Фазоизбирательное устройство

Фазоизбирательное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 1828I09

ОП И САН И Е

ИЗОЬГЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.01.79 (21) 2708351/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. Кл.

G 01R 25/00

Госурарственнык комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.373 (088.8) (72) Авторь изобре (71) Заяви (54) ФАЗОИЗБИРАТЕДЪНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к измерительной технике и приборостроению для технической диагностики машин типа двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано как в качестве автономного прибо- 5 ра, так и в качестве устройства, встраиваемого в диагностическую измерительную систему.

Известно фазоизбирательное устройство, выполненное в виде механических контак- 10 тов в цепи регистрирующего прибора (1).

Однако с увеличением частоты вращения увеличивается дребезг контактов механической системы устройства и, как следствие, искажение параметров (начальной фазы и 15 длительности) строб-импульсов, что вызывает невысокое быстродействие устройства.

Невозможность оперативного изменения количества строб-импульсов и их параметров делает невозможным применение известного устройства в автоматизированных системах испытания и диагностики двигателей.

Известно фазоизбирательное устройство, содержащее датчики частоты вращения, выход которого через формирующий каскад подключен к входу умножит ля частоты, а выход последнего соединен cc: счетным входом счетчика импульсов; блок управления, связанный с блоком программирования, с 30 источником опорного сигнала, с одним из входов триггера и с управляющим входом умножителя частоты (2).

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Достигается это тем, что в фазоизбирательное устройство, содержащее датчик частоты вращения, выход которого через формирующий каскад подсоединен к входу умножителя частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, блок управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с блоком программирования и источником опорного сигнала, а первый и второй выход соответственно с одним из входов триггера и с управляющим входом умножителя частоты, введены элемент сравнения кодов, добавочный счетчик импульсов, ключ и элемент запрета, причем третий выход блока управления соединен с первым входом элемента сравнения кодов, второй вход которого присоединен к выходу счетчика импульсов, а выход подсоединен к третьему входу блока управления и второму входу триггера, третий вход которого соединен с выходом добавочного счетчика импульсов, а выход — с управляющими входами элемента запрета и ключа, вход которого соединен с выходом умножителя частоты, а вы828109 -1 ==- —,,О, go ход со счетным входом второго счетчика импульсов, вход элемента запрета подсоединен к четвертому выxoäó блока управления, а выход к установочному входу добавочного счетчика импульсов, установочный вход счетчика импульсов соединен с исто шиком опорного сигнала.

Схема устройства приведена на черте>ке.

Устройство содержит датчик 1 частоты вращения, формирующий каскад 2, умножитель 3 частоты, ключ 4, счетчик 5 импульсов, добавочный счетчик б импульсов, элемент 7 сравнения кодов, триггер 8, блок 9 управления, элемент 10 запрета, источник

11 опорного сигнала и блок 12 программирования.

В качестве датчика 1 частоты вращения может быть использован датчик, установленный против зубцов маховика, или любой другой датчик, частота импульсов на выходе которого пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Источник 11 опорного сигнала может быть построен как на базе датчика верхней (нижней) мертвой точки поршня двигателя, так и на базе любого другого датчика, сигнал на выходе которого соответствует определенной фазе цикла работы двигателя.

В качестве умножителя 3 частоты можно использовать любой умно>китель, выходная частота которого позволяет задавать параметры строб-импульса с заданной разрешающей способностью по углу п. к. в. Обычно частоту следования импульсов от умно>кителя выбирают кратной 720 .

Устройство работает следующим образом.

При включенном двигателе на выходе источника 11 опорного сигнала образуется последовательность импульсов с периодом следования Т„, равным длительности одного цикла работы двигателя. При этом момент появления импульса источника 11 соответствует определенной фазе цикла работы двигателя, например, фазе прохождения поршнем первого цилиндра верхней мертвой точки в начале такта рабочего хода. Примем это значение фазы за нулевое, а изменение фазы за цикл работы двигателя обозначим 11>II.

Период следования импульсов датчика 1 частоты вращения кратен периоду Т„так, что за цикл работы двигателя, т. е. при изменении фазы на I1;I5 единиц, на выходе датчика 1 появляется А импульсов. Импульсы датчика 1 через формирующий каскад 2 поступают на вход умножителя 3 частоты с коэффициентом умножения К. В результате умножитель 3 частоты при изменении фазы на Гро единиц формирует М„=КА импульсов.

В исходном состоянии устройства, т. е. до начала его работы, сигналами, поступающими с соответствующих выходов блока 9

30 э 5

65 управления, Bbixotr > >1но>китсля 3 заблокирован, а триггер 8 vc: аповлсн в состо5111пс, прп 1 отором спГпа,1 11а еГО вь1",оде имеет нулевое зпачснпс. Г1ри этом элемент

10 запрета оказывается разблокированным, а ключ 4 заблокирован. По команде запуска, подаваемой па вход олока 9 управления, в после;1шш с выхода блока 12 программирования вводятся l пар чисел, где

1 — число строб-импульсов, следующих последовательно за интервал времени, равный

Тч,. Первое число Л1;; в i-й паре чисел соответствует фазе у переднего фронта 1-ro строб-импульса, при этом а второе число ЛЛ1.; соответствуст длительности ЛГ1>; 1-го строб-импульса, прн этом

aN,,;= a (Ð, ЛIo.

После выполнения описанной выше операции на выходе источника 11 опорного сигнала появляется импульс. По этому i!irпульсу счетчик 5 импульсов устанавливается в исходное нулевое состояние, а блок 9 управления устанавливается в исходное первое состояние. При этом с соответствующих его выходов на вход элемента 7 сравнения кодов поступает код числа Л,,;, а на установочный вход добавочного счетчика 6 импульсов через разблокированный элемент

10 запрета поступает код числа AN;, т. е. поступают коды чисел, соответствующих начальной фазе и длительности первого стробимпульса. Через некоторый маль1й интервал времени, необходимый для установления кода на входе элемента 7 сравнения кодов и записи в счетчик 5 импульсов, блок 9 управления изменяет значение сигнала, удер" живающего триггер 8 в исходном состоянии и блокирующего выход умножителя 3 частоты. Импульсы с выхода умножителя 3 частоты начинают поступать на счетный вход счетчика б импульсов.

В процессе счета импульсов умножителя

3 частоты код, набираемый счетчиком 5 импульсов, непрерывно сравнивается с кодом числа N;. Г1ри поступлении на вход счетчика Л .1-го импульса элемент 7 сравнения кодов срабатывает и формирует на своем выходе импульс, поступающий на единичный вход триггера 8 и на вход блока 9 управления, Триггер 8 срабатывает и сигнал на его выходе, а следовательно, и íà Bl;I> оде устройства принимает единичное значение, что соответствует началу первого строб-импульса. При этом элемент 10 запрета оказывается заблокированным, а ключ 4 разблокированным. Через некогорый малый интервал времени, необходимый для изменения состояния элемента 111 и ключа 4, импульс с выхода элемента 7, поступающий в блок 9 управления, переводит последний в следующее второе состояние.

828109

При этом с соответствующих выходов блока 9 управления на вход элемента 7 сравнения кодов поступает код числа N,-,, а на вход заблокированного элемента 10 запрета — код числа ЛМ,, т. е. коды чисел, соответствующих начальной фазе и длительности второго строб-импульса в этом же интервале Тч.

Таким образом, после срабатывания триггера 8, формирующего начало первого строб-импульса, значение кода на входе элемента 7 сравнения кодов изменяется, а состояние счетчика 6 импульсов, соответствующее коду числа ЛИ=, не изменяется. На счетный вход счетчика 6 импульсов, работщощего в режиме вычитания, через разблокированный ключ 4 начинают поступать импульсы умножителя 3 частоты. При поступлении AN„-го импульса на выходе счетчика 6 импульса образуется импульс переноса, который устанавливает триггер 8 в исходное состояние, соответствующее нулевому значению сигнала на его выходе.

Таким образом, на выходе триггера 8, а следовательно, и на выходе устройства образуется строб-импульс, передний фронт которого соответствует начальной фазе ср<, а задний фронт — фазе cp<+Acpi цикла работы двигателя, т. е. формируется импульс с начальной фазой и длительностью, соответствующими первому строб-импульсу.

В момент окончания первого строб-импульса ключ 4 вновь блокируется, а элемент 10 запрета разблокируется. Через последний на установочный вход счетчика 6 поступает код числа AN,, определяющий длительность второго строб-импульса. Код числа

N.-„ïîñòóïàþùèé на вход элемента 7 сравнения кодов, не изменяется.

В момент поступления на вход счетчика 5

N„.., -го импульса от умножителя 3 частоты вновь срабатывает элемент 7 сравнения.

Сигнал на выходе триггера 8 вновь принимает единичное значение и импульсы умножителя 3 частоты вновь начинают поступать на вход счетчика 6 импульсов, т. е. начинается формирование следующего второго строб-импульса в этом же цикле работы двигателя. При этом блок 9 управления переходит в следующее третье состояние и на соответствующих его выходах формируются коды чисел N„AN.„соответствующих начальной фазе и длительности следующего третьего строб-импульса. При поступлении на вход счетчика 6 импульсов

ЛМ,-го импульса триггер 8 возвращается в исходное состояние и формирование второго строб-импульса заканчивается. Формирование поступающих строб-импульсов в этом же цикле работы двигателя осуществляется аналогичным образом.

При последнем 1-ом срабатывании элемента 7 сравнения кодов, т. е. в момент формирования начальной фазы последнего в данном цикле строб-импульса, блок 9 уп5

10 !

60 равления переводится в исходное состояние и на его выходы вновь поступают коды чисел N.-, и ЛЖ,. Поступающий затем импульс с источника 11 опорных сигналов

«подтверждает» исходное первое состояние блока 9 и одновременно сбрасывает в исходное нулевое состояние счетчик 5 импульсовов.

Если параметры 1-го последнего в цикле строб-импульса таковы, что Л, +ЛИ-i

)N»,, т. е. начало строб-импульса расположено до опорного сигнала, а конец †после опорного сигнала, то к моменту появления опорного сигнала последний строб-импульс еще не закончился. Однако поскольку опорный сигнал не изменяет состояния счетчика 6 импульсов, то формирование последнего 1-го строб-импульса заканчивается только через его заданную длительность

ANi. При этом конец 1-го строб-импульса находится уже в следующем цикле работы двигателя.

Через Ncp импульсов умножителя частоты 3, поступающих на вход счетчика 5 после его «обнуления» опорным сигналом с источника 11 опорных сигналов, элемент 7 сравнения кодов срабатывает и начинается формирование первого строб-импульса следующей серии 1 строб-импульсов в следующем цикле Т„ работы двигателя.

Формирование строб-импульсов заканчивается либо по команде останова, подаваемой на входе блока 9 управления, либо автоматически по команде, формируемой после поступления (и1+1)-го импульса отэлемента 7 сравнения, где и — заданное число серий строб-импульсов. При этом сигналами с соответствующих выходов блока 9 управления блокируются выход умножителя

3 частоты, а триггер 8 устанавливается в состояние, при котором сигнал на его выходе имеет нулевое значение.

При необходимости изменения какого-либо параметра одного из строб-импульсов в программе блока программирования 12 необходимо изменить только код соответствующего числа, при этом коды чисел параметров других строб-импульсов не изменяются.

Таким образом, устройство обеспечивает раздельное формирование и программирование начальной фазы и длительности каждого строб-импульса, что упрощает процесс программирования и обеспечивает возможность формирования серии строб-импульсов в каждом цикле работы двигателя и в том числе при параметрах строб-импульса, когда последний «перекрывает» опорный сигнал.

Формула изобретения

Фазоизбирательное устройство, содержащее датчик частоты вращения, выход которого через формирующий каскад подсоечи828109

Составитель М. Барашков

Корректоры: Е. Осипова и О. Силуянова

Техред А. Камышникова

Редактор Е. Гончар

Заказ 923/1 Изд. № 342 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 нен к входу умножителя частоты, выход которого соединен со счетным входом счетчика импульсов, блок управления, первый и второй входы которого соединены соответственно с блоком программирования и ис- б точником опорного сигнала, а первый и второй выход — соответственно с одним из входов триггера и с управляющим входом умножителя частоты, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, 10 оно снабжено элементом сравнения кодов, добавочным счетчиком импульсов, ключем и элементом запрета, причем третий выход блока управления соединен с первым входом элемента сравнения кодов, второй вход 13 которого присоединен к выходу счетчика импульсов, а выход подсоединен к третьему входу блока управления и второму входу триггера, третий вход которого соединен с выходом добавочного счетчика импульсов, а выход — с управляющими входами элемента запрета и ключа, вход которого соединен с выходом умножителя частоты, а выход со счетным входом второго счетчика импульсов, вход элемента запрета подсоединен к четвертому выходу блока управления, а выход к установочному входу добавочного счетчика импульсов, установочный вход счетчика импульсов соединен с источником опорного сигнала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 252686, кл. G 01М 15/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР № 446845, кл. G 01 25/00, 1973.