сдвигов и производных от них и может быть использовано при построении автоматических и вычислительных устройствThe invention relates to methods for determining phase shifts and their derivatives and can be used in the construction of automatic and computing devices.

Известен сгтособ определени  величины и направлени  скорости вращени  вала, состо щий в формировании сиг нала стабильной частоты, которым модулируют выходное напр жение и питающее напр жение фазовращател , выдел ют напр жение разности частот, сравнивают между собой их периоды и по разности и знаку определ ют вели;чину и направление скорости вращени  вала 1 .A known method for determining the magnitude and direction of the shaft rotational speed, which consists in generating a stable frequency signal that modulates the output voltage and supply voltage of the phase shifter, isolates the voltage difference between the frequencies, compares their periods, and determines the difference from the difference and the sign. the order and direction of the speed of rotation of the shaft 1.

Недостаток способа - его сложна  аппаратурна  реализаци , обусловленна  необходимостью применени  модул торов выходного и питающего напр жени  фазовращател  и низка  точность при измерении малых скоростей вращени , обусловленна  малой величиной разности периодов, выделенных из модулированных напр жений.The disadvantage of this method is its complicated hardware implementation, due to the need to use modulators of the output and supply voltage of the phase shifter and low accuracy when measuring low rotational speeds, due to the small difference of the periods separated from the modulated voltages.

Известен способ определени  величины и направлени  скорости вращ,ени  вала, основанный на сравнении периодов питающего напр жени  и выходного напр жени  фазовращател  2.A known method for determining the magnitude and direction of the rotational speed of the shaft, based on a comparison of the periods of the supply voltage and the output voltage of the phase shifter 2.

Недостаток способа заключаетс  в том, что при малых скорост х из-за нестабильности фронтов импульсов The disadvantage of the method is that at low speeds due to the instability of the pulse fronts

to сравниваемых напр жений значительно снижаетс  разрешающа  способность и точность измерений, а также трудно определить направление вращени  вала . Таким образом, известный способ To comparable stresses, the resolution and accuracy of measurements are significantly reduced, and it is also difficult to determine the direction of rotation of the shaft. Thus, the known method

15 имеет узкий динамический диапазон измерений , представл ющий собой отношение Максимальной скорости вращени  вала к минимальной, измер емых с заданной точностью.15 has a narrow dynamic measurement range, which is the ratio of the Maximum speed of rotation of the shaft to the minimum measured with a given accuracy.

ЯI

Цель изобретени  - расширение диапазона измерений и увеличение точности измерений в области малых скоростей . Поставленна  цель достигаетс  тем что формируют три последовательности коротких импульсоэ, период первой из которых равен периоду питающего напр жени , период второй последовательности больше периода первой последовательности , причем их разность меньше периода первой последовательности , а период третьей последовател ности равен периоду выходного напр жени  фазовращател , затем определ ют интервал времени,между моментами совпадени  фаз импульсов первой и второй последовательностей и интервал времеИи между моментами.совпадени  фаз импульсов второй и третьей последовательностей, по величине которого определ ют скорость вращени , а направление вращени  определ ют по знаку разности измеренных временных интервалов. На фиг. 1 представлены временные диаграммы последовательности коротких импульсов; на фиг. 2 - схема уст ройства, реализующего способ определени  величины и направлени  скорости вращени  вала. Способ определени  величины и направлени  скорости вращени  вала pea пизуетс  следующим образом. Из напр жени ,питающего фазовращатель , формируют две последовательности коротких импульсов (фиг.1 а, 16). Перва  из указанных последовательностей (фиг.16) имеет период, равный периоду питающего фазовращатель напр жени . Вторую последовательность получают из первой путем увеличени  периода следовани  импульсов на величину AT, равную части периода второй последовательности (фиг.1 а) . Определ ют интервал времени между моментами совпадени  фаз импульсов второй и первой последовательностей . При этом совпадение фаз импульсов происходит через интервал времени ti, определ емый из соотношений:The purpose of the invention is to expand the range of measurements and increase the accuracy of measurements in the field of low speeds. The goal is achieved by forming three sequences of short pulses, the period of the first of which is equal to the period of the supply voltage, the period of the second sequence is greater than the period of the first sequence, and their difference is less than the period of the first sequence, and the period of the third sequence is equal to the period of the output voltage of the phase shifter, then determine the time interval between the moments of coincidence of the phases of the pulses of the first and second sequences and the time interval between the moments of coincidence phase pulses of the second and third series, at whose magnitude is determined rotational speed and rotational direction determined by the sign of the difference of the measured time intervals. FIG. 1 shows time diagrams of a sequence of short pulses; in fig. 2 is a schematic diagram of a device implementing a method for determining the magnitude and direction of the speed of rotation of a shaft. A method for determining the magnitude and direction of the rotational speed of the shaft pea is inserted as follows. From the voltage supplying the phase shifter, two sequences of short pulses are formed (Figures 1a, 16). The first of these sequences (Fig. 16) has a period equal to the period of the voltage supply to the phase shifter. The second sequence is obtained from the first by increasing the pulse repetition period by an AT value equal to a part of the second sequence period (Fig. 1a). The time interval between the moments of coincidence of the phases of the pulses of the second and first sequences is determined. In this case, the coincidence of the phases of the pulses occurs at a time interval ti determined from the relations:

(1) (one)

t, П (Т - AT); t, (Т -AT), (2)t, P (T - AT); t, (T -AT), (2)

П - число импульсов первой по- следовательности, прошедших от совпадени  до следующего совпадени  фаз второй и первой последовательностей;P is the number of pulses of the first sequence, passed from coincidence to the next coincidence of the phases of the second and first sequences;

Из неравенства (6) следует,что диапазон измерени  скорости определ етс  периодами Т и AT. Как следует из соотношений () и (5), скорость изменени  фазы напр жени  с фазовращател  однозначно определ ет длительность интервала времени t и tj, которые-могут быть выбраны Т - период второй последовательности; AT - разность периодов второй и первой последовательностей. Необходимо отметить, что совпадение импульсов второй и первой последовательностей наступает при условии, что в периоде Т второй последовательности укладываетс  целое число п разностей AT длительностей периодов второй и первой последовательностей. Напр жение, снимаемое с фазовращател , формируетс  в виде коротких импульсов , смещающихс  относительно второй последовательности со скоростью cJ влево. Таким образом, формит руетс  треть  последовательность (фиг.1 в), фаза импульсов которой совпадает с фазой импульсов второй последовательности через интервал времени t , определ емый из соотношений: Т пЛТ + oita; (3) t n(T - AT) (4) При вращении вправо интервал времени между моментами совпадени , фаз второй и третьей сформированных последовательностей определ етс  соотношением Т - лт где t, - интервал времени между двум  ближайшими моментами совпадени  фаз второй и третьей Ьформированных последовательностей при движении вправо. Из соотношени  (5) следует, что оно имеет физический смысл при выполнении неравенства вида 5 необходимыми дл  обеспечени  требуе мой точности измерени  при минималь ной скорости изменени  фазы напр жени  с фазовращател , Дл  определени  направлени  вращени  сравниваем интервалы времени между моментами совпадени  фаз второй и первой последовательностей и второй и третьей последовательностей , при выполнении услови  tj t движение влево, а при условии t движение вправо, где t2 и t - интервалы времени между моментами сов падени  фаз импульсов второй и трет ей последовательностей . Очевидно, что угол поворота вала Ч и фазовый сдвиг oL импульсов напр жени  с фазовращател  св заны соотношением -К. (Т) где К - коэффициент преобразовани  угла поворота вала фазовращател  в фазовый сдвиг импульсов напр жени  с фазовращател . Следовательно, скорость изменени фазового сдвига импульсов напр жени с фазовращател  св зана со скорость вращени  вала фазовращател  соотношением с - ЯР К (S) Учитыва  (8), интервал времени между моментами совпадени  фаз ийпульсов второй и третьей последовательностей записываетс  в виде AT Т - ДТ Из (9) следует, что указанный ин тервал времени- tjjj однозначно опре дел ет скорость вращени  вала фазовращател . Устройство, реализующее способ, содержит: блок 1 питани  фазовращател , фазовращатель 2, формирователи коротких импульсов , делитель 6 частоты, схемы 7 и 8 сов;падени , триггер 9, умножитель 10 частоты, вентиль 11, счетчик 12, делители 13 и It частоты на два, вентили 15 и 16, реверсивный счетчик 17Выход блока питани  1 подключен на входы фазовращател  2 и формиров телей 3 и А, а выход фазовращател  через формирователь 5 подключен на один вход схемы 7 совпадени второй вход которой соединен со 6 вторым входом схемы 8 совпадени  и с выходом делител  6 частоты , вход которого подключен к выходу формировател  3, а первый вход схемы 8 совпадени  подключен к выходу формировател  k, выходы схем 7 и 8 совпадени  подключены на входы триггера 9, выход которого подключен на управл емый вход вентил  1 1 , выход которог-о подключен на счетчик 12, а управл ющий вход вентил  11 подключен к управл ющим входам вентилей 15 и 16 и к выходу умножител  10 частоты, вход которого подключен к блоку питани  фазовращател  , выходы схемы 7 и 8 совпадени  через делители 13 и k частоты на два подключены на управл ющие входы вентилей 15 и 1б, выходы которых подключены соответственно на отрицательный и положительный входы реверсивного счетчика (PC) 17. Устройство работает следующим образом. Из напр жени  блока 1, питающего фазовращатель 2, с помощью формирователей 3 и образуют две последовательности бесконечно коротких импульсов , периоды следовани  которых различаютс  на ДТ, одновременно с помощью формировател  5 формируетс  последовательность коротких импульсов , фаза,которых измен етс  со скоростью -. В момент совпадени  импульсов второй, поступающей с формировател  4, последовательностей схема 8 совпадени  вырабатывает импульс ,опрокидывающий триггер 9, который открывает вентиль 11, пропускающий от умножител  10 высокочастотные импульсы на счетчик 12, при совпадении импульсов второй и третьей последовательностей схема 7 совпадени  вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 9 в начальное состо ние, при этом триггер закрывает ключ 11 и в счетчике 12 записываетс  код, равный интервалу времени t2J однозначно определ ющий скорость вращени . Затем цикл повтор етс . Определение скорости вращени  осуществл етс  следующим образом: импульсы со схемы 7 и 8 совпадени , дел тс  на два делител ми 13 и I, на эти промежутки времени между импульсами с выходов делителей открываютс  ключи 15 и li6, подава From inequality (6), it follows that the speed measurement range is determined by the periods T and AT. As follows from the relations () and (5), the rate of change of the voltage phase with the phase shifter uniquely determines the duration of the time interval t and tj, which can be selected T - period of the second sequence; AT is the difference between the periods of the second and first sequences. It should be noted that the coincidence of the pulses of the second and first sequences occurs on condition that the period T of the second sequence contains an integer n differences AT of the durations of the periods of the second and first sequences. The voltage removed from the phase shifter is generated in the form of short pulses shifting relative to the second sequence with a speed cJ to the left. Thus, a third sequence is formed (figure 1c), the phase of the pulses of which coincides with the phase of the pulses of the second sequence at a time interval t determined from the relations: T pLT + oita; (3) tn (T - AT) (4) When rotated to the right, the time interval between the moments of coincidence of the phases of the second and third formed sequences is determined by the relation T - lt where t, is the time interval between the two closest moments of coincidence of the phases of the second and third b formed sequences when moving to the right. It follows from relation (5) that it has a physical meaning when the inequality of type 5 is fulfilled necessary to provide the required measurement accuracy at the minimum rate of change of the voltage phase with the phase shifter. To determine the direction of rotation, we compare the time intervals between the moments of coincidence of the phases of the second and first sequences and the second and third sequences, when the condition tj t is satisfied, the movement is left, and if t is provided, the movement is right, where t2 and t are the time intervals between the moments of phase coincidence The second and third sequences to it. It is obvious that the angle of rotation of the shaft H and the phase shift oL of the voltage pulses from the phase shifter are related by the relation -K. (T) where K is the coefficient for converting the angle of rotation of the shaft of the phase shifter to the phase shift of the voltage pulses from the phase shifter. Consequently, the rate of change of the phase shift of the voltage pulses from the phase shifter is related to the rotational speed of the shaft of the phase shifter with the relation –– NR K (S) Taking into account (8), the time interval between the moments of coincidence of the phases of the pulses of the second and third sequences is written as AT T – DT (9) it follows that the specified time interval — tjjj uniquely determines the rotational speed of the shaft of the phase shifter. The device implementing the method comprises: a power supply unit 1 for the phase shifter, a phase shifter 2, short pulse shapers, frequency divider 6, owls 7 and 8 circuits, drops, trigger 9, frequency multiplier 10, valve 11, counter 12, frequency dividers 13 and It frequency two, valves 15 and 16, reversible counter 17 The output of power supply unit 1 is connected to the inputs of the phase shifter 2 and the formers of 3 and A, and the output of the phase shifter through the driver 5 is connected to one input of the matching circuit 7 whose second input is connected to 6 with the second input of the matching circuit 8 and with a divider 6 frequency output, in D of which is connected to the output of the driver 3, and the first input of the matching circuit 8 is connected to the output of the driver k, the outputs of the matching circuit 7 and 8 are connected to the inputs of the trigger 9, the output of which is connected to the controlled input of the valve 1 1, the output of which is connected to the counter 12, and the control input of the valve 11 is connected to the control inputs of the valves 15 and 16 and to the output of the frequency multiplier 10, the input of which is connected to the power supply unit of the phase shifter, the outputs of the circuit 7 and 8 match through the frequency dividers 13 and k to two inputs of gates 15 and 1b, in passages which are connected respectively to negative and positive inputs of a reversible counter (PC) 17. The apparatus operates as follows. From the voltage of the unit 1, which supplies the phase shifter 2, with the help of the formers 3 and form two sequences of infinitely short pulses, the periods of which are different in the DT, simultaneously with the help of the imaging unit 5 a sequence of short pulses is formed, the phase of which varies with speed -. At the moment of coincidence of the second pulse arriving from the generator 4 of the sequences, the coincidence circuit 8 generates a pulse, tilting trigger 9, which opens a valve 11, transmitting high-frequency pulses from the multiplier 10 to the counter 12, when the pulses of the second and third sequences coincide, the coincidence circuit 7 produces a pulse, setting the trigger 9 to the initial state, wherein the trigger closes the key 11 and in the counter 12 a code equal to the time interval t2J is recorded which uniquely determines the rotational speed no. Then the cycle is repeated. The rotational speed is determined as follows: the pulses from scheme 7 and 8 of coincidence are divided into two dividers 13 and I, the keys 15 and li6 are opened between these pulses from the outputs of the dividers

на + и - входы PC 17 импульсы с умножител  10, знак разности на выходе реверсивного счетчика 1 соответствует направлению скорости + влево, - вправо.on + and - the inputs of the PC 17 are pulses from the multiplier 10, the sign of the difference at the output of the reversing counter 1 corresponds to the direction of speed + to the left, - to the right.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 20 № 525025, кл. G 01.Р , 1976.1. Author's certificate of the USSR 20 No. 525025, cl. G 01.P., 1976. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 08 С 9/03, 1970 (прототип).2. USSR author's certificate №, cl. G 08 C 9/03, 1970 (prototype).
SU802997630A 1980-10-29 1980-10-29 Method of determination of shaft rotation frequency and direction SU924576A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802997630A SU924576A1 (en) 1980-10-29 1980-10-29 Method of determination of shaft rotation frequency and direction

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802997630A SU924576A1 (en) 1980-10-29 1980-10-29 Method of determination of shaft rotation frequency and direction

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU924576A1 true SU924576A1 (en) 1982-04-30

Family

ID=20923593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802997630A SU924576A1 (en) 1980-10-29 1980-10-29 Method of determination of shaft rotation frequency and direction

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU924576A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU924576A1 (en) Method of determination of shaft rotation frequency and direction
SU708255A1 (en) Arrangement for measuring frequency deviations from ratings
RU2018138C1 (en) Device for measuring active and reactive current components
SU849151A1 (en) Device for measuring amplitude phase frequency characteristics
SU913433A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
RU2125736C1 (en) Vernier meter of time interval sequence
US4130795A (en) Versatile LDV burst simulator
SU862081A1 (en) Method of frequency digital measuring
SU935821A1 (en) Digital phase-meter
SU577527A1 (en) Arrangement for multiplying frequencies
SU938196A1 (en) Phase-shifting device
SU839006A1 (en) Single-channel device for control of thyristorized converter
SU953450A1 (en) Mechanical transmission kinematic error checking device
SU1213436A1 (en) Digital phase-meter
SU1684708A2 (en) Power meter
SU771683A1 (en) Trigonometric function generator
SU478264A1 (en) Digital phase meter for measuring phase shifts between alternating voltages
SU792276A1 (en) Shaft angular position-to-code converter
SU661385A1 (en) Meter of intervals between centers of pulses
SU651309A1 (en) Null-indicator
SU924614A1 (en) Infralow-frequency phase meter
SU511551A1 (en) Digital phase meter
SU898602A1 (en) Pulse generator
SU859943A1 (en) Method of measuring harmonic signal frequency
SU837197A1 (en) Method of measuring speed of shaft rotation and device for effecting same