Устройство для измерения скорости с аналоговым выходом

Устройство для измерения скорости с аналоговым выходом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСТВУ

Союэ Советских

Соцмвпмстммескмх

Республик

678415 с (6() Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено01.08.77 (21)2511962/18 10 (51) М. Кл

G 01 P 3/48 с присоединением заявки №

Государстоеииый иамитет

СССР оо делом изобретений и отирытий (23) Приоритет

Опубликовано05,08..79рюллетеиь № 29 (53) УДК 531.7:

:62 1. 3 17,39 (088,8) Дата опубликования описания10,08.7с1 (72) Авторы изобретения

4Л

Л. М. Ковалев, М, И. Гончаров, С, Е. Жндуно н М, В. Лейковский

Могилевский машиностроительный институт (7 I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ

С АНАЛОГОВЫМ ВЫХОДОМ

Изобретение относится к патчикам, преобразователям и устройствам сбора информ ации.

Известны импульсные датчики скорости е аналоговым BbIxopoM, в которых измеряемая скорость врашения преобразуется в частоту электрических импульсов, которая в свою очередь с помошью позируюших и осреднятоших устройств преобразуется в аналоговый сигнал. При этом дозируюшие устройства выполняются чаше всего в ви1О де жпушего мультивибратора отдельно или в соединении с кварцевым генератором и схемоа совпадения, а осредняк>шие — в виде накопительного конденсатора при соответству|ошей схеме его включения или в

15 виде подвижного (измерительного ) узла вторичного прибора I 1) . Известен также фототахометр ФТ-.1, которыи имеет выносной фотопатчик, состоящий из лам20 почки автономной посвети и измерительной части, состоящей из разделительного конденсатора, двухкаскапного усилителя, дифференцнруюшей цепочки, конпенсатора, ограничительного сопротивления в микроамперметре (2 ) . Недостатками указанньтх устройств являются их низкая точность; невысокое бытродействие и значительные пульсации выходного напряжения.

Пель изобретения — повышение точности, увеличение быстродействия и снижение пульсаций выходного напряжения датчика.

Для этого в устройство введены сумматор, интегратор, фиксатор, элемент жесткой отрицательной обратной связи и дополнительный формирователь для управления фиксатором, причем выход собственно им пульсного датчика соединен с вхопом формирователя и управляющим входом фиксатора через дополнительный формирователь, а выход фиксатора через элемент обратной связи и выход формирователя соединены с входом сумматора, последний в свою очередь через интегратор соединен с фиксатором.

На чертеже изображена схема устройства.

678415

Г но oодержит импульсный датчик 1, формировател 2 и 3 импульсов, сумматор 4, интсгратор 5 > фиксатор 6 и элемент 7 обратной связи.

Скорость вращения м при помощи 5 собственного импульсного датчика 1 преобразовьпмется в частоту прямоугольных иллйуж сов постоянной амплитуды, которые поступают на формирователи 2 и 3.

Форл ирователь 2 формирует пряллоугольные10 ил1пульсы постоянной длительности и амп1IHTvI1bT с i7o7 07 оА, пропорциональной ск0 рости вращения, а формирователь 3 - короткие импульсы для управления фиксатором 6 с той же частотой. Сумматор 4 сравнивает импульсный сигнал с формирователя 2 с сигналом обратной связи, про" п75рци опальным выходному напряжению датчика. В результате сравнения на. выхо. пе сумматора получается импульсное раз- 20 нополярное напряжение, пропорциональное ошибке датчика. Интегратор 5 обеспечивает получение напряжения, пропорционального интетралу импульсного сигнала ошибки. фиксатор 6 осуществляет запо- минание напряжения интегратора в начале каждого периода последовательности импульсов собственно импульсного датчика скорости.

В начале первого периода последовательности импульсов форллирователя 2 фиксатор 6 включается на короткое время — и осу7цествляет запоминание напряжения интегратора, которое в данный момент времени равно нулю. За время действия импульса в первом периоде на интеграторе накапливается напряжение, которое> вследствие включения фиксатора в конце первого или в начале второго периода, 40 запоминается и через блок обратной связи поступает на сумматор, что приводит к уменьшению среднего значения ошибки на втором периоде. Бо втором и последую-ших периодах происходит дальнейшее на-:

45 хопление напряжения на интеграторе и

= его "зайбЖтнайие в конйе каждого период, в результате чего на выходе датчика получается ступенчатое нарастание напряже. нйя .

Процесс нарастания ступенчатого выходного напряжения будет продолжаться до тех пор, пока выходное напряжение датчика не достигнет установившегося значения. В установившемся . режиме про55 цесс накопления напряжения интегратора .= " = щ>екраШаетс:я, а=Следовательно; и пуль . сации выходного напряжения датчйка практически отсутсттзук>т.

Так как в установившемся режиме работы изллернтельного устройства среднее значение ошибки датчика за период равно нулю, можно записать:

Т

J l V И) д 1+ К. с .„,„Т = О. а

Следовательно, т

8их, = l((p)(4< ос. гдето,l(V, () l — соответственно период и амплитуда импульсов, поступающих с формирователя

2 в установившемся режиме врашения; коэффициент передачи элео.с. мента обратной связи.

Таким образом, выходное напряжение датчика равно средневыпрямленному значению импульсов напряжения, поступающих с формирователя 2. Положим, что дли- тельность этих импульсов,, амплитуда U, а частота f связана со скоростью вращенля сс> через коэффициент передачи К собственно импульсного датчика 1 и формирователя 2.

Тогда

U = — Ut .

ВЫх о о о. с .

Формула изобретения

Устройство для измерения скорости с аналоговым выходом, содержащее последовательно соединенные импульсный датчик и формирователь импульсов постоянной длительности с частотой, пропорциональной скорости вращения, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью увеличения точности, быстродействия и уменьшения пульсаций выходного напряжения в установившемся режиме, в него введены элемент жесткой отрицательной обратной связи и последовательно соединенные сумматор, интеграгор и фиксатор с формирователем коротких импульсов, причем выход импульсного датчима через формирователь коротких импульсов подключен ко второму входу фиксатора, выход которого. через элемент жесткой отрицательной обратной связи соединен со вторым входом сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .

1. Авторское свидетельств СССР

И 328387, кл. 9 01 P 3/48, 1969.

2. Потапж Л. А- Измерение вращакмцих моментов и скоростей вращения ми„роэлектродвигателей. N., "Энергия", .1 974, q. 118-120.

675415

Составитель М. Хаустов

Редактор Л. Тюрина Техред,М. Петко Корректор f . Назарова

Заказ 4549/34 Тираж 1090 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo делам изобретений и открытий

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

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