專利名稱：水力測功器智能型數(shù)字顯示分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及測量儀表，特別是一種用于動力機械水力測功器現(xiàn)場自動測試及數(shù)字顯示，并可將所測參數(shù)值遠距離傳送的水力測功器智能型數(shù)字顯示分析儀。
背景技術(shù)：
動力機械輸出功率是動力機械最主要的性能指標(biāo)之一，如何準(zhǔn)確測量其輸出功率無論在技術(shù)實驗中還是在實際應(yīng)用中都具有十分重要的意義。動力機械輸出功率的測量一般采用間接測量的方法，即通過測量動力機械的轉(zhuǎn)速和扭矩，然后根據(jù)公式Pe＝kMe.n計算出功率。式中k為常數(shù)系數(shù)，Me為扭矩，n為轉(zhuǎn)速。扭矩的測量通常采用水力測功器、電力測功器和扭矩儀三中形式。水力測功器由于其造價低、可靠性高、維護方便，在我國使用較為普遍。測功器采用大圓盤指針顯示，其輸出通常為直讀式，測量精度低，在數(shù)據(jù)處理方面則更顯落后，無法進行計算機監(jiān)測和自動控制。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種用微處理單片機自動采集信號，自動計算，用數(shù)字方式顯示動力機械輸出功率、扭矩及轉(zhuǎn)速，同時還可將所測功率、扭矩及轉(zhuǎn)速傳送到遠端的計算機進行監(jiān)測和自動控制的水力測功器智能型數(shù)字顯示分析儀。
所說的水力測功器智能型數(shù)字顯示分析儀是對現(xiàn)有的水力測功器進行的電子化改進設(shè)計，該數(shù)字式顯示儀由傳感器、傳感器信號前置處理電路及單片機組成，單片機的輸入輸出端口上接有輸出接口電路、顯示器和設(shè)定鍵，其特征是所說的傳感器一種是裝設(shè)在被測動力機械機體上用以獲取被測動力機械轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器；另一種是裝設(shè)在水力測功器上測量其扭矩進而測量被測動力機械輸出扭矩的扭矩轉(zhuǎn)角傳感器；轉(zhuǎn)速傳感器電信號輸出端接整形電路的輸入端或直接與單片機的輸入端口相連；扭矩轉(zhuǎn)角傳感器的電信號輸出端與A/D變換電路的輸入端相連，A/D變換電路的輸出端與單片機的一組輸入端口相連。所說的單片機是一種其EPROM單元中固化有能對被測動力機械轉(zhuǎn)速和扭矩信息進行分析、處理并進行計算和顯示該動力機械輸出功率、扭矩及轉(zhuǎn)速之程序的單片機。
前述轉(zhuǎn)速傳感器的磁鋼片3粘貼在被測動力機械輸出軸上，轉(zhuǎn)速傳感器固定在動力機械機體上并將傳感器軸線對準(zhǔn)磁鋼片軸線；前述扭矩轉(zhuǎn)角傳感器通過水力測功器負(fù)荷指示軸6和水力測功器蓋板12安裝在水力測功器上，其中，扭矩轉(zhuǎn)角傳感器的電位器10固定在支承體9的中心孔內(nèi)，支承體固定在水力測功器蓋板上，水力測功器負(fù)荷指示軸的一端經(jīng)鋼絲繩8、連接套7與電位器心軸以可以互相旋動的形式裝配在一起。水力測功器負(fù)荷指示軸6旋動時，即帶動電位器10心軸一起轉(zhuǎn)動。
單片機對輸入的轉(zhuǎn)速信號和扭矩轉(zhuǎn)角信號進行分析處理，并將結(jié)果送顯示器顯示，同時將兩路信號通過輸出接口送入到其它設(shè)備(如計算機)進行分析顯示。
本實用新型很容易在原有的水力測功器上換裝，并能做到既可遠距離數(shù)字顯示及自動控制，同時還可以配多臺水力測功器，以輪流顯示多臺動力機械的功率、瞬時轉(zhuǎn)速、平均轉(zhuǎn)速以及扭矩。具有數(shù)字顯示直觀精確，電路簡單，工作可靠等優(yōu)點。


圖1為水力測功器結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為本實用新型原理方框圖；圖3為本實用新型扭矩轉(zhuǎn)角傳感器安裝位置示意圖；圖4為本實用新型整形電路電路圖；圖5為本實用新型變化電路中A/D轉(zhuǎn)換器前置電路的電路圖；圖6為本實用新型電路原理圖；圖7為本實用新型轉(zhuǎn)速傳感器安裝位置示意圖；圖8為本實用新型扭矩轉(zhuǎn)角傳感器安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1--圓盤，2—水力測功器外殼，3—測功器軸，4—進水閥，5—排水閥，6--水力測功器負(fù)荷指示軸，7—連接套，8—鋼絲繩，9—支承體，10—電位器，11—連接套固定螺釘，12—水力測功器蓋板，13—磁鋼片，14—水力測功器，15—被測動力機械，16—轉(zhuǎn)速傳感器，17—整形電路，18—單片機，19—輸出接口，20—顯示器，21—設(shè)定鍵，22—直流電源，23—變換電路，24—扭矩轉(zhuǎn)角傳感器。
實施方式轉(zhuǎn)速傳感器采用霍爾器件或磁電式、光電轉(zhuǎn)速器；扭矩轉(zhuǎn)角傳感器采用精密電位器或采用旋轉(zhuǎn)編碼器、光電編碼器，它只要與水力測功器外殼以可以相互旋動的形式裝配即可檢測到動力機械輸出的扭矩。單片機采用Intel公司或三菱公司的80或96系列的單片機芯片，如果所選芯片配置有內(nèi)置EPROM和A/D轉(zhuǎn)換器，則此單片機系統(tǒng)可省略EPROM擴展電路和外接A/D變換電路。輸出接口采用RS232通訊接口與計算機進行通訊。設(shè)定鍵采用觸摸按鍵，包括設(shè)定、選位、調(diào)整、復(fù)位四個鍵。設(shè)定鍵可設(shè)定數(shù)字顯示儀工作和顯示狀況，可顯示瞬時轉(zhuǎn)速，平均轉(zhuǎn)速，輸出功率和扭矩；選位鍵可改變顯示位數(shù)；調(diào)整鍵可增減數(shù)字量；復(fù)位鍵可使整個系統(tǒng)清零復(fù)位。
權(quán)利要求1.一種水力測功器智能型數(shù)字顯示分析儀，由傳感器、傳感器信號前置處理電路及單片機組成，單片機的輸入輸出端口上接有輸出接口電路、顯示器和設(shè)定鍵，其特征是所說的傳感器一種是裝設(shè)在被測動力機械機體上用以獲取被測動力機械轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器；另一種是裝設(shè)在水力測功器上測量其扭矩進而測量被測動力機械輸出扭矩的扭矩轉(zhuǎn)角傳感器；轉(zhuǎn)速傳感器電信號輸出端接整形電路的輸入端或直接與單片機的輸入端口相連；扭矩轉(zhuǎn)角傳感器的電信號輸出端與A/D變換電路的輸入端相連，A/D變換電路的輸出端與單片機的一組輸入端口相連；所說的單片機是一種其EPROM單元中固化有能對被測動力機械轉(zhuǎn)速和扭矩信息進行分析、處理并進行計算和顯示該動力機械輸出功率、扭矩及轉(zhuǎn)速之程序的單片機。
2.如權(quán)利要求1所說的水力測功器智能型數(shù)字顯示分析儀，其特征是前述轉(zhuǎn)速傳感器的磁鋼片(3)粘貼在被測動力機械輸出軸上，轉(zhuǎn)速傳感器固定在動力機械機體上并將傳感器軸線對準(zhǔn)磁鋼片軸線；前述扭矩轉(zhuǎn)角傳感器通過水力測功器負(fù)荷指示軸(6)和水力測功器蓋板(12)安裝在水力測功器上，其中，扭矩轉(zhuǎn)角傳感器的電位器(10)固定在支承體(9)的中心孔內(nèi)，支承體固定在水力測功器蓋板上，水力測功器負(fù)荷指示軸的一端經(jīng)鋼絲繩(8)、連接套(7)與電位器心軸以可以互相旋動的形式裝配在一起。
專利摘要一種水力測功器智能型數(shù)字顯示分析儀，對現(xiàn)有的水力測功器進行了電子化改進設(shè)計，由傳感器、傳感器信號前置處理電路及單片機組成，單片機的輸入輸出端口上接有輸出接口電路、顯示器和設(shè)定鍵；所說的傳感器是轉(zhuǎn)速傳感器和扭矩轉(zhuǎn)角傳感器，單片機是一種其EPROM單元中固化有能對被測動力機械轉(zhuǎn)速和扭矩信息進行分析、處理并進行計算和顯示該動力機械輸出功率、扭矩及轉(zhuǎn)速之程序的單片機。本實用新型很容易在原有的水力測功器上換裝，并能做到既可遠距離數(shù)字顯示及自動控制，同時還可以配多臺水力測功器，以輪流顯示多臺動力機械的功率、瞬時轉(zhuǎn)速、平均轉(zhuǎn)速以及扭矩，具有數(shù)字顯示直觀精確，電路簡單，工作可靠等優(yōu)點。
文檔編號G01D21/02GK2526789SQ0222851
公開日2002年12月18日 申請日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者劉敏林, 歐陽光耀, 李育學(xué), 劉鎮(zhèn), 劉伯運, 李珩 申請人:劉敏林