Устройство для измерения скорости вращения вала

Устройство для измерения скорости вращения вала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i>1 556388

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сони Соеетскик

Социалистических

Республик (51) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.07.75 (21) 2160429/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Оп1 бликовано 30.04.77. Бюллетень № 16 (51) М. Кл. G OIR 3/00

Гссударстеенный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.6 (088.8) Дата опубликования описания 17.05.77 (72) Авторы изобретения

И. П. Исаев, H. И. Ардатский, В. П. Феоктистов, А. И. Гольдштейн и А, М. Фурлетов

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта и Рижский вагоностроительный завод (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ

ВАЛА

Изобретение относится к импульсной технике.

Известно устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее импульсный тахогенератор, связанный с валом, генератор импульсов опорной частоты, счетчик импульсов, соединенный через логические элементы с тахогенератором и генератором импульсов опорной частоты (1).

Данное устройство не обеспечивает достаточной точности и надежности измерений.

Известно также наиболее близкое по технической сущности к изобретению устройство, содержащее импульсный тахогенератор, связанный с вращающимся валом, выход которого через логический элемент И подключен к одному входу первого счетчика импульсов, вторым входом соединенного с выходом триггера знака, датчик импульсов стандартной частоты, выход которого через второй логический элемент И подключен к входу второго счетчика импульсов, вход сброса этого счетчика соединен с входами сброса первого счетчика импульсов и триггера знака, а соответствующие выходы через дополнительные логические элементы И вЂ” с входами разрядов первого счетчика импульсов (2).

Недостатком данного устройства является большая погрешность измерения.

Цель изобретения — уменьшение погрешности измерения.

Это достигается тем, что в устройство, со5 держащее импульсный тахогенератор, связанный с вращающимся валом, выход которого через логический элемент И подключен к одному входу первого счетчика импульсов, вторым входом соединенного с выходом триггера

10 знака, датчик импульсов стандартной частоты, выход которого через второй логический элемент И подключен к входу второго счетчика импульсов, вход сброса этого счетчика соединен с входами сброса первого счетчика им15 пульсов и триггера знака, а соответствующие выходы через дополнительные логические элементы И вЂ” с входами разрядов первого счетчика импульсов, введены два многовходовых логических элемента И, логические элементы

20 ИЛИ и НЕ и дпфференцпруюший элемент.

Входы каждого многовходового логического элемента И соединены с выходами разрядов соответствующего счетчика, а их выходы подключены к входам логического элемента ИЛИ, 25 соединенного последовательно с логическим элементом НЕ, выход которого связан с вторыми входами упомянутых первого и второго логических элементов И непосредственно и с вторыми входами дополнительных логических

556388 т. е.

25 т. е. элементов I I через диффереш1ирующнй элемент.

Структурная электрическая схема описываемого устройства приведена на чертеже.

Устройство содержит импульсный тахогенератор 1, логические элементы И 2 — 10, многовходовые логические элеи(енты И 11, 12, счетчики 13, 14, логический элемент ИЛИ 15, логический элемент НЕ 16, датчик 17 импульсов опорной частоты, дифференцирующий элемент

18, триггер 19 знака. На вход 20 первого счетчика, на вход 21 второго счетчика и вход 22 триггера знака поданы импульсы сброса, Работает устройство следующим образом.

При поступлении сигнала опроса происходит сброс всех разрядов счетчиков 13 и 14, в результате чего на выходах элементов И 11 и 12 оказывается нулевой уровень, а на выходе элемента НЕ 16 — единичный, Единичный уровень с выхода элемента НЕ 16 открывает элементы И 2 и 3. На вход счетчика 13 начинают поступать импульсы с тахогенератора 1, частота которых пропорциональна скорости вращения вала, а на вход счетчика 14 — импульсы постоянной частоты датчика 17.

При заполнении любого из счетчиков на выходе соответствующего элемента И l l илп 12 образуется единичный сигнал, который через элемент ИЛИ 15 подается на элемент НЕ 16, На выходе последнего появляется нулевой уровень, запирающий элементы И 2 и 3. Счет импульсов прекращается, следовательно, в момент заполнения любого из счетчиков. На низких скоростях первым заполняется счетчик 14, на высоких — счетчик 13.

Одновременно сигнал с выхода элемента

HE 16 поступает на дифференцирующий элемент 18, на выходе этого элемента в рассматриваемый момент времени образуется»мпульс, который поступает на элементы И 4 — 10 и переписывает содержимое счетчика 14 в счетчик 13. Поскольку счетчик 13 выполнен в виде сумматора, то в нем получается алгебраическая разность содержимого счетчиков 13 и

14 (с учетом знака).

Введем обозначения: n — скорость вала, об/мин; Кз — содержимое счетчика 13 до вычитания; Кв — содержимое счетчика 14; (Кз — К6) — содержимое счетчика 13 после вычитания; Л(— количество разрядов каждого из счетчиков; f,„= const — частота импульсов датчика стандартной частоты; f„„, частота импульсов на выходе тахогенератора

< где Z — число импульсов тахоZn

60 генератора за оборот вала

Тогда в зоне низких скоростей результат измерения зависит от скорости вала следующим образом. (K, К,)„= (2 — 1) < " — 1), 30

65 а в зоне высоких скоростей (K, — К,), = (2N — 1) < 1 — — f"*), {К, — К,),) О. (2) В зоне низких скоростей результат (Кз — К ) пропорционален значению измеряемой скорости. В зоне высоких скоростей получается нелинейная зависимость, причем (Кэ — К6) стремится к предельному значению (2) — 1) при и — )- со. Таким образом, переполнение счетчиков невозможно даже при значительных превышениях номинальной скорости (случай боксования колесных пар). Устройство сохраняет работоспособность также при полной остановке вала; соответствующий результат измерения равен (2- — 1).

Технико-экономическая эффективность устройства определяется следующими факторами: исключение возможности переполнения счетчиков; время замера является строго фиксированным; ввиду нелинейной зависимости (Š— Ев) от скорости в зоне высоких скоростей погрешность измерения (в относител ьных единицах) остается постоянной.

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости вращения вала, содержащее импульсный тахогенератор, связанный с вращающимся валом, выход которго через логический элемент И подключен к одному входу первого счетчика импульсов, второй вход которого соединен с выходом триггера знака, датчик импульсов стандартной частоты, выход которого через второй логический элемент И подключен к входу второго счетчика импульсов, вход сброса которого соединен с входами сброса первого счетчика импульсов и триггера знака, а соответствующие выходы соединены через дополнительные логические элементы И с входами разрядов первого счетчика импульсов, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью уменьшения погрешности измерений, в него введены два многовходовых логических элемента И, логические элементы ИЛИ и HE и дифференцирующий элемент, причем входы каждого многовходового логического элемента И соединены с выходами разрядов соответствующего счетчика, а их выходы подключены к входам логического элемента ИЛИ, соединенного последовательно с логическим элементом НЕ, выход которого соединен с вторыми входами упомянутых первого и второго логических элементов И непосредственно и с вторыми входами дополнительных логических элементов И через дифференцпрующий элемент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Богорад Г. 3. Цифровые регуляторы и измерители скорости. М„ Энергия, 1966, с. 63.

2. Патент США Хо 3855585, кл. 340 †347, 1974 (прототип).

556388

Составитель А. Артюх

Техред О. Тюрина

1(орректор 3. Тарасова

Редактор А. Осочников

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1054/18 Изд. № 401 Тираж 1106 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5