Цифровой измеритель угловой скорости и ускорения

Цифровой измеритель угловой скорости и ускорения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ по авт.св. № 817593, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем определения центробежного ускорения, в него введены второй двоичный умножитель , второй управляемый делитель частоты, второй делитель частоты, третий ключ, четвертый счетчик и регистр памяти числа, пропорционального центробежному ускорению, причем выходы регистра памяти числа периодов соединены с информационными входами второго двоичного умножителя частоты, счетный вход которого подключен к выходу первого управляемого делителя частоты, а выход - к счетному входу второго управляемого делителя частоты, информационные входы которого соединены с выходами регистра памяти числа импульсов датчика скорости, счетньш вход - с выходом второго двоичного умножителя частоты, а выход через второй делитель частоты - с первым входом третьего ключа, второй вход которого подключен к выходу генератоi ра эталонной частоты, а первый выход - к входу перезаписи регистра памяти числа, пропорционального центробежному ускорению, информационные входы которого соединены с выходами с четвертого счетчика, счетный и устае новочньй входы которого соответственно подключены к второму и третьему выходам третьего ключа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН р ъ".: ъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ! Ql с©

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 817593 (21) 3294003/18-10 (22) 29.05.81 (46) 07.08.84. Бюл. У 29 (72) В.В ° Андрущук, Е.И. Грозов и А.Л. Логинов (71. Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И. Калинина (53) 621.317.39:531.7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

N- 817593, кл. G 01 P 11/00, 1979. (54)(57) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВОЙ

СКОРОСТИ И УСКОРЕНИЯ по авт.св.

У 817593, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем определения центробежного ускорения, в него введены второй двоичный умножитель, второй управляемый делитель частоты, второй делитель частоты, третий ключ, четвертый счетчик и регистр памяти числа, пропорционального центробежному ускорению, причем..su„„»коьв A

y g С 01 P 11/00; С 01 Р 3/489 выходы регистра памяти числа периодов соединены с информационными входами второго двоичного умножителя частоты, счетный вход которого подключен к выходу первого управляемого делителя частоты, а выход — к счетному входу второго управляемого делителя частоты, информационные входы которого соединены с выходами регистра памяти числа импульсов датчика скорости, счетный вход — с выходом второго двоичного умножителя частоты, а выход через второй делитель частоты — с первым входом третьего ключа, второй вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а первый выход — к входу перезаписи регистра памяти числа, пропорционального центробежному ускорению, информационные входы которого соединены с выходами четвертого счетчика, счетный и устаС новочный входы которого соответственно подключены к второму и третьему: выходам третьего ключа. !

1107059

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике и предназначено для измерения параметров движения и использования в системах автоматического регулирования угловой скорости.

По основному авт.св. Р 817593 известно устройство. содержащее импульсный датчик скорости, генератор эталонной частоты, соединенный через 1IO ключ с входом счетчика числа периода, второй ключ, набор схемы И, одни ,входы которых соединены с выходами соответствующих разрядов счетчика числа периода, а выходы — с входами схемы ИЛИ, счетчик числа импульсов датчика скорости, блок измерения приращения угловой скорости, три регистра памяти, делитель частоты и элемент стабилизации интервала времени изме- 2р рения, один вход которого подключен к выходу соответствующего разряда счетчика числа периода, другой вход, соединенный с входом счетчика числа импульсов датчика скорости и входом 2S второго ключа, подключен к выходу датчика скорости, а выход соединен с третьим входом первого ключа, с входами блока измерения приращения угловой скорости, другой вход которого соеди- о нен с выходом первого ключа, при этом другой вход первого регистра памяти, соединенный с входом третьего регистра памяти, подключен к выходу счетчика числа периода, а выход — к другим

35 входам набора схем И, выход третьего регистра памяти подключен к третьему входу блока измерения приращения угловой скорости, а другой вход третьего регистра памяти, соединенный с входом второго ключа и с четвертым ,.входом блока измерения приращения ! угловой скорости, подключен к выходу

1второго регистра памяти, другой вход которого соединен с выходом счетчика числа импульсов датчика скорости, а третий — с выходом схемы ИЛИ (1 .

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства путем определения центробежного

50 ускорения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой измеритель угловой скорости и ускорения введены второй двоичньй умножитель частоты, второй 55 управляемый делитель частоты, второй делитель частоты, третий ключ, четвертый счетчик и регистр памяти числа, пропорционального центробежному ускорению, причем выходы регистра памяти числа периодов соединены с информационными входами второго двоичного умножителя частоты, счетный вход которого подключен к выходу первого управляемого делителя частоты, а выход — к счетному входу второго управляемого делителя частоты, информационные входы которого соединены с выходами регистра памяти числа импульсов датчика скорости, счетный вход — с выходом второго двоичного умножителя частоты, а выход через второй делитель частоты — с первым входом третьего ключа, второй вход которого подключен к выходу генератора эталонной частоты, а первый выход — к входу перезаписи регистра памяти числа, пропорционального центробежному ускорению, информационные входы которого соединены с выходами четвертого счетчика, счетный и установленньй входы которого соответственно подключены к второму и третьему выходам третьего ключа.

На чертеже показана схема цифрового измерителя угловой скорости и центробежного ускорения.

Измеритель содержит импульсный датчик 1 скорости, генератор 2 эталонной частоты, ключ 3, элемент 4 стабилизации интервала времени измерения, счетчик 5, регистр 6 памяти числа периода, счетчик 7, регистр 8 памяти числа импульсов датчика скорости, первый двоичный умножитель 9 частоты, первый управляемьй делитель 10 частоты, первьй делитель 11 частоты, второй ключ 12, счетчик 13, регистр 14 памяти числа пропорционального угловой скорости, второй двоичный умножитель 15 частоты, второй управляемый делитель

16 частоты, второй делитель 17 частоты, третий ключ 18, счетчик 19 и регистр 20 памяти числа И, пропорционального центробежному ускорению.

В соответствии с алгоритмом работы известного устройства к концу инI тервала времени измерения Т на выходе счетчика 5, заполняющегося частотой эталонного генератора, формируется число Мт= Е и Т, пропорциональное периоду Т следования импульсов с датчика 1 скорости, а в счет1 чике 6 — число = --, На выходе

Т двоичного умножителя 9 получается

i 107059

45 г„ частота г = где где ду ду коэффициент деления двоичного умножителя. Частота 1 > = — измеряемой 5

1 т частоты с выхода датчика 1 скорости.

Частота подается на вход управ1 ляемого делителя 10 с коэффициентом деления и, информационные входы которого подключены к регистру 8 па- tp мяти. На выходе, делителя 10 получает32 7 ся частота о . Период Т ! г ь1д, Т ДУ ЪУ прямо пропорциона -2 2 лен измеряемой частоте и соответственно угловой скорости. Для увеличения точности преббразования период увеличивается путем деления частоты 20 делителем 11 с коэффициентом деления К1. На выходе делителя 11 частоты получаются импульсы с периодом

К следования Т =k

ДУ 1 з

Этот период заполняется импульсами эталонной частоты, поступающими через ключ 12 на счетный вход счетчика 13, на выходе которого в конце каждого интервала преобразования получается число Н = Т =fjN „K/9 ) пропорциональное угловой скорости.

MZ

ТаК как = — = (где 2 — число им2н пульсов, вырабатываемых импульсным датчиком cKQDocTH за один оборот), ZM К1

1ц 2- ц1 Для формирования

АУ 1

2л о числа И, пропорционального центробежному ускорению частота Е„ подается 40

A на счетный вход двоичного умножителя

15, информационные входы которого соединены с регистром 6 памяти ° На выходе двоичного умножителя 15 получается частота

4 2М„N2

*У а выходе управляемого делителя 16, информационные входы которого подключены к регистру 8 памяти, получает- 50

ХЗ Т2 ся частота E5 = -- — —. Для увеличения

*У точности преобразования, а также с целью выбора необходимого масштабного коэффициента преобразования частота делится на делителе 17 с коэффициентом деления Ê2. С его выхода поступают импульсы, период следования

4 о пропорционален квадрату угловой скорости.

Известно, что центробежное ускорение N = Rw Период Т через ключ 18 заполняется частотой и на выходе счетчика 19 в конце каждого интервала преобразования получается число

ЕМ2К аг г г . пРОпОрциОнгггъ— гг оь= г1г г о ное центробежному ускорению. При заданном К и и и выбранных величинах

*У

z < и К2 в регистре 20 памяти запоминается цифровой отсчет в единицах центробежного ускорения с десятичным коэффициентом кратности.

Цифровой измеритель угловой скорости и ускорения работает следующим образом.

Ближайший импульс с выхода датчика

1 своим задним фронтом производит установку в состояние "1" элемента

4, перепись информации со счетчиков

5 и 7 в регистры 6 и 8, сброс счетчиков в состоянии 0 (схема формирования импульсов переписи и сброса не показана, а ее функции приписаны элементу 4) и открывание ключа 3, Начинается заполнение счетчика 5 импульсами эталонной частоты с генера- о тора 2 и счетчика 6 импульсами с выхода датчика 1. По мере заполнения счетчика 5 на выходе соответствующего разряда появится импульс, который своим передним фронтом установит элемент 4 в состояние "0". Далее заполнение счетчика 5 импульсами частоты Е происходит до прихода ближайшего импульса с выхода датчика

1, который своим задним фронтом производит, как описано выше, установку элемента 4 в "1", счетчиков 5 и 7 в 0 и перепись информации в регистры 6 и 8. При этом в регистре 6 памяти записано число NT= ЕоьТ, а в регистре 8 — число ь. Число и с выхода регистра 6 поступает на йнформационные входы двоичных умножителей 9 и 15, при этом на счетный вход умножителя 9 поступают импульсы эталонной частоты с генератора 2. Выход умножителя 9 соединен со счетным входом управляемого делителя 10, на информационные входы которого поступает число и с выхода регистра 8.

1107059 ния.

ВНИИПИ Заказ 5751/31 Тираж 823 . Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4

В результате на выходе делителя 10

3 гот получается частота 1 = ††. Период г и

"" аз следования импульсов Т = --- про-г г1. о порционален угловой скорости. Выход делителя 10 соединен с входом делителя 11, выход которого подключен к первому входу ключа 12. На второй вход ключа 12 поступает эталонная частота с генератора 2. Выход ключа

12 подключен к счетному входу счетчика 13, выход которого подключен к регистру 14 памяти. По переднему фронту импульса, поступающего с выхода делителя 11, ключ 12 закроется. При этом формируются два импульса, первый из которых произведет перепись информации с выхода счетчика 13 в регистр 14 памяти, а второй установит счетчик 13 в "0" (схема формирования импульсов переписи и сброса не показана, а ее функции приписаны ключу 12). По заднему фронту второго импульса ключ 12 откроется и начнется новый цикл заполнения счетчика частотой,. В результате описанного преобразования в регистре . (ХМ„, К

1А хранится число М = и, и 2рЕе

I пропорциональное угловой скорости.

Частота Хг с выхода управляемого делителя 10 поступает на счетный вход двоичного умножителя 15, выход которого соединен со счетным входом управляемого делителя 16, Информационные входы последнего подключены к выходам регистра 8. С выхода управляемого делителя 16 поступают импульсы, период следования которых пропорционален квадрату угловой скорости г а а 2

Т = -- — = — — f . Выход управляез ь-7 з о о мого делителя 16 соединен с входом делителя 17, на котором реализуется коэффициент деления. Выход делителя о

17 соединен с первым входом ключа

18, на второй вход которого поступает частота с генератора 2 ° С выхода ключа 18 эта частота поступает на счетный вход счетчика 19, выход которого подключен к входу регистра 20 памяти. По переднему фронту импульса, поступающего с делителя 17, ключ

18 закроется. При этом формируются два импульса, первый из которых про20 изведет перепись ииформации с выхода счетчика 19 в регистр 20, а второй установит счетчик 19 в "0" и своим задним фронтом откроет ключ 18 (схема

° формирования импульсов, а ее функции приписаны ключу 18), после чего начнется новый цикл преобразования, в результате которого в регистр 20 бу22 12

Лет храниться число N = *" ld тЧ,1Т 2 2

ЗО представляющее собой цифровой отсчет в единицах центробежного ускорения с десятичным коэффициентом кратности.

Предлагаемое техническое решение позволяет расширить функциональные возможности путем измерения ускоре