一種光電編碼器及測速機性能自動測試裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種光電編碼器及測速機性能自動測試裝置，包括三相交流電源；小功率變頻器；微型交流電機；標準編碼器；法蘭接手和連軸器；數據采集卡；信號調理模塊；工業控制計算機。由于該裝置采用高速Ａ／Ｄ卡，通過計算機將脈沖編碼器輸出脈沖信號以模擬量的形式采集進來，實現了高速示波器功能，由脈沖編碼器輸出脈沖之間相互約束關系，導出一種全新的編碼器性能定量測試方法，實現了對被測器件性能指標自動作出全面定量綜合分析。（*該技術在2011年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于電子測量
，具體涉及一種光電脈沖編碼器、測速發電機技術性能的自動測試裝置。脈沖編碼器的技術指標有零脈沖Z、A、B相脈沖的個數、A、B相脈沖之間相移、脈沖的占空比、脈沖上升沿和下降沿的斜率。現有技術是用示波器直接測脈沖編碼器的輸出脈沖波形，通過示波器上的坐標變換來估算出脈沖編碼器的A、B脈沖的相移和占空比，且其計算過程費工費時，計算結果誤差很大，另外不能測出A、B相脈沖數。中國專利說明書CN-88105036和CN-0102987.4公開的是用信號整理電路對脈沖編碼器的輸出脈沖進行整形，再通過計數器計數，雖然能計算出脈沖數，但對脈沖編碼器的占空比、A、B相脈沖的相移及實際輸出脈沖波形上升沿和下降沿的斜率等參數難以進行定量分析和計算。測速機的主要技術指標有紋波系數、線性度、重復性，目前常用的測試方法是通過示波器將測速機在某一轉速下的輸出電壓波形直接顯示出來，直接觀測疊加在直流電壓上的紋波電壓形狀，但很難作出定量指標分析。對于線性度和重復性只能通過數字轉速表和電壓表逐點測量。人工計算出其實際數據，顯然計算量大，精度不能得到保證。本技術的目的在于提供一種精度高、魯棒性好、操作方便的光電編碼器及測速機性能自動測試裝置。本技術硬件構成可分為兩大部分機械動力平臺和計算機測試平臺，其中機械動力安裝平臺主要由交流電源1；小功率變頻器2；微型交流電機3；標準編碼器4，適于不同類型光電編碼器；測速發電機法蘭接手5和連軸器組成，提供各種類型光電編碼器、測速發電機機械安裝條件和測試旋轉動力。計算機測試平臺主要由數據采集卡8(超高速A/D卡，低速A/D卡，高速計數器板)，被測設備6(各類測速發電機和脈沖編碼器)，信號調理板7，工業控制計算機9組成，完成信號調理、數據采集、測試數據綜合分析等功能。本技術的技術方案是這樣實現的將三相交流電源1通過動力電纜接入小功率變頻器2的三相交流輸入端子，小功率變頻器2的三相交流輸出通過動力電纜接入微型交流電機3。本裝置中，微型交流電機3采用雙軸電機，一端安裝一標準編碼器4，實現電機實際轉速的精確測量，另一端通過機械法蘭接手5連接被測設備6(各類測速發電機和脈沖編碼器)；不同型號和工作電壓的脈沖編碼器輸出A相、B相、Z相脈沖通過五芯信號電纜接入信號調理模塊7進行控制選通，其輸出接入插在計算機總線槽內的數據采集卡8(超高速A/D卡)；標準編碼器4輸出A相、B相脈沖信號通過三芯信號電纜接入高速計數卡；測速發電機輸出信號通過二芯信號電纜接入低通衰減電路后接入低速A/D卡。測試過程如下先將被測設備6的額定參數輸入計算機9，計算機9給小功率變頻器2給出轉速設定值和啟動指令，小功率變頻器2帶動電機3旋轉，裝在電機軸上脈沖編碼器的輸出脈沖通過高速A/D卡輸入計算機9，計算機9讀取零脈沖Z信號上升沿，記錄零脈沖數為I和對應的坐標，第二次讀到零脈沖信號的上升沿，記錄零脈沖數為II和對應的坐標，第三次讀到零脈沖信號的上升沿，記錄零脈沖數為III和對應的坐標，然后計算相鄰兩零脈沖的之間的間隔時間，如二個間隔時間不等，則顯示零脈沖丟失，如間隔時間相等，則零脈沖正常。在零脈沖正常情況下，從零脈沖第一個上升沿開始，測得A相脈沖是上升沿，A相脈沖數記為I，并記錄相應的坐標，測得A相脈沖第二次上升沿，A相脈沖數記為II，并記錄相應的坐標，以此類推，直到Z脈沖出現第二個上升沿，A相脈沖數即為實測脈沖數，B相脈沖數計算方法與A相相同，同時，利用A、B相脈沖上升沿坐標分別計算A、B相脈沖間的相移。讀取A、B相脈沖信號，從第一個上升沿開始到第二個上升沿結束，通過累計高電平點數和低電平點數，計算占空比；根據脈沖上升沿、下降沿的定義脈沖從10％Ue-90％Ue時間，因此通過累計區間的上升沿和下降沿點數，由采樣周期計算出上升時間和下降時間，進而得到上升沿和下降沿斜率。由于本技術采用高速A/D卡，通過計算機將脈沖編碼器輸出脈沖信號以模擬量的形式采集進來，實現了高速示波器功能，由脈沖編碼器輸出脈沖之間相互約束關系，導出一種全新的編碼器性能定量測試方法---基于多組脈沖信息相關約束測量法，對被測器件性能指標自動作出全面定量綜合分析。以下結合附圖對本技術作進一步說明。附圖說明圖1是本技術的測試裝置硬件結構圖。圖2是本技術的多路信號選擇板電路圖。圖1中，三相交流電源1和變頻器2之間通過三芯動力電纜連接；變頻器2和雙軸微型交流電機3之間通過三芯動力電纜連接；雙軸微型交流電機3和標準編碼器4之間通過法蘭固定，由配套連軸器進行機械連接安裝；雙軸微型交流電機3另一端和法蘭接手5通過配套鏍母固定、連軸器相連接；法蘭接手5另一端和被測設備6(脈沖編碼器、測速發電機)由配套連軸器機械連接、通過鏍銓固定；被測設備6(脈沖編碼器、測速發電機)和信號調理(信號調理板、多路信號選擇板)模塊7之間通過屏蔽信號電纜相連；信號調理模塊7輸出和數據采集卡之間通過扁平電纜連接；數據采集卡8和工業計算機9之間通過計算機槽內并行總線連接；數據采集卡8中D/A轉換結果通過二芯屏蔽信號電纜接入小功率變頻器2模擬給定輸入通道實現計算機自動速度給定。測試裝置硬件分別集成在兩個柜體內，機械安裝平臺交流電源1；1KW小功率變頻器2；0.75KW，3000rpm雙軸微型交流電機；標準編碼器4，1024，A相、B相、Z相輸出，適于不同類型脈沖編碼器、測速發電機，法蘭接手5；根據被測器件型號、尺寸配套設計和連軸器，提供各種類型脈沖編碼器、測速發電機機械安裝條件和測試旋轉動力；為測試方便，將雙軸電機垂直安裝，法蘭接手5固定鏍銓位于柜體上表面平臺，使被測器件的重量完全加在柜體表面法蘭上，避免水平安裝時被測器件重量的影響且使測試平臺整齊規范；計算機測試柜主要由數據采集卡8(超高速A/D卡，20MHZ采樣頻率、16KRAM、4通道；低速A/D卡，100KHZ采樣頻率、二通道、雙端輸入；高速計數器板，4通道100KHZ計數頻率)，信號調理模塊7，工業控制計算機9(10G硬盤、64MRAM，Windows98操作系統、，VB或VC++語言編程)組成，完成信號調理、數據采集、測試數據綜合分析等功能，可采用標準工控機柜。圖2中，157(U1和U2)為四二選一數據選擇器，40D(X1、X2)為40芯扁平電纜插座，20D(DO、DI)為20芯扁平電纜插座，37D為37芯信號電纜插座，Q9(J1、J2、J3、J4)為Q9型插座。其主要功能是實現多路信號的選擇和接線端子的轉換，目的是為了使脈沖編碼器輸出的脈沖信號(24V或5V)在前面信號調理板的基礎上符合高速計數器卡、數字量I/O卡和超高速A/D卡輸入信號范圍的需要。工作原理為已調理過的脈沖信號經X1、X2送至157(U1、U2)，例如調理前的24V信號對應157的A端，5V對應157的B端，計算機根據信號類型通過DO發出控制命令，選擇對應信號，經37D送給計數器卡進行計數，經Q9型插座送給超高速A/D卡。另外，該板還可以作為數字量I/O的接線端子板，通過DO、DI利用20芯扁平電纜與計算機內數字量I/O卡相連。權利要求1.一種光電編碼器及測速機性能自動測試裝置，包括機械動力平臺和計算機測試平臺，其中機械動本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種光電編碼器及測速機性能自動測試裝置，包括機械動力平臺和計算機測試平臺，其中機械動力安裝平臺包括：三相交流電源（１）；小功率變頻器（２）；微型交流電機（３）；標準編碼器（４），適于不同類型光電編碼器；測速發電機法蘭接手（５）和連軸器，提供各種類型光電編碼器、測速發電機機械安裝條件和測試旋轉動力；計算機測試平臺包括：數據采集卡（８）（超高速Ａ／Ｄ卡，低速Ａ／Ｄ卡，高速計數器板）；信號調理模塊（７）；工業控制計算機（９），其特征在于：將三相交流電源（１）通過動力電纜接入小功率變頻器（２）的三相交流輸入端子，小功率變頻器（２）的三相交流輸出通過動力電纜接入微型交流電機（３），微型交流電機（３）一端安裝一標準脈沖編碼器（４），另一端通過機械法蘭接手（５）連接被測設備（６），被測設備可以是脈沖編碼器或測速發電機，脈沖編碼器輸出Ａ相、Ｂ相、Ｚ相脈沖通過五芯信號電纜接入脈沖信號調理電路，輸出信號接入插在計算機總線槽內的高速Ａ／Ｄ卡；標準編碼器（４）輸出Ａ相、Ｂ相脈沖信號通過三芯信號電纜接入高速計數卡；測速發電機輸出信號通過二芯信號電纜接入低通衰減電路后接入低速Ａ／Ｄ轉換卡。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：葛蘆生，張英杰，王兆聚，方華超，劉亮，
申請(專利權)人：安徽工業大學，
類型：實用新型
國別省市：34[中國|安徽]