Устройство для измерения частоты вращения роторов машин

Устройство для измерения частоты вращения роторов машин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (i@994989

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сотов Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено- 27.08.81 (21) 3333255/18-10 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет (5))М. Кл.

G 01 P 3/489

Геаударствекньм кюмнтет

СССР

Опубликовано 07.02 83 Бюллетень № 5. ав делам изобретений и открытий (53) УДК 621.317.

-39:531.7 (088.8) Дата опубликования описания 07.02.83

В. P. Толокновский, А. К. Герус и В. А, Логинов с:: (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ .

ВРАЩЕНИЯ РОТОРОВ МАШИН

Устройство относится к измерительной технике, а именно к измерению параметров вращения и может быть использовано при испытаниях различных машин, в частности газотурбинных двигателей (ГТД) .

При испытаниях ГТД необходимо фиксиро- 5 вать мгновенные значения частоты вращении роторов (ЧВР) во время переходных процессов в моменты срабатывания блоков автоматики, забросах, провалах ЧВР и т.д. При1О чем для простоты и оперативности контроля фиксации текущих (мгновенных) значений

ЧВР должна выполняться в принятых единицах измерения.

Известен цифровой измеритель, содержащий

15 частотный датчик, ключ, блок задания временных интервалов, счетчик результата измерения, индикатор, схему управления, счетчик диапаэонов измерения (1).

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает измерение мгновенных значений ЧВР (так как принцип его работы состоит в подсчете числа импульсов от датчика за эталонные промежутки времени) и представляет результаты в условных единицах.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля скорости вращения, содержащее частотный датчик, выход которого через формирователь импульсов соединен с входом первого ключа, триггер, генератор эталонной частоты, выход которого подключен к входу третьего ключа, а через второй ключ — к входу управляемого делителя частоты повторения импульсов, двоичный умножитель и счетчик результата (2).

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет измерения текущих мгновенных значений частоты вращения ротора, удобства представления результатов измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено двухфункциональным счетчиком импульсов, функциональным гиперболическим преобразователем и устройством вывода информации, причем выход первого ключа соединен с первым управляющим входом второго ключа и управляемого дели994

989

Выход датчика 1 присоединен к входу формирователя 2 импульсов, выход которого подключен к входу ключевой схемы 3, выход схемы 3 присоединен к три1теру 4, управляющему входу делителя 7. К одному из управляющих входов ключевой схемы 3 присоединена пусковая шина 14, к другому выход триггера 4, кроме того, выход триггера 4 присоединен к первому управляннце1п му входу делителя 7. Выхол генератора 5 импульсов эталонной частоты присоединен к входу ключевой схемы 9 и ключевой схемы

6, выход которой соединен с входом делителя 7, выход делителя 7 подключен к счетчику 8, а выход счетчика 8 подсоединен к вторым управляющим (запрещающим) входам ключевых схем 9 и 6. Выход ключсвой схемы 9 присоединен к входу функционального гиперболического преобраэователя 10, эп выход которого подключен ко входу двоичного умножителя 11, выход двоичного умножителя 11 соединен с входом счетчика

12 импульсов, к счетчику 12 присоединены устройства 13 вывода информации.

f$ Функциональный гиперболический преобразователь (фиг. 2) содержит делитель 15, определяющий размер участка аппроксимации, вычитающий счетчик 16 первого управляющего делителя, схему 17 совпадения кодов первого управляющего делителя, счетчик 18 первого управляюгцсго делителя, вычитающий счетчик 19 второго управляющего делителя, схему 20 совпадения кодов второго управляемого делителя, счетчик 21 второго управляемого делителя, и вычитатель 22 по35 следовательностсй импульсов.

На вход преобразователя поступают импульсы с частотой F от генератора 5 (фиг.1) через ключевую схему 9 (фиг. 1) . Вход преобразователя соединен с входами делителя 15, 40 счетчиков 18 и 21, выход делителя 15 соединен с входами вычитающих счетчиков 16 и 19; информационные разряды счетчиков

16 и 18 подключены к разрядам схемы 17 совладения кодов, а информационные разря45 ды счетчиков 19 и 21 — к разрядам схемы

20 совладения кодов, выходы схем 17 и 20 совпадения подключены к входам вычитателя 22 последовательностей импульсов, кроме того, они подключены ко входам обнуления счетчиков 18 и 21 соответственно, выход вычитателя 22 является выходом функционального гиперболического преобразователя и подключен к входу двоичного умножителя

11 (фиг. 1) .

Кроме того, функциональный гиперболический преобразователь содержит делитель, определяющий размер участка акпроксимации, два управляемых делителя, каждый из которых состоит из вычитающего счетчика, схемы совпадения кодов и счетчика, и вычитатель последовательности импульсов, причем вход делителя является входом функционального гиперболического преобразователя и соединен с входом счетчиков первого и второго управляемых делителей, а выход — с входом вычитающих счетчиков первого и второго управляемых делителей, информационныс выходы счетчиков каждого управляемого делителя подключены к входам соответствующей схемы совпадения кодов, выход каждой из которых соединен соответственно с входом обнуления счетчиков первого и второго управляемых делителей и с входами вычитателя последовательностей импульсов, выход которого является выходом функ ционального гиперболического преобразователя, при этом вторые входы вычитающих счетчиков подключены соответственно к шинам ввода кодов чисел m u m — 1.

На фиг, 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — схема функционального гиперболического преобразователя; на фиг. 3 вид функции, отрабатываемой функциональным гиперболическим преобразователем и ее кусочно-линейная аппроксимация.

Устройство (фиг. 1) содержит датчик 1 частоты вращения, полезный сигнал которого — частота переменного тока или повторения импульсов, формирователь 2 импульсов, первую ключевую схему 3, триггер 4, генератор 5 импульсов эталонной частоты, вторую ключевую схему 6, управляемый делитель 7 частоты повторения импульсов . двухфункциональный счетчик 8 импульсов, третью — ключевую схему 9, преобразователь 10, двоичный умножитель 11, счетчик

12 результата, устройство 13 вывода информации, пусковую шину 14. теля частоты повторения импульсов, а также с входом триггера, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, к первому управляющему входу третьего ключа и к второму управляющему входу управляемого делителя частоты повторения импульсов, выход которого через двухфункциональный счетчик импульсов соединен с вторым управляющим входом второго ключа и с вторым управляющим входом третьего ключа, выход которого через функциональный гиперболический преобразователь, двоичный умножитель и счетчик результата подключен к входу устройства вывода информации.

Устройство работает в два, следующих без перерыва, такта.

В первом такте выполняется измерение: периода следования импульсов от датчика, 5 99 во втором такте — преобразование результата из,лерения периода B код, выражающий результат в единицах; принятых для частоты вращения роторов.

При появлении команды на измерение на пусковой шине 14 открывается ключевая схема 3 и первым же импульсом, поступившим от формирователя 2 (момент начала измеряемого периода) триггер 4 устанавливается в положение "1", открывается ключевая схема 6, в делителе 7 устанавливается коэф-фициент деления, необходимый для первого такта; импульсы эталонной частоты от генератора 5 через делитель 7, понижающий частот повторения импульсов до расчетной, начинают заполнять счетчик 8 (процесс измерения периода). При появлении на выходе ключевой схемы 3 второго импульса (момент окончания измеряемого периода) на выходе триггера 4 формируется импульс, которым закрывается ключевая схема 3 (окончание первого такта работы устройства), открывается ключевая схема 9 (начало второго такта,работы устройства) и в делителе 7 устанавливается коэффициент деления, необходимый для второго такта. Импульсы от генератора

5, через ключевую схему 9 начинают посту- пать к функциональному гиперболическому преобразователю 10 до тех пор, пока не переполнится счетчик 8. Число импульсов, поступающих на вход преобразователя, жестко связано с остаточной емкостью счетчика

8 после окончания измерения периода, à остаточная емкость счетчика 8 полностью определяется длительностью измеренного периода. Функциональный гиперболический преобразователь преобразует входную последовательность импульсов в выходную последовательность, которая линейно зависит от частоты повторения импульсов, соответствующей измеренному периоду. Для преобразования используется кусочно-линейная аппроксима: ция гиперболической функции. С выхода преобразователя импульсы поступают к двоичному умножителю 11, который выполняет линейное преобразование так, что в счетчиг ке 12 накапливается число 10 и, где и измеренная частота вращения ротора, в принятых единицах измерения; r — фактор дискретности результата.

1. Устройство для измерения частоты вращения роторов машин, содержащее частотный датчик, выход которого через формирователь импульсов соединен с входом первого ключа, триггер, генератор эталонной часу тоты, выход которого подключен к входу третьего ключа, а через второй ключ к вхо, ду управляемого делителя частоты повторения импульсов, двоичный умножитель и счетчик результата, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функ20 циональных возможностей за счет измерения текущих (мгновенных) значений частоты вращения ротора и удобства представления результатов измерения, оно снабжено двухфункциональным счетчиком импульсов, функцно25 нальным гиперболическим преобразователем и устройство вывода информации, причем выход первого ключа соединен с первым управляющим входом второго ключа и управляемого делителя частоты повторения имЗ0 пульсов, а также с входом триггера, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, к первому управляющему входу третьего ключа и к второму управляющему входу управляемого делителя час35 тоты повторения импульсов, выход которого через двухфункциональный счетчик импульсов соединен с вторым управляющим входом второго ключа и с вторым управ ляющим входом третьего ключа, выход которого через функциональный гиперболический преобразователь, двоичный умножитель и счетчик результата подключен к входу устройства вывода информации.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что функциональный гиперболический преобразователь содержит делитель, определяющий размер участка аппроксимации, два управляемых делителя, каждый из которых состоит из вйчитающего счетчика, схемы совпадения кодов и счетчика, и вычитатель последовательностей импульсов, причем вход делителя является входом функционального гиперболического преобразователя и соединен с входом счетчиков первого и второго управляемых делителей, а выход—

55 .с входом вычитающих счетчиков первого и второго управляемых делителей, информационные выходы счетчик в каждого управляемого делителя подключены к входам соотВ. момент переполнения счетчика 8, импульсом переполнения закрываются ключевые схемы 6 и 9 — второй такт работы заканчивается. На таблс, или УВИ другого вида, связанного со счетчиком 12 результата, фиксируется результат. измерения, число

-1O П

4989 6

Таким образом устройство позволяет измерить текущие значения частоты вращения ротора, причем результаты измерения представлены в удобном виде.

Формула изобретения счетчиков подключены соответственно к шинам ввода кодов чисел m u m 1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе э 1 Авторское свидетельство СССР No 512429, кл. G 01 Р 3/54, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР N 659952; кл. G Ol Р 3/48, 1977 (прототип).

7. 994989 ветствующей схемы совпадения кодов, выход каждой из которых соединен соответственно с входом обнуления счетчиков первого и второго управляемых делителей и входамн вычитателя последовательностей импульсов, выход которого является выходом функционального гиперболического преобраэоаателя,,при этом вторые входы вычитающих

° Руси /Ф