檢測旋轉物體轉速的處理系統及方法技術方案

一種檢測旋轉物體轉速的處理系統及方法，包括：圓形光電碼盤，圓形光電碼盤的圓周上設置有若干通光孔；圓形PCB板，包括依次電性連接的：若干設置在圓形PCB板的圓周上的速度采樣單元、用以將采集到的信號整形放大為一匹配信號的信號整形放大單元，以及用以處理匹配信號的處理單元，若干通光孔經過一個速度采樣單元時產生一系列脈沖信號；圓形PCB板與圓形碼盤通過一軸承連接；其中，當圓形光電碼盤旋轉一周，只在四分之一周內產生脈沖信號。本發明專利技術采用多個光電傳感器、特制的碼盤和新型安裝形式實現對實時旋轉物體的轉速測量，實現了數字化通訊的高精度速度測量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電氣測量系統制造
，特別涉及一種。技術背景電機轉速測量領域中應用的轉速傳感器有反射式光電對管(光電傳感器)測速裝置以及光電式碼盤、增量式編碼器、絕對式編碼器、測速發電機等轉速傳感器。反射式轉速傳感器以其結構最簡單，勿需與旋轉部件連接而得到較為廣泛的應用。通常情況下，由于每旋轉I周產生一個脈沖信號，因此其轉速測試精度不高、實時性不好，而且不適用于低速測量；光電式碼盤轉速傳感器通常集成于轉矩轉速傳感器內，在一些教學用的電機實驗設備中與電機同軸聯接，一般在旋轉圓盤上均勻分布60個齒，該種傳感器雖然提高了轉速測試精度和實時性，但是安裝較復雜，且不能判斷旋轉物體的轉動方向，實際工程上很少應用； 增量式編碼器是基于霍爾效應和光電效應研制的，用于測量轉速、相對位移和電機控制中的磁極定位，可以判斷轉速的正反向。轉速測量精度取決于碼盤上所刻透光柵的線數， 線數越多，轉速測量精度越高，相對定位越精確，但是制造工藝也就越復雜，而且在高速時檢測環境的電磁干擾也就越強，導致硬件設計較困難。傳感器不易安裝和拆卸、并且價格較聞;絕對式編碼器且可以實現轉速檢測、磁極定位和絕對位置檢測。其測量精度取決于傳感器所輸出的位數，位數越多，轉速和位置檢測的精度越高，該類傳感器同樣存在增量式編碼器的缺點，且輸出的位數越多，其輸出信號所用信號線也越多，其價格相對也最高；測速發電機在全測速范圍內的測速線性度不易實現、需要專門的模擬轉換模塊將發電機的電壓信號轉換為轉速信號，電機本體的溫度變化也會影響到轉速的測量精度，而且安裝比較困難。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術存在的上述不足，提供一種檢測旋轉物體轉速的處理系統和方法，采用多個光電傳感器、特制的碼盤和新型安裝形式實現對實時旋轉物體的轉速測量， 實現了數字化通訊的高精度速度測量。本專利技術通過以下技術方案實現一種檢測旋轉物體轉速的處理系統，包括圓形光電碼盤，圓形光電碼盤的圓周上設置有若干通光孔；圓形PCB板，包括依次電性連接的若干設置在圓形PCB板的圓周上的速度采樣單元、 用以將采集到的信號整形放大為一匹配信號的信號整形放大單元，以及用以處理匹配信號的處理單元，若干通光孔經過一個速度采樣單元時產生一系列脈沖信號；圓形PCB板與圓形碼盤通過一軸承連接；其中，當圓形光電碼盤旋轉一周，只在四分之一周內產生脈沖信號。較佳的，通光孔設置在圓形光電碼盤的四分之一圓周上、速度采樣單元均勻設置在圓形PCB板的圓周上；或，通光孔均勻設置在圓形光電碼盤的圓周上、速度采樣單元設置在圓形PCB板的四分之一圓周上。較佳的，軸承的內部包括頂針，滑動連接在軸承的內部，用以定位保證旋轉過程中的同軸度。限位組件，連接在軸承內部的兩端，用以限制頂針的伸出和后退的距離；彈性組件，設置在頂針與限位組件之間，用以使頂針保持原位。較佳的，環形組件包括內環和外環，外環與軸承內部絲扣連接，內環表面光滑便于頂針移動。較佳的，限位組件包括用以限制頂針的伸出距離的環形組件以及用以限制頂針的后退距離的螺絲。較佳的，檢測旋轉物體轉速的處理系統還包括連接組件，設置在轉軸上的頂針的伸出端外側，用以將檢測旋轉物體轉速的處理系統與一被測物體連接。較佳的，速度采樣單元為光電傳感器。較佳的，檢測旋轉物體轉速的處理系統還包括通訊單元，用以輸出處理單元的輸出信號。較佳的，檢測旋轉物體轉速的處理系統還包括共陰數碼管，用以直觀顯示處理單兀的輸出信號。一種檢測旋轉物體轉速的方法，采用上述的檢測旋轉物體轉速的處理系統，按如下步驟執行51、將檢測旋轉物體轉速的處理系統連接到被測物體上進行轉速采樣，當圓形光電碼盤旋轉一周，只在四分之一周內產生一系列脈沖信號；52、信號整形放大單元將采集到的脈沖信號整形和放大，得到處理單元匹配的信號；53、處理單元進行選通判斷和信號狀態判斷；54、處理單元計算得出轉速值和旋轉方向。 附圖說明圖I為本專利技術一種檢測旋轉物體轉速的處理系統的側視圖；圖2為本專利技術一種檢測旋轉物體轉速的處理系統中圓形光電碼盤的結構示意圖；圖3為本專利技術一種檢測旋轉物體轉速的處理系統中速度采樣單元的分布示意圖；圖4為本專利技術一種檢測旋轉物體轉速的處理系統中軸承的結構示意圖；圖5為本專利技術一種檢測旋轉物體轉速的處理系統中速度采樣單元和信號整形放大單元的電路圖；圖6為本專利技術一種檢測旋轉物體轉速的處理系統的工作流程圖。符號說明1:圓形光電碼盤2:通光孔3:圓形PCB板4:速度采樣單元5:軸承52:頂針53:彈性組件54:螺絲 55:磁鐵56:環形組件具體實施方式下面結合實施例對本專利技術作詳細說明，本實施例在以本專利技術技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式，但本專利技術的保護范圍不限于下述的實施例。請參考圖1-4，一種檢測旋轉物體轉速的處理系統，包括圓形光電碼盤1，圓形光電碼盤I的圓周上設置有若干通光孔2 ;圓形PCB板3，包括依次電性連接的若干設置在圓形PCB板的圓周上的速度采樣單元4、用以將采集到的信號整形放大為一匹配信號的信號整形放大單元，以及用以處理匹配信號的處理單元，若干通光孔2經過一個速度采樣單元4 時產生一系列脈沖信號；圓形PCB板3與圓形碼盤I通過一軸承5連接；其中，當圓形光電碼盤I旋轉一周，只在四分之一周內產生脈沖信號。為了達到所述的只在四分之一周內產生脈沖信號，可以通過兩種方案實現1、通光孔2設置在圓形光電碼盤I的四分之一圓周上、速度采樣單元4均勻設置在圓形PCB板3的圓周上，通過增加通光孔2的數量可以提高測量精度；2、通光孔2均勻設置在圓形光電碼盤I的圓周上、速度采樣單元4設置在圓形 PCB板3的四分之一圓周上，通過增加速度采樣單元4可以增加測量精度。軸承5的內部包括頂針52，滑動連接在軸承的內部，用以定位保證旋轉過程中的同軸度。限位組件，連接在軸承內部的兩端，包括用以限制頂針的伸出距離的環形組件56 以及用以限制頂針的后退距離的螺絲54，用以限制頂針的伸出和后退的距離，環形組件包括內環和外環，外環與軸承內部絲扣連接，內環表面光滑便于頂針移動；彈性組件53，設置在頂針52與限位組件之間，用以使頂針52保持原位。在本實施例中，速度采樣單元采用4個光電傳感器均勻分布在圓形PCB板的圓周上，4個通光孔設置在圓形光電碼盤的四分之一圓周上，測量低轉速時可以通過增加通光孔的數量如增加到8個，來提高轉速測試精度，技術人員可根據需要自行選擇，本專利技術在此并不做限制。每經過四分之一圓周，四個光電傳感器中的一個工作于輸出高低脈沖狀態。經過或非門的判斷，有一路可以輸入到處理單元中。在處理單元中按照Μ/T法計算得到電機轉速和轉向。本專利技術的工作過程如下將圖1中的檢測旋轉物體轉速的處理系統利用磁鐵55等連接件吸附到被測物體(電機)的軸伸處，若電機軸伸帶有負載，則將該處理系統吸附在電機軸伸后端。I.上電后，通過電機的轉動，光電傳感器Ul與光電碼盤配合，測量得光電碼盤相鄰孔的脈沖，如圖5所示，每經過一個光電傳感器就產生一系列脈沖，這4個光電開關經過一個或非門，將有信號脈沖的一路送至下一級電路。同時將這4路光電信號分別接到四個引腳用于辨別方向，這里只畫出I路的電路圖，其他3路與此相同。通過配合程序控制有脈沖信號的一路進入處理單元(單片機)。2.為測得的轉速，從或非門引出的脈沖要本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種檢測旋轉物體轉速的處理系統，其特征在于，包括：圓形光電碼盤，所述圓形光電碼盤的圓周上設置有若干通光孔；圓形PCB板，包括依次電性連接的：若干設置在所述圓形PCB板的圓周上的速度采樣單元、用以將采集到的信號整形放大為一匹配信號的信號整形放大單元，以及用以處理所述匹配信號的處理單元，所述若干通光孔經過一個所述速度采樣單元時產生一系列脈沖信號；所述圓形PCB板與所述圓形碼盤通過一軸承連接；其中，當所述圓形光電碼盤旋轉一周，只在四分之一周內產生所述脈沖信號。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄧謹，康爾良，韓康瑋，李子琦，陸寬鵬，戴嫻靜，
申請(專利權)人：上海出入境檢驗檢疫局機電產品檢測技術中心，
類型：發明
國別省市：