СИГНАЛИЗАТОР ОБОРОТОВ И НАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и предназначена для измерения временных параметров аналогового сигнала, имеющего периодический характер изменения и поступающего, например, в виде электрического сигнала.
Известен сигнализатор оборотов и направления вращения, используемый в авиации, для измерения частоты и направления вращения барабана при намотке и размотке выпускаемого шланга в подвесном агрегате заправки, работающем по системе «шланг-конус» и обеспечивающем дозаправку летательных аппаратов топливом в полете («Унифицированный подвесной агрегат заправки УПАЗ». Руководство по технической эксплуатации С11А-7000-00 РЭ, ОАО «НПП «Звезда», 1989 г.).
В прототип, согласно Руководству по технической эксплуатации, входит блок определения направления вращения барабана, блок сравнения 15%, блок сравнения 70%, блок сравнения 100%, выполняющие выдачу сигналов при достижении заранее заданных пороговых значений частоты, соответствующих 15%, 70%, 100% от известной максимальной частоты вращения барабана.
Существенными недостатками прототипа являются следующие.
1. Невозможность изменения пороговых значений частоты блоков сравнения, входящих в состав известного устройства, без конструктивной доработки и изменения принципиальной схемы известного устройства.
2. Невысокая точность измерения частоты вращения барабана и невысокая скорость реакции объекта управления, что в условиях, например, быстрого (близкого к скачкообразному) изменения частоты вращения барабана может приводить к выходу рабочих параметров объекта управления за допустимые границы и являться причиной возникновения нештатной ситуации.
Задачей полезной модели является улучшение эксплуатационных характеристик сигнализатора оборотов и направления вращения в части повышения точности измерения частоты вращения барабана и снижения инерционности сигнализатора.
Поставленная задача решается тем, что в сигнализатор оборотов и направления вращения дополнительно введены входной преобразователь сигнала частоты вращения, блоки сравнения 9%, 12%, 40%, 60%, 80% и согласующий блок.
Полезная модель поясняется фигурой, которая представляет структурную схему заявляемого устройства.
Заявляемое устройство состоит из входного преобразователя сигнала частоты вращения 1, блока определения направления вращения 2, блока сравнения 9% 3, блока сравнения 12% 4, блока сравнения 15% 5, блока сравнения 40% 6, блока сравнения 60% 7, блока сравнения 70% 8, блока сравнения 80% 9, блока сравнения 100% 10, согласующего блока 11, причем выход входного преобразователя сигнала частоты вращения 1 подключен одновременно к входам блока определения направления вращения 2 и блоков сравнения 3-10, выход блока определения направления вращения 2 подключен к входу согласующего блока 11 для ввода сигнала направления вращения, также к входам согласующего блока 11 подключены выходы блоков сравнения 3-10 для ввода соответствующих сигналов оборотов 9%, 12%, 15%, 40%, 60%, 70%, 80%, 100%.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
Во входной преобразователь сигнала частоты вращения 1 поступают электрические сигналы от первичных преобразователей направления и частоты вращения барабана, не входящих в состав заявляемого устройства. Эти входные сигналы представляют собой три переменные сигнала гармонического типа (фаза 1, фаза 2, фаза 3) с частотой, пропорциональной частоте вращения барабана. Сигнал фазы 3 является опорным потенциалом для преобразования сигналов фаз 1 и 2. Входной преобразователь сигнала частоты вращения 1 преобразует сигналы фаз 1 и 2 в нормализованные импульсные сигналы в диапазоне 0…+5 В, имеющие те же значения параметров частоты следования и фазового сдвига.
Нормализованный сигнал с выхода входного преобразователя сигнала частоты вращения 1 поступает одновременно на входы блока определения направления вращения 2 и блоков сравнения 3-10.
Алгоритм работы блока определения направления вращения 2 заключается в анализе фазового сдвига сигнала фазы 1 и сигнала фазы 2 входного сигнала относительно друг друга. По результатам анализа блок определения направления вращения 2 формирует на выходе сигнал в виде одного из двух возможных состояний - «намотка» или «размотка».
Алгоритм работы каждого блока сравнения 3-10 заключается в определении частоты сигналов фаз 1 и 2. Используя величину известной максимальной частоты вращения барабана, принятую за 100%, каждый блок сравнения определяет текущую величину частоты оборотов (в %) и производит ее сравнение с величиной порогового значения, заданной для данного блока сравнения.
Так как входной сигнал поступает одновременно на все блоки сравнения 3-10, то должны обязательно срабатывать блоки сравнения с пороговым значением меньше или равным текущей частоте вращения барабана.
По результатам работы блоков сравнения 3-10 на их выходе формируется сигнал в виде одного из двух возможных состояний - «включен» или «выключен». При анализе текущих выходных состояний всех блоков сравнения 3-10 можно с достаточной точностью сделать вывод о величине текущей частоты вращения барабана.
Увеличение числа блоков сравнения 3-10 в заявляемом устройстве (по сравнению с известным устройством) приводит к уменьшению погрешности измерения и, следовательно, позволяет увеличить точность измерения и обеспечить определение меньших (по сравнению с известным устройством) изменений величины частоты вращения барабана, что, в свою очередь, позволяет обеспечить необходимую скорость реакции объекта управления на произвольные (в том числе скачкообразные) изменения величины частоты вращения барабана.
Функции блока определения направления вращения 2 и блоков сравнения 3-10 реализованы программно. В случае необходимости изменения максимальной частоты вращения барабана или порога срабатывания одного или нескольких блоков сравнения 3-10 достаточно изменить программное обеспечение блока определения направления вращения 2 или блоков сравнения 3-10 без выполнения демонтажа или конструктивной доработки заявляемого устройства.
Выходные сигналы от блока определения направления вращения 2 и блоков сравнения 3-10 поступают в согласующий блок 11, который формирует набор из полученных значений и передает его в другие бортовые системы для обработки и анализа полученных сигналов.