193775. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés forgómozgást végző gépek, különösen villamos motorok szögsebességének és szöggyorsulásának digitális mérésére
193775 arányos, ezért a hiba egészen kis szögsebességeknél elfogadhatatlanul naggyá válik. Kimutatható, hogy a szöggyorsulásmérés hibája ennél a módszernél független a szögsebességtől és a kapuidő négyzetével fordítottan arányos. Abszolút ériekben mérve kis mintavételezési időknél és nagy szöggyorsulásoknál a mérési hiba szintén elfogadhatatlanul nagy lesz. Sajnos a hiba csökkentését jelenleg az korlátozza, hogy technológiailag nem tudnak kellő pontossággal nagyobb felbontású (azaz kisebb Aa szögű) érzékelőt készíteni. A második, vagyis a periódusidő méréséhez hasonlítható eljárás lényege, hogy egy meghatározott szögelforduláshoz tartozó időt mérnek meg. Ez gyakorlatilag úgy történik, hogy az inkrementális jeladóról érkező, a mérés kezdetén megválasztott szögelfordulás idejére nyitjuk ki az időtartamszámlálót, amelybe az impulzusok egy kvarcvezérelt órajelgenerátorból érkeznek. Kimutatható, hogy ennél a módszernél a hibák három tényezőből származnak: a kvarcoszcillátor hibájából, a szögelfordulás mérésében elkövetett hibából (ez a Aa 10—20%-a) és az időtartamszámlálóba érkező impulzusok számlálási hibájából. A hibák a szögsebességgel együtt nőnek. Különösen gyorsan emelkednek a szöggyorsulás mérésének a hibái. Ez a tény arra vezethető vissza, hogy a mérés kezdetén megválasztott, a kapuáramkör nyitását vezérlő szögelfordulás a mérés szögsebességének mérése közben nem változtatható. így gyorsulás közben a mérési időtartam csökkenése miatt egyre jobban érvényesül az időtartam-mérésben a számlálás hibájának és az érzékelő technológiai hibájának hatása. Mindenesetre ez a módszer a frekvenciamérésen alapuló eljárásnál ezért jobb, mert az érzékelőről érkező impulzusok számlálásában hibát nem vétünk. A fent ismertetett két módszer hibáit elemezve új eljárást javasolunk a szögsebesség és a szöggyorsulás digitális mérésére, illetve olyan új kapcsolási elrendezés konstruálására teszünk javaslatot, amelynek révén az ismert és fentiekben felsorolt hibák kiküszöbölhetők. Ennek lényege az, hogy a periódusidő mérés elvét megtartva, az időtartamszámláló nyitását és zárását végző szöget mérés közben úgy változtatjuk meg, hogy a mérési időtartam a szögsebesség-változástól függetlenül közel állandó értékű legyen. Ezt a mérést tehát a továbbiakban közel állandó idejű periódusidő-mérésnek nevezzük. A találmány révén tehát azt a célt tűztük ki, hogy olyan, a fentiekben röviden ismertetett mérési eljárást megvalósító kapcsolási elrendezést konstruáljunk, amelynek segítségével a technika jelenlegi színvonalát fémjelző berendezések hibái lényegesen csökkenthetők, illetve azonos mérési hibák esetén lényegesen rövidebb mintavételezési idők választhatók, vagyis gyorsabb mechanikai tran3 4 ziensek, vagy nagyobb szöggyorsulások mérhetők. Ezt a feladatot úgy oldottuk meg, hogy egy olyan kapcsolási elrendezést konstruáltunk, amely szerint a mérés úgy történik, hogy a motor, illetve a vizsgált mechanizmus tengelyére egy önmagában ismert inkrementális jeladó (érzékelő) van szerelve, amely a szögelfordulással arányos impulzusokat szolgáltat. A jeladó kimenete jelformáló áramkörön át egyrészt egy kapuáramkört (célszerűen D flip-flop áramkört) működtet, másrészt egy ún. periódusidő-számláló áramkör bemenetére kerül. A berendezésbe épített órajelgenerátor meghatározott frekvenciájú impulzusokat szolgáltat, amelyek egyrészt egy időtartamszámláló áramkörbe, másrészt egy mérésvezérlő áramkörbe kerülnek. Az időtartamszámláló áramkör és periódusszámláló áramkör számlálásának engedélyezését a kapuáramkör vezérli. A számlálás befejezése után a számlálók tartalma a kapcsolási elrendezéshez csatlakozó, önmagában ismert mikroprocesszoros rendszer RAM-memóriaáramkörébe kerül további feldolgozás végett. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő és az előzőekben röviden ismertetett A-csatornának nevezhető kapcsolási elrendezéssel azonos B-csatorna is ki van alakítva. A két csatorna feladata az, hogy a kiválasztott mérési P pont előtti és utáni időtartamban két mintavételezést végezzen. Ez teszi lehetővé azt, hogy míg az egyik csatornában mérünk, addig a másik csatornában a mérési eredményt a RAM-memóriaáramkörbe olvassuk be. így valósulhat meg a találmány szerinti folyamatos mérés. A kapcsolási elrendezésbe van beépítve az, hogy a mintavételezési időt, illetőleg nem folyamatos mérés esetén a mérési pontok időbeli távolságát meghatározza. A találmányt a leíráshoz mellékelt rajzokon részletesen is ismertetjük. A rajzok közül az 1. ábra a kapcsolási elrendezés blokkvázlata, a 2. ábrán a kapcsolási elrendezés által szolgáltatott idődiagrammokat látjuk, a 3. ábra a mérési eredmény feldolgozását végző periférikus mérőrendszer kapcsolási elrendezését mutatja vázlatosan. A vizsgálni kívánt forgógép — például M motor — tengelyére van szerelve egy 1 érzékelő, amelynek kimenete 2 jelformáló áramkör bemenetére csatlakozik. A 2 jelformáló áramkör kimenete össze van kötve egyrészt egy-egy szinkron kapuáramkör (például D flip-flop áramkör) órabemenetével, másrészt egy-egy 4 periódusszámláló áramkör bemenetével. Ez utóbbiak kimenete egy mikroszámítógép-rendszer 5 adatbuszára csatlakozik. Az 5 adatbusz a 3. ábrán látható periférikus mérőrendszerhez tartozó 6 RAM 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
