×
20.07.2014
216.012.e024

СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ ИЗ СИГНАЛОВ ИНДУКЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002523166
Дата охранного документа
20.07.2014
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты, в состав которых входят датчики, вырабатывающие двухполярные сигналы, в частности индукционные датчики частоты вращения и расхода. Техническим результатом является увеличение точности. Способ содержит этапы, на которых измеряют вольт-секундную площадь S первой полуволны, запоминают ее максимальное значение S, вырабатывают пороговое значение S=Q·S, где Q<1, сравнивают S с пороговым значением S, равным предельной минимальной допустимой величине вольт-секундной площади исследуемых полуволн сигналов, измеряют вольт-секундную площадь S второй полуволны, в процессе измерения сравнивают получаемые величины S с пороговым значением S. При выполнении условий S>S, S>S вырабатывают сигнал разрешения переключения компаратора. Переключение компаратора и сброс сигнала разрешения переключения компаратора производят при переходе входного сигнала индукционного датчика через ноль. 2 ил.
Основные результаты: Способ формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения, в котором измеряют и сравнивают вольт-секундные площади двух соседних полуволн двухполярных сигналов индукционного датчика частоты вращения, причем сначала измеряют вольт-секундную площадь S первой полуволны, запоминают ее максимальное значение S, вырабатывают пороговое значение S=Q·S, где Q<1, сравнивают S с пороговым значением S, равным предельной минимальной допустимой величине вольт-секундной площади исследуемых полуволн сигналов, затем измеряют вольт-секундную площадь S второй полуволны, в процессе измерения сравнивают получаемые величины S с пороговым значением S, отличающийся тем, что при выполнении условий S>S , S>Sвырабатывают сигнал разрешения переключения компаратора, а переключение компаратора и сброс сигнала разрешения переключения компаратора производят при переходе входного сигнала индукционного датчика через ноль.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты, в состав которых входят датчики, вырабатывающие двухполярные сигналы, в частности индукционные датчики частоты вращения и расхода.

Известен способ формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения, в котором измеряют и сравнивают вольт-секундные площади двух соседних одинаковых по полярности полуволн двухполярных сигналов индукционного датчика частоты вращения, причем сначала измеряют вольт-секундную площадь S1 первой полуволны, запоминают ее максимальное значение S1к, вырабатывают пороговое значение Sпор1=Q·S1к, где Q<1, сравнивают S1к с пороговым значением Sпр.min, равным предельной минимальной допустимой величине вольт-секундной площади исследуемых полуволн сигналов, затем измеряют вольт-секундную площадь S2 второй полуволны, в процессе измерения сравнивают получаемые величины S2 с пороговым значением Sпор1 и при выполнении условий S1к>Sпр.min, S2>Sпор1 вырабатывают требуемый импульс. Одновременно с измерением вольт-секундной площади S2 запоминают ее максимальное значение S2к, вырабатывают пороговое значение Sпор2=Q·S2к, необходимое для реализации следующего цикла формирования импульсов. С поступлением каждого нового двухполярного сигнала индукционного датчика частоты вращения повторяют процесс формирования требуемого импульса. Способ нашел реализацию в устройстве [1].

Такой способ неэффективен при изменении амплитуды сигнала в широких пределах, так как при низком уровне входного сигнала снижаются пороговые значения, что, в свою очередь, уменьшает помехоустойчивость формирования импульсов из сигналов датчиков.

Из известных наиболее близким по технической сущности является способ формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения [2], также основанный на измерении вольт-секундной площади, согласно которому:

1. Измеряют и сравнивают вольт-секундные площади двух соседних полуволн противоположной полярности двухполярных сигналов индукционного датчика частоты вращения, причем сначала измеряют вольт-секундную площадь S1 первой полуволны, запоминают ее максимальное значение S1к, вырабатывают пороговое значение Sпор1=Q·S1к, где Q<1, сравнивают S1к с пороговым значением Sпр.min, равным предельной минимальной допустимой величине вольт-секундной площади исследуемых полуволн сигналов, затем измеряют вольт-секундную площадь S2 второй полуволны, в процессе измерения сравнивают получаемые величины S2 с пороговым значением Sпор1 и при выполнении условий S1к>Sпр.min, S2>Sпор1 вырабатывают требуемый импульс, причем в процессе измерения вольт-секундной площади S1 первой полуволны сравнивают получаемые величины S1 с пороговым значением Sпр.min и в момент выполнения условия S1>Sпр.min вырабатывают разрешение на измерение вольт-секундной площади S2 второй (противоположной полярности) полуволны, которое отменяют в начале или после начала выдачи требуемого импульса, с поступлением каждого нового двухполярного сигнала индукционного датчика частоты вращения повторяют процесс формирования требуемого импульса.

2. В дополнение к п.1, что в процессе измерения вольт-секундной площади S2 второй (противоположной полярности) полуволны двухполярного сигнала индукционного датчика частоты вращения вырабатывают дополнительный параметр Sx=(1+Q)·S2/2, сравнивают его максимальную величину Sxk с пороговыми значениями Sпор1=Q·S1к и Sпор2=S1к и при выполнении условий S1к>Sпр.min, Sпор1<Sxк<Sпор2 (вместо условий S1к>Sпр.min, S2>Sпор1 по п.1) вырабатывают требуемый импульс.

Недостатком этого способа является существенная нестабильность фронта переключения компаратора, которая вызывается пологим фронтом вольт-секундной площади в районе переключения и действием различного рода помех на сравниваемые сигналы. Точность измерения частоты вращения периодомерным способом в этом случае падает. Кроме того, при наличии значительных по уровню помех (значение Q при этом необходимо установить ближе к 1) и при существенной нестабильности вольт-секундной площади входного сигнала возможны также пропуски импульсов.

Целью заявляемого способа является увеличение точности работы формирователя импульсов за счет повышения стабильности фронта переключения выходного сигнала.

Поставленная цель достигается тем, что в способе формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения, в котором измеряют и сравнивают вольт-секундные площади двух соседних полуволн двухполярных сигналов индукционного датчика частоты вращения, причем сначала измеряют вольт-секундную площадь S1 первой полуволны, запоминают ее максимальное значение S, вырабатывают пороговое значение Sпop=Q*S, где Q<1, сравнивают S с пороговым значением Sпр. min, равным предельной минимальной допустимой величине вольт-секундной площади исследуемых полуволн сигналов, затем измеряют вольт-секундную площадь S2 второй полуволны, в процессе измерения сравнивают получаемые величины S2 с пороговым значением Sпор, согласно предлагаемому способу при выполнении условий S>Sпр. min, S2>Sпор вырабатывают сигнал разрешения переключения компаратора, а переключение компаратора и сброс сигнала разрешения переключения компаратора производят при переходе входного сигнала индукционного датчика через ноль.

В предлагаемом способе переключение выходного сигнала формирователя происходит не при достижении вольт-секундной площади своего порогового значения, как в прототипе, а при переходе сигнала с датчика через ноль. При достижении вольт-секундной площади своего порогового значения в предлагаемом способе только снимается блокирование переключения компаратора, формирующего выходной сигнал формирователя.

Блокирование переключения компаратора при уровне вольт-секундной площади ниже своего порогового значения позволяет, как и в прототипе, устранить ложные срабатывания формирователя при наличии помех во входном сигнале с датчика уровнем до 80-90% от уровня полезного сигнала. Переключение выходного сигнала формирователя при переходе сигнала с датчика через ноль, т.е. в области максимального градиента входного сигнала компаратора, позволяет стабилизировать фронт переключения формирователя, что повышает точность работы формирователя.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает технический эффект и позволяет повысить точность работы формирователя в условиях наличия различного рода помех.

В приведенном на фиг.1 варианте реализации предлагаемого способа сигнал ес индукционного датчика частоты вращения поступает на компаратор 1 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 2, выходной код которого пересылается в процессор 3, вычисляющий вольт-секундную площадь полуволн входного сигнала и одновременно выполняющий функции управления компаратором 1. Выход компаратора является выходом схемы формирователя, а также подключается к входу процессора 3.

Компаратор 1 переключается при переходе входного сигнала через ноль при разрешающем сигнале от процессора 3. АЦП 2 совместно с процессором 3 определяют вольт-секундную площадь текущей полуволны входного сигнала, процессор 3 вычисляет уровень порога Sпор. По результатам сравнения вольт-секундную площадь текущей полуволны входного сигнала с порогами Sпр. min и Sпор процессор 3 формирует разрешающий сигнал для компаратора 1.

Все элементы, входящие в состав устройства, могут быть реализованы в виде отдельных функциональных узлов или аппаратно-программными средствами микроконтроллера, оснащенного компаратором и АЦП.

Работает устройство следующим образом (фиг.2). При настройке формирователя в зависимости от параметров входного сигнала и ожидаемого уровня помех задаются величина коэффициента Q, минимальный порог срабатывания компаратора Sпр. min; величина текущего порога Sпор устанавливается равной Sпр. min. После включения формирователя АЦП 2 циклически выбирает входной сигнал ес с датчика частоты вращения, преобразует его в цифровой код и пересылает в процессор 3 с частотой, существенно большей частоты входного сигнала. В исходном состоянии работа компаратора 1 разрешена управляющим сигналом Еn=1 процессора 3. При первом переходе входного сигнала через ноль компаратор 1 срабатывает и процессор 3 по этому сигналу запрещает переключение компаратора 1 (En=0). Одновременно с переходом входного сигнала через ноль процессор 3 начинает суммировать выборки АЦП 2 и сравнивать полученную текущую сумму S с порогом Sпр. min. После достижения условий S>Sпр. min и S>Sпор процессор 3 разрешает переключение компаратора 1 (En=1).

При последующих переходах входного сигнала ес через ноль компаратор 1 срабатывает, процессор 3 запрещает переключение компаратора 1 (En=0) и по величине накопленной суммы S за всю предшествующую полуволну входного сигнала вычисляет величину текущего порога Sпор=Q·S, затем начинает накапливать выборки в новую сумму S.

В случае наличия помехи с величиной S менее Sпор входной сигнал переходит через ноль при заблокированном компараторе 1 и не переключается.

Таким образом, формирователь импульсов не воспринимает помехи во входном сигнале с величиной S менее Sпор≥Sпр. min и обеспечивает стабильность фронта переключения независимо от уровня блокируемых импульсов, что позволяет повысить точность измерения частоты вращения.

Источники информации

1. Патент RU 2173022 C2, МПК7 Н03К 5/153, опубл. 27.08.2001 г.

2. Патент RU 2352058 C1, МПК Н03К 5/153, опубл. 10.04.2009 г.

Способ формирования импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения, в котором измеряют и сравнивают вольт-секундные площади двух соседних полуволн двухполярных сигналов индукционного датчика частоты вращения, причем сначала измеряют вольт-секундную площадь S первой полуволны, запоминают ее максимальное значение S, вырабатывают пороговое значение S=Q·S, где Q<1, сравнивают S с пороговым значением S, равным предельной минимальной допустимой величине вольт-секундной площади исследуемых полуволн сигналов, затем измеряют вольт-секундную площадь S второй полуволны, в процессе измерения сравнивают получаемые величины S с пороговым значением S, отличающийся тем, что при выполнении условий S>S , S>Sвырабатывают сигнал разрешения переключения компаратора, а переключение компаратора и сброс сигнала разрешения переключения компаратора производят при переходе входного сигнала индукционного датчика через ноль.
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ ИЗ СИГНАЛОВ ИНДУКЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ ИЗ СИГНАЛОВ ИНДУКЦИОННЫХ ДАТЧИКОВ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 48 items.
10.01.2013
№216.012.19e9

Датчик давления тензорезистивного типа с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой

Датчик давления с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой (НиМЭМС) предназначен для использования при воздействии нестационарных температур и повышенных виброускорений. Датчик давления тензорезистивного типа с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой (НиМЭМС)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472125
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a8b

Способ и устройство для цифрового сжатия и восстановления сигналов

Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов и информационно-измерительной техники и может быть использовано для анализа, сжатия-восстановления и выделения информативных колебательных компонент сигналов в системах телеметрии, телеуправления и многоканальных системах сбора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472287
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.04.2013
№216.012.3b2d

Трансформаторный преобразователь угловых перемещений

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения угловых перемещений в авиационной технике, в том числе в различных цепях управления электротехнических, электромеханических устройств. Сущность: преобразователь содержит цилиндрический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480710
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.06.2013
№216.012.4e46

Способ изготовления микромеханического вибрационного гироскопа

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении микромеханических гироскопов для измерения угловой скорости. В способе изготовления микромеханического вибрационного гироскопа механическую структуру с крестообразными торсионами формируют из пластины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485620
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.54cf

Вихретоковый преобразователь перемещений

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: преобразователь содержит керамический каркас 5, заключенный в керамический корпус преобразователя 2, измерительную 3 и компенсационную 4 катушки индуктивности, намотанные в пазах керамического каркаса 5. Катушки 3 и 4 идентичны по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487314
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5e08

Способ изготовления тонкопленочного датчика давления

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений. При изготовлении тонкопленочного датчика...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489693
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.61f3

Имитатор выходных сигналов тензорезисторов

Изобретение относится к технике метрологии для проверки и аттестации вторичных тензоизмерительных приборов. Техническим результатом является расширение диапазона задания напряжения разбаланса измерительных тензомостов за счет автоматического поддержания напряжения разбаланса, зависящего только...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490707
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6243

Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения

Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения относится к измерительной технике и может быть использован в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты, в состав которых входят датчики, вырабатывающие двухполярные сигналы, в частности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490787
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68a8

Устройство для измерения давления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давлений измерительными устройствами, построенными на базе тензорезисторных мостов. Устройство содержит тензорезисторный мост, входная диагональ которого подключена к его источнику питания, дифференциальный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492439
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2013
№216.012.7f39

Тензорезисторный преобразователь силы

Изобретение может быть использовано для измерения малых давлений с повышенной чувствительностью и точностью. Тензорезисторный преобразователь силы содержит упругий элемент, выполненный за одно целое с опорном кольцом. Упругий элемент выполнен с четырьмя сквозными отверстиями с поперечными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498242
Дата охранного документа: 10.11.2013
Showing 1-10 of 41 items.
10.01.2013
№216.012.19e9

Датчик давления тензорезистивного типа с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой

Датчик давления с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой (НиМЭМС) предназначен для использования при воздействии нестационарных температур и повышенных виброускорений. Датчик давления тензорезистивного типа с тонкопленочной нано- и микроэлектромеханической системой (НиМЭМС)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472125
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1a8b

Способ и устройство для цифрового сжатия и восстановления сигналов

Изобретение относится к области цифровой обработки сигналов и информационно-измерительной техники и может быть использовано для анализа, сжатия-восстановления и выделения информативных колебательных компонент сигналов в системах телеметрии, телеуправления и многоканальных системах сбора и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472287
Дата охранного документа: 10.01.2013
27.04.2013
№216.012.3b2d

Трансформаторный преобразователь угловых перемещений

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения угловых перемещений в авиационной технике, в том числе в различных цепях управления электротехнических, электромеханических устройств. Сущность: преобразователь содержит цилиндрический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480710
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.06.2013
№216.012.4e46

Способ изготовления микромеханического вибрационного гироскопа

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении микромеханических гироскопов для измерения угловой скорости. В способе изготовления микромеханического вибрационного гироскопа механическую структуру с крестообразными торсионами формируют из пластины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485620
Дата охранного документа: 20.06.2013
10.07.2013
№216.012.54cf

Вихретоковый преобразователь перемещений

Изобретение относится к измерительной технике. Сущность: преобразователь содержит керамический каркас 5, заключенный в керамический корпус преобразователя 2, измерительную 3 и компенсационную 4 катушки индуктивности, намотанные в пазах керамического каркаса 5. Катушки 3 и 4 идентичны по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487314
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5e08

Способ изготовления тонкопленочного датчика давления

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным для использования в различных областях науки и техники, связанных с измерением давления в условиях воздействия нестационарных температур и повышенных виброускорений. При изготовлении тонкопленочного датчика...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489693
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.08.2013
№216.012.61f3

Имитатор выходных сигналов тензорезисторов

Изобретение относится к технике метрологии для проверки и аттестации вторичных тензоизмерительных приборов. Техническим результатом является расширение диапазона задания напряжения разбаланса измерительных тензомостов за счет автоматического поддержания напряжения разбаланса, зависящего только...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490707
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6243

Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения

Формирователь импульсов из сигналов индукционных датчиков частоты вращения относится к измерительной технике и может быть использован в системах автоматического измерения, управления и аварийной защиты, в состав которых входят датчики, вырабатывающие двухполярные сигналы, в частности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490787
Дата охранного документа: 20.08.2013
10.09.2013
№216.012.68a8

Устройство для измерения давления

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении давлений измерительными устройствами, построенными на базе тензорезисторных мостов. Устройство содержит тензорезисторный мост, входная диагональ которого подключена к его источнику питания, дифференциальный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492439
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.11.2013
№216.012.7f39

Тензорезисторный преобразователь силы

Изобретение может быть использовано для измерения малых давлений с повышенной чувствительностью и точностью. Тензорезисторный преобразователь силы содержит упругий элемент, выполненный за одно целое с опорном кольцом. Упругий элемент выполнен с четырьмя сквозными отверстиями с поперечными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498242
Дата охранного документа: 10.11.2013
+ добавить свой РИД