Способ определения скорости вращения и устройство для его осуществления

Способ определения скорости вращения и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Г

- ":-%ЛЯ бн5г ы16ка MBA

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (») seem>s (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.04.76 (21)2341768/10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.03.78. Бюллетень №11 (45) Дата опубликования описания 35, 03, 78. (51) М. Кл

$ 01 P 3/48

Гасударственный камитет

Сааета Мннистраа СССР па делам нзааретений н аткрытий (53) УДК 531.7:621. .3l 7.39(088,8) (72) Авторы изобретения

Н. В. Аржелас, П. Ф. Трофимов, E. Ф. Семочкин и B. В. Вяхирев (71) Заявитель (54} СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Изобретение относится к контрольно-измерительной ч, хинке и может найти ши) нов применение в различных отпаслях народного хозяйства (в машиностроении, тракторостроении, судостроении) для измерения скорости вращения валов механизмов.

В настоящее время измерение скорости вращения производится различными способами: механическим, оптическим, электрическим.

Устройства, реализующие механический способ, имеют малую точность и низкую надежность; устройства, реализующие оптический способ, при своей высокой точности измерения очень сложны и неудобны в эксплуатаIlHH, в основном используются в лабораторных условиях (1) .

Наиболее современным является электри15 ческий способ. Устройства, реализующие этот способ, просты, удобны в эксплуатации и имеют высокую точность измерения. Указанный способ основан на индуцировании частотной последовательности импульсов и дальнейшей обработке их путем заполнения импульсами стабильной высокой частоты, по числу которых за единицу времени определяют скорос|ь вращения (2). Такие устроиства, как правило, имеют генераторы высокой стабильной частоты, и чем большую необходимо иметь точ- 25 ность измерения, тем выше должна быть частота генерируемых импульсов. Сами генераторы сложны и дороги в изготовлении. При реализации электрического способа, основанного на индуцировании частотной последоватечьности импульсов и дальнейшей обработке их без высокочастотного заполнения значите чьно уklрощаются и удешевляются конструкции этих устройств, а также увеличивается нх эксплуатационная надежность.

Также известен способ, основанный на образовании частотной последовательности импульсов, преобразовании ее в последовательность импульсов с постоянной длительностью и амплитудой и дальнейшем преобразовании этой последовательности импульсов в аналоговое напряжение, величина которого klðîklîðциональна скорости вращения (3).

Цель изобретения — определение направления вращения.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что исходную частотную последовательность импульсов преобразуют в последовательность импульсов с постоянной длительностью и амплитудой так, чтобы совпадали их передние фронты, образуют аналогичную ucQJkkOkk Втер kA;k ii. kl kk; T ;.>иОСтн kk xiiiËÜÑÎÂ, при э|ом фазу этих импульсов сдвигают ilo

599215 з отношению фазы импульсов исходной последовательности h2 некоторый постоянный угол, затем воздействуют преобразованной последовательностью импульсов на вторую последовательность и выделяют из нее новую последовательность импульсов, и по знаку импульсов новой последовательности определяют направление вращения.

Для определения направления вращения в предлагаемое устройство, реализующее этот способ, введены дополнительный усилитель-ограничитель и блок формирования, а частотный датчик снабжен второй сигнальной обмоткой, которую устанавливают так, чтобы фаза импульсов напряжения,индуцируемого этой обмоткой, была сдвинута относительно фазы импульсов напряжения первой сигнальной обмотки на некоторый постоянный угол, при этом вторая сигнальная обмотка через дополнительный усилитель-ограничитель подключена к одному из входов блока формирования, к другому входу которого подключен выход ждущего мультивибратора, а выход блока формирования подключен к входу выпрямительного блока.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ: на фиг. 2 — временная диаграмма преобразований последовательстей импульсов, поясняющая работу устройства, где: а — исходная частотная последовательность импульсов; б — преобразованная последовательность импульсов, полученная из исходной последовательности при вращении по часовой стрелке; в — преобразовательная последовательность импульсов, полученная из исходной последовательности при вращении против часовой стрелки; г — вторая, аналогичная исходной, последовательность импульсов; д — новая последовательность импульсов, полученная в результате воздействия преобразованной последовательности Hd вторую последовательность при вращений по часовой стрелке; е — новая последовательность импульсов, полученная в результате воздействия преобразованной последовательности на вторую последовательность при вращении против часовой стрелки; ж— аналоговое напряжение на выходе устройства при вращении по часовой стрелке; з — аналоговое напряжение на выходе устройства при вращении против часовой стрелки.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит частотный датчик 1, усилители-ограничители 2 и 3, дифференцирующую цепь 4, блок формирования 5, ждущий мультивибратор 6, выпрямительный блок 7, устройство отображения 8.

Датчик 1 предназначен для образования двух аналогичных частотных последовательностей импульсов, частота следования которых пропорциональна скорости вращения вала, а фазы импульсов этих последовательностей сдвинуты относительно друг друга на некоторый постоянный угол, не изменяющийся при изменении скорости вращения вала. Один из выходов датчика подключен к входу усилителя 2, другой — к выходу усилителя 3.

Усилитель-ограничитель 2 Ilpegllaalla IPII для усиления и ограничения по амплитуде импульсов первой частотной последовательности датчика 1. Выход усилителя подключен к входу дифференцирующей цепи 4.

5 Усилитель-ограничитель 3 предназначен для усиления и ограничения по амплитуде импу,ll,— сов второй частотной последовательности да — чика 1. Выход усилителя-ограничителя подключен к одному из входов блока формирования 5.

Дифференцирующая цепь 4 предназначена для запуска ждх щего мультивибратора 6.

Ее выход подключен и входу ждущего мультивибратора 6.

Блок формирования 5 предназначен для образования биполярной последовательности импульсов, знак которых зависит от направления вращения вала. Выход блока формирования подключен к входу выпрямительного блока 7.

Ждущий мультивьйратор 6 предназначен для формирования прямоугольных импульсов постоянной длительности и амплитуды. Выход

2 ждущего мультивибратора подключен к другому входу блока формирования 5.

Выпрямительный блок 7 предназначен для преобразования биполярной последовательности импульсов с выхода блока формирования 5

25 в аналоговое напряжение, величина которого пропорциональна скорости, а знак — направлению вращения вала. Выход выпрямительного блока подключен к устройству отображения 8.

Устройство отображения 8 предназначено для выдачи показаний величины скорости и

ЗО направления вращения вала.

Устройство работает следующим образом.

При вращении вала в сигнальных обмотках датчика 1 индуцируются две аналогичные частотные последовательности импульсов, фазы которых сдвинуты относительно друг друга на некоторый постоянный угол q. Так как амплитуда импульсов этих последовательностей зависит от скорости вращения вала, их усиливают и ограничивают соответственно усилителямиограничителями 2 и 3. Первая последовательность импульсов 1см. фиг. 2а), усиленная и ограниченная усилителем-ограничителем 2, поступает на дифференцирующую цепь 4, дифференцируется и своим передним фронтом запускает ждущий мультивибратор 6, íà выкоде которого образуется последовательность импуль45 сов (см. фиг. 2б, в) с постоянной амплитудой и длительностью, определяемыми параметрами мультивибратора. При этом последовательность импульсов, изображенная на фиг. 2б, образуется при вращении вала по часовой стрелке, а изображенная на фиг. 2в, — при

50 вращении вала против часовои стрелки. Передние фронты этих импульсов совпадают с передними фронтами импульсов преобразуемой (исходной) последовательности (см. фиг. 2а).

Полученные импульсы с выхода ждущего муль55 тивибратора 6 поступают на один из входов блока формирования 5. Одновременно на другой вход блока формирования поступает с выхода датчика 1 вторая последовательность импульсов, усиленная и ограниченная усилите6О лем-ограничителем 3. В результате преобразо599215

Формула изобретения

Фиг.1 вания на выходе блока формирования 5 образуется биполярная последовательность импульсов (см. фиг. 2д, е). При этом последовательность импульсов, изображенная на фиг. 2д, образуется при вращении вала по часовой стрелке, изображенная на фиг. 2е, — при вращении вала против часовой стрелки. Затем эту последовательность подают на вход выпрямительного блока 7, на выходе которого получают аналоговое напряжение (см. фиг. 2а, ж, з). При этом напряжение, изображенное на фиг. 2ж, соответствует вращению вала по часовой стрелке, а изображенной на фиг. 2з, — вращению вала против часовой стрелки. Величина полученного напряжения пропорциональна скорости вращения вала. По устройству отображения 8 определяют величину скорости и направления вращения вала.

1. Способ определения скорости вращения, основанный на образовании частотной последовательности импульсов от датчика и дальнейшем преобразовании ее в последовательность импульсов с постоянной длительностью и амплитудой, отличающийся тем, что, с целью определения направления вращения, образуют сдвинутую по фазе на определенный угол вторую последовательность импульсов от того же датчика, совмещают передние фронты импульсов преобразованной и первой исходной последовательностей импульсов, затем воздействуют преобразованной последова:ель.;остью импульсов на вторую последоваг< — .<.отb импульсов выделяют из нее новую и .,:. >вательность импульсов и по знаку имоу..;;;." новой последовательности определяюг направление вращения

2. Устройство, реа.;изующее способ определения скорости вращения, содержащее последовательно соединенные частотный датчик, усилитель-ограничитель, дифференцирующую о цепь, ждущий мультивибратор, выпрямительный блок и устройство отображения, от,гичающееся тем, что, с целью определения направления вращения, в устройство введены дополнительный усилитель-ограничитель и блок формирования, а частотный датчик снабжен втоrs рой сигнальной обмоткой, сдвинутой по фазе относительно первой сигнальной обмотки на постоянный угол, при этом вторая сигнальная обмотка подключена через дополнительный усилитель-ограничитель к одному из входов блока формирования, к другому входу которого ге подключен выход ждущего мультивибратора, а выход блока формирования подключен к входу выпрямительного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании № 1396889, кл G 1 А, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР ¹ 449302, кл. G 01 р 3/54, 1973. .3. Карпов P Г. Электроника в испытании тепловых двигателей, М.. «Машгиз», 963, с. 105 — 111.

5992!5

1!

1 (1 (I

Составитель М. Ха стов

Техрсд О. Луговая Корректор Н. Тупица

Тираж 1112 Подписное

Редактор Л. Киселева

Заказ 1403/36

L!Hk ll I!4 1 осудар твенного копии ета Говета Мин гетре в ГССР по ясла li изобретений и от..рыт п!! 13035, Москва, 2К-35, Ратшская паб., д. 4i5

Фп.kna;k П11!1 «Патен|», г Ужгород, ул. 11росктная, 4