FR2626374A1 - Device for monitoring a speed of rotation, in particular with respect to a threshold - Google Patents
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Abstract
Dispositif de contrôle de la vitesse de rotation d'un objet autour d'un axe, comprenant : - un générateur d'impulsions 1, comportant une partie mobile solidaire de l'objet en rotation, et une partie fixe, délivrant un train d'impulsions électriques de mesure, générées par la rotation dudit objet; - un moyen de mesure d'une grandeur caractérisant le train d'impulsions de mesures, et représentant la vitesse de rotation, caractérisé en ce que : - le moyen de mesure est un compteur 4 d'impulsions électriques de référence correspondant à une base de temps, dont une entrée de remise à zéro est commandée par chaque impulsion de mesure ou de rotation, - au moins un générateur 5a, 5b d'impulsions de référence, de fréquence haute par rapport à celle des impulsions de mesure, est en relation avec une entrée du compteur 4, le nombre d'impulsions de référence dénombré entre deux impulsions de mesure caractérisant la période du train d'impulsions de mesure à la sortie du générateur.Device for controlling the speed of rotation of an object around an axis, comprising: - a pulse generator 1, comprising a mobile part integral with the rotating object, and a fixed part, delivering a train of electrical measurement pulses, generated by the rotation of said object; - a means for measuring a quantity characterizing the train of measurement pulses, and representing the speed of rotation, characterized in that: - the measuring means is a counter 4 of reference electrical pulses corresponding to a base of time, a reset input of which is controlled by each measurement or rotation pulse, - at least one reference pulse generator 5a, 5b, of high frequency compared to that of the measurement pulses, is related to an input of the counter 4, the number of reference pulses counted between two measurement pulses characterizing the period of the measurement pulse train at the output of the generator.
Description
DISPOSITIF DE CONTROLE D'UNE VITESSE DE ROTATION,
NOTAMMENT PAR RAPPORT A UN SEUIL
La présente invention concerne un dispositif de mesure de la vitesse de rotation d'ion objet autour d'un axe.DEVICE FOR CONTROLLING A ROTATION SPEED,
ESPECIALLY IN RELATION TO A THRESHOLD
The present invention relates to a device for measuring the speed of rotation of an object ion around an axis.
Par objet, on entend principalement tout corps solide animé d'un mouvement de rotation autour d'un axe. By object is meant mainly any solid body animated by a rotational movement around an axis.
A titre d'exemple, ce corps peut être constitué par l'arbre de transmission d'un moteur.By way of example, this body can be constituted by the transmission shaft of an engine.
Pour mesurer une vitesse, on connait déjà des dispositifs répondant à la définition générale suivante, et comprenant
- un générateur d'impulsions, comportant une partie mobile solidaire de l'objet en rotation, et une partie fixe, délivrant un train d'impulsions électriques de mesure, généré par la rotation dudit objet ;
-un moyen de mesure d'une grandeur caractérisant le train d'impulsions éléctriques, et représentative de la vitesse de rotation ; la grandeur précitée correspond au nombre n d'impulsions par unité de temps t, mesuré soit par intégration, par exemple au moyen de la charge d'un condensateur avec les impulsions éléctriques de mesure, soit par comptage
A titre d'exemple, le générateur d'impulsions peut être constitué d'un index opaque en rotation, traversant périodiquement un faisceau lumineux colimaté, produisant ainsi des impulsions lumineuses; ces impulsions lumineuses peuvent être alors transformées en impulsions éléctriques, au moyen d'une cellule photoéléctrique placée en regard du faisceau lumineux. To measure a speed, we already know devices meeting the following general definition, and comprising
- a pulse generator, comprising a movable part secured to the rotating object, and a fixed part, delivering a train of electrical measurement pulses, generated by the rotation of said object;
a means for measuring a quantity characterizing the train of electrical pulses, and representative of the speed of rotation; the above-mentioned quantity corresponds to the number n of pulses per unit of time t, measured either by integration, for example by means of the charging of a capacitor with the electrical measurement pulses, or by counting
By way of example, the pulse generator can consist of an opaque rotating index, periodically crossing a colimated light beam, thus producing light pulses; these light pulses can then be transformed into electrical pulses, by means of a photoelectric cell placed opposite the light beam.
La précision du dispositif de mesure défini précédemment varie beaucoup avec la vitesse de rotation à mesurer et/ou à comparer
- si la vitesse de rotation est élevée, le nombre d'impulsions éléctriques prises en compte est important, et l'erreur systématique introduite, soit une impulsion par unité de temps t, est faible
- si la vitesse de rotation est peu élevée, le nombre d'impulsions électriques prises en compte devient insuffisant par rapport à l'erreur systématique ; ainsi, si pendant l'unité de temps t le nombre d'impulsions de mesure prises en compte est de l'ordre de 10, alors la précision du dispositif ne peut excéder 10 %.The accuracy of the measuring device defined above varies a lot with the speed of rotation to be measured and / or compared
- if the speed of rotation is high, the number of electrical pulses taken into account is large, and the systematic error introduced, i.e. one pulse per unit of time t, is small
- if the rotation speed is low, the number of electrical pulses taken into account becomes insufficient compared to the systematic error; thus, if during the time unit t the number of measurement pulses taken into account is of the order of 10, then the precision of the device cannot exceed 10%.
Par ailleurs, avec un dispositif tel que précédemment défini, on ne peut obtenir une mesure instantanée ou quasi-instantanée, puisqu'un certain temps t doit s'écouler pour obtenir le train de n impulsions de mesure ou rotation, n représentant la valeur de la vitesse de rotation. Furthermore, with a device as defined above, it is not possible to obtain an instantaneous or quasi-instantaneous measurement, since a certain time t must elapse in order to obtain the train of n measurement or rotation pulses, n representing the value of the speed of rotation.
La présente invention se propose de remédier à cet inconvénient. Elle a pour objet un dispositif comportant un générateur d'impulsions de rotation, comme précédemment, mais délivrant un signal de mesure
- dont la précision dépend beaucoup moins de la gamme de vitesses de rotation mesurée
- et ce, de manière instantanée, ou quasi-instantanée.The present invention proposes to remedy this drawback. It relates to a device comprising a rotation pulse generator, as above, but delivering a measurement signal
- whose accuracy depends much less on the range of rotational speeds measured
- and this, instantaneously, or almost instantaneously.
Selon la présente invention
- le moyen de mesure est un compteur d'impulsions éléctriques de référence correspondant à une base de temps, dont une entrée de remise à zéro est commandée par chaque impulsion électrique de mesure ou de rotation;
- au moins un générateur d'impulsions de référence, de fréquence haute par rapport à celle des impulsions de mesure, est en relation avec une entrée du compteur, de telle sorte que le nombre d'impulsions de référence, dénombrées entre deux impulsions de mesure, caractérise la période des impulsions de mesure à la sortie du générateur ; à partir de cette période peut alors être obtenue la vitesse de rotation de l'objet considéré.According to the present invention
the measurement means is a reference electrical pulse counter corresponding to a time base, a reset input of which is controlled by each electrical measurement or rotation pulse;
- at least one reference pulse generator, of high frequency compared to that of the measurement pulses, is in relation to an input of the counter, so that the number of reference pulses, counted between two measurement pulses , characterizes the period of the measurement pulses at the generator output; from this period can then be obtained the speed of rotation of the object considered.
La précision du dispositif de mesure conforme à l'invention est de fait considérablement augmentée. Il suffit de choisir la fréquence prédeterminée des impulsions de référence , en relation avec la gamme des vitesses à mesurer, pour compter en permanence un très grand nombre d'impulsions de base de temps, entre deux remises à zéro consécutives du compteur. The accuracy of the measuring device according to the invention is therefore considerably increased. It suffices to choose the predetermined frequency of the reference pulses, in relation to the range of speeds to be measured, to permanently count a very large number of time base pulses, between two consecutive resets of the counter.
L'invention consistant en définitive à mesurer la période entre deux impulsions de rotation, alors le temps nécessaire à une telle mesure devient quasi-infinitésimal, de telle sorte que la réponse du dispositif de mesure devient quasi-instantanée. The invention ultimately consists in measuring the period between two rotational pulses, then the time necessary for such a measurement becomes almost infinitesimal, so that the response of the measuring device becomes almost instantaneous.
La manière dont l'invention peut être réalisée et les avantages qui en découlent, ressortiront mieux de l'exemple de réalisation qui suit, donné à titre indicatif et non limitatif, à l'appui de la figure annexée. The manner in which the invention can be implemented and the advantages which ensue therefrom will emerge more clearly from the embodiment which follows, given by way of non-limiting example, in support of the appended figure.
La figure 1 représente un synoptique simplifié d'un dispositif destiné à comparer des vitesses de rotation, par rapport à des valeurs ou seuils donnés, le dispositif en question étant conforme à la présente invention. FIG. 1 represents a simplified block diagram of a device intended to compare rotational speeds, compared to given values or thresholds, the device in question being in accordance with the present invention.
Selon la présente invention, on munit un arbre moteur (non représenté) d'un générateur d'impulsions électriques (1), correspondant à la rotation de l'arbre. According to the present invention, a motor shaft (not shown) is provided with an electric pulse generator (1), corresponding to the rotation of the shaft.
Ces impulsions éléctriques sont alors mises en forme au moyen d'un organe de mise en forme (2), destiné à donner à ces impulsions, une forme désirée, par exemple , en forme carrée, dents de scie.., convenant ensuite à un traitement numérique.Ces impulsions sont en outre calibrées en durée au moyen d'un monostable (3), et ce de manière conventionnelle.These electrical pulses are then shaped by means of a shaping member (2), intended to give these pulses, a desired shape, for example, in square shape, sawtooth, etc., then suitable for a digital processing. These pulses are also calibrated in duration using a monostable (3), in a conventional manner.
Chaque impulsion de mesure provoque, d'une part immédiatement le transfert du contenu d'un compteur (4) dans une mémoire (6), et d'autre part, avec un certain retard, grâce à un organe de retard (7), la remise à zéro du compteur (4). Ainsi, avant d'être remis à zéro, le compteur (4) peut basculer dans la mémoire (6) le nombre compté des impulsions de référence définies ciaprès. Each measurement pulse causes, on the one hand immediately the transfer of the content of a counter (4) in a memory (6), and on the other hand, with a certain delay, thanks to a delay member (7), resetting the counter (4). Thus, before being reset, the counter (4) can switch in the memory (6) the counted number of reference pulses defined below.
Le dispositif comporte au moins un générateur d'impulsions de référence de base de temps, ce dernier étant constitué par un oscillateur haute fréquence . Ce générateur (5a,5b) émet des impulsions électriques, dites de référence, selon une haute fréquence par rapport à la fréquence des impulsions de mesure ou rotation délivrées par le générateur (1). Dans l'exemple décrit, le dispositif comporte deux générateurs d'impulsions de référence, respectivement (5a) et (5b), à savoir un générateur destiné à émettre des impulsions de référence de fréquence relativement haute, pour des vitesses de ro tation élevées à mesurer, et l'autre destiné à émettre des impulsions de référence de fréquence relativement basse, pour permettre la mesure de vitesses de rotation plus faibles.De plus, afin de pouvoir selectionner le générateur d'impulsions de référence (5a, 5b), lorsque l'on a une idée sur l'ordre de grandeur de la vitesse à mesurer, le dispositif comprend des commutateurs (9, 10), respectivement un pour les -vitesses élevées, et l'autre pour les faibles vitesses, la sortie de ces commutateurs étant connectée à une porte logique ET (11,12), dont l'autre entrée est connectée au générateur (5a) ou (5b) considéré. Les deux portes logiques ET (11,12) sont connectées à une porte logique OU (13), dont la sortie est reliée au compteur (4). The device comprises at least one time base reference pulse generator, the latter being constituted by a high frequency oscillator. This generator (5a, 5b) emits electrical pulses, called reference pulses, at a high frequency relative to the frequency of the measurement or rotation pulses delivered by the generator (1). In the example described, the device comprises two reference pulse generators, respectively (5a) and (5b), namely a generator intended to emit reference pulses of relatively high frequency, for high rotation speeds at to measure, and the other intended to emit reference pulses of relatively low frequency, to allow the measurement of lower rotational speeds. In addition, in order to be able to select the reference pulse generator (5a, 5b), when we have an idea on the order of magnitude of the speed to be measured, the device includes switches (9, 10), respectively one for high speeds, and the other for low speeds, the output of these switches being connected to an AND logic gate (11,12), the other input of which is connected to the generator (5a) or (5b) considered. The two AND logic gates (11,12) are connected to an OR logic gate (13), the output of which is connected to the counter (4).
Ainsi, entre deux remises à zéro consécutives du compteur (4), effectuées par les impulsions de mesure, le compteur enregistre un certain nombre d'impulsions de référence émises par le générateur (5a) ou (5bu. Thus, between two consecutive resets of the counter (4), carried out by the measurement pulses, the counter records a certain number of reference pulses emitted by the generator (5a) or (5bu.
De fait, connaissant la fréquence des impuls;ons de référence, et connaissant le nombre de celles-ci entre deux impulsions de mesure, de par le compteur (4), on peut donc déterminer de manière rigoureuse la période des impulsions de mesure, donc la vitesse de rotation de l'arbre moteur. In fact, knowing the frequency of the impulses; reference ons, and knowing the number of these between two measurement pulses, by the counter (4), we can therefore rigorously determine the period of the measurement pulses, therefore the speed of rotation of the motor shaft.
La mémoire (6) est reliée à un convertisseur numérique/analogique (8) destiné à transformer les informations numériques stockées dans la mémoire en signaux analogiques. Ces derniers sont alors comparés avec des valeurs seuils au moyen d'amplificateurs opérationnels (14,15), respectivement un pour les grandes vitesses, et un pour les petites vitesses, la sortie de ces derniers étant connectée à une porte logi que ET (16,17), dont l'autre entrée est connectée à un commutateur (18), fonction de la gamme de vitesses à laquelle appartient la vitesse comparée.Les signaux de sortie des deux portes logiques ET (16,17) sont stockés dans les mémoires (19,20), puis amplifiés au moyen d'amplificateurs (21,22), dont la sortie, dans le cas d'espèce actionne un voyant lumineux (23,24), indiquant si la valeur de la vitesse mesure appartient ou non à la gamme de vitesse considérée. Les mémoires (19,20) sont remises à zéro au moyen d'un organe d'acquittement de mémoire (25) de manière tout à fait conventionnelle. The memory (6) is connected to a digital / analog converter (8) intended to transform the digital information stored in the memory into analog signals. The latter are then compared with threshold values by means of operational amplifiers (14,15), respectively one for high speeds, and one for low speeds, the output of the latter being connected to a logic gate AND (16 , 17), the other input of which is connected to a switch (18), depending on the speed range to which the compared speed belongs. The output signals of the two AND logic gates (16,17) are stored in the memories (19,20), then amplified by means of amplifiers (21,22), the output of which, in this case activates an indicator light (23,24), indicating whether the value of the measured speed belongs or not at the speed range considered. The memories (19,20) are reset by means of a memory acknowledgment member (25) in a completely conventional manner.
Une application tout à fait intéressante de la présente invention concerne le controle de la constance d'un rapport de deux vitesses de rotation, à savoir d'un objet à rotation rapide, par exemple l'arbre d'entrée d'un réducteur de vitesse, et d'un objet à rotation lente, par exemple l'arbre de sortie du même réducteur de vitesse: ceci permettant, dans le cas d'un réducteur, de détecter toute rupture entre les deux arbres. A quite interesting application of the present invention relates to the control of the constancy of a ratio of two rotational speeds, namely of a rapidly rotating object, for example the input shaft of a speed reducer , and of a slowly rotating object, for example the output shaft of the same speed reducer: this makes it possible, in the case of a reducer, to detect any break between the two shafts.
Pour ce faire, il suffit d'adapter le dispositif selon l'invention de la manière suivante
- le générateur d'impulsions de mesure correspond ou est placé sur l'arbre lent de sortie du réducteur
- le générateur d'impulsions de référence ou de base de temps, (5a) ou (5b), est remplacé par un générateur d'impulsions, placé sur l'arbre rapide d'entrée du réducteur ; ce générateur, comme précédemment, comporte une partie mobile solidaire de l'arbre rapide, et une partie fixe, et délivre des impulsions électriques, lesquelles seront utilisées dans le cas présent comme impulsions de référence. To do this, it suffices to adapt the device according to the invention in the following manner
- the measurement pulse generator corresponds to or is placed on the slow gear unit output shaft
- the reference or time base pulse generator, (5a) or (5b), is replaced by a pulse generator, placed on the speed reducer input shaft; this generator, as before, comprises a movable part secured to the fast shaft, and a fixed part, and delivers electrical pulses, which will be used in the present case as reference pulses.
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| FR8801094A FR2626374B1 (en) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | DEVICE FOR CONTROLLING A ROTATION SPEED, PARTICULARLY RELATIVE TO A THRESHOLD |
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| FR2626374B1 (en) | 1990-09-14 |
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