專利名稱：風(fēng)速模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及儀器儀表，具體說是一種風(fēng)速模擬裝置。
背景技術(shù)：
測風(fēng)傳感器是用來測量風(fēng)速、風(fēng)向參數(shù)的，其測量范圍是一定的，不 同種類傳感器在出廠前都要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在測量范圍內(nèi)進(jìn)行參數(shù)測試，以檢驗(yàn)
是否超差。通常是對6-IO種風(fēng)速進(jìn)行模擬，然后將傳感器的實(shí)測值和模 擬值進(jìn)行比對。若檢查出實(shí)測值和模擬值存在誤差，則應(yīng)針對測風(fēng)傳感器 的電器元件及結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查或修理。
螺旋槳式風(fēng)傳感器風(fēng)速的測試方法是通過人工手動旋轉(zhuǎn)螺旋槳進(jìn)而帶 動風(fēng)速軸來模擬風(fēng)速，當(dāng)某一定值風(fēng)速吹到螺旋槳上時(shí)，螺旋槳轉(zhuǎn)速一定， 也就是說風(fēng)速軸的轉(zhuǎn)速是固定的，即其輸出的脈沖數(shù)量應(yīng)固定，通過脈沖 數(shù)量計(jì)算得出的實(shí)測風(fēng)速值也應(yīng)是固定的，否則說明該風(fēng)傳感器不合格。 所以，每一定值風(fēng)速對應(yīng)風(fēng)速軸一固定轉(zhuǎn)速值。如果要對某種風(fēng)速進(jìn)行測 試檢驗(yàn)，就要計(jì)算出該風(fēng)速對應(yīng)的風(fēng)速軸轉(zhuǎn)速，然后通過某種動力轉(zhuǎn)動風(fēng) 速軸來模擬風(fēng)速以達(dá)到該轉(zhuǎn)速，比較風(fēng)傳感器輸出到測試儀器的實(shí)際風(fēng)速 值和模擬值是否一致。
由于現(xiàn)有的模擬風(fēng)速是通過人工旋轉(zhuǎn)螺旋槳葉通過示波器顯示波形是 否均勻進(jìn)行判斷，而人工旋轉(zhuǎn)螺旋槳葉模擬風(fēng)速的大小是憑經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)，因 而模擬風(fēng)速很不準(zhǔn)確，幾乎不能顯現(xiàn)模擬風(fēng)速值是否準(zhǔn)確。若采用風(fēng)洞實(shí) 驗(yàn)，則成本太高，且具有風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的城市和單位也十分有限，因而在現(xiàn)時(shí) 生產(chǎn)中無法采用。
如何獲得模擬風(fēng)速，并將模擬值與實(shí)際值比對，則是本實(shí)用新型面臨 的設(shè)計(jì)課題。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種風(fēng)速模擬裝置，在螺旋槳式測風(fēng)傳感器風(fēng)速測試 的時(shí)候，模擬出需要測試的風(fēng)速值，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。 本實(shí)用新型的另 一 個目的是將測風(fēng)傳感器的實(shí)際風(fēng)速值測出。 為了達(dá)到解決上述技術(shù)問題的目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是， 一種 風(fēng)速模擬裝置，其特征在于它包括定位調(diào)整機(jī)架，調(diào)整機(jī)架上裝有調(diào)速電
機(jī)或包含有電機(jī)調(diào)速器的電機(jī)。
在本實(shí)用新型中，還具有以下技術(shù)特征所述的定位調(diào)整機(jī)架上還設(shè) 有圓形調(diào)整環(huán)，圓形調(diào)整環(huán)上設(shè)有鎖緊螺母。圓形調(diào)整環(huán)能夠自由調(diào)節(jié)直 徑大小，將圓形調(diào)整環(huán)套入風(fēng)傳感器機(jī)身，徑向調(diào)整圓環(huán)到合適位置，擰 緊鎖緊螺母即可。
在本實(shí)用新型中，還具有以下技術(shù)特征電機(jī)軸上裝有橡膠軟管。電 機(jī)軸與風(fēng)速軸用橡膠軟管連接，這樣可消除剛性連接帶來的扭矩，減少負(fù) 載，提高可靠性和使用壽命。
在本實(shí)用新型中，還具有以下技術(shù)特征還包括有測量測風(fēng)傳感器的
實(shí)際風(fēng)速值的測試儀器，測試儀器的信號采集處理模塊中包含一光隔電路， 所述光隔電路接收風(fēng)傳感器輸出的風(fēng)速脈沖信號，脈沖信號經(jīng)濾波、整形 電路進(jìn)入CPU的中斷信號輸入端，所述CPU執(zhí)行中斷服務(wù)程序，將計(jì)算出
的實(shí)際風(fēng)速經(jīng)串行接口輸出到顯示器中。
在本實(shí)用新型中，還具有以下技術(shù)特征所述光隔電路采用一光電耦 合器實(shí)現(xiàn)。
在本實(shí)用新型中，還具有以下技術(shù)特征所述濾波、整形電路為施密 特整形電路。
在本實(shí)用新型中，還具有以下技術(shù)特征所述CPU通過I2C總線與EPR0M 和RAM存儲器相連，分別對CPU的程序和臨時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。
在本實(shí)用新型中，還具有以下技術(shù)特征所述CPU的時(shí)鐘端經(jīng)時(shí)鐘電 路與外部晶振相連，為其提供基準(zhǔn)時(shí)鐘。
所述測試儀器的輸入信號來自測風(fēng)傳感器的輸出脈沖，儀器內(nèi)部的處 理器根據(jù)脈沖的電平變化，啟動計(jì)數(shù)器，獲得每秒輸出的脈沖數(shù)量，而后 用已建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出風(fēng)傳感器的實(shí)測風(fēng)速。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積才及效果
1. 本實(shí)用新型風(fēng)速模擬裝置是專為螺旋槳式測風(fēng)傳感器制造的風(fēng)速模 擬裝置，在做測試檢驗(yàn)時(shí)，能夠模擬風(fēng)速和測得實(shí)際風(fēng)速值，并能夠?qū)崟r(shí) 顯示，模擬風(fēng)速十分準(zhǔn)確，能夠準(zhǔn)確地提供模擬風(fēng)速和實(shí)際風(fēng)速值的關(guān)系， 為枱r — 瞼測風(fēng)傳感器的質(zhì)量和品質(zhì)提供了依據(jù)。
2. 本實(shí)用新型風(fēng)速模擬裝置為智能化儀器，操作簡單，快速方便且準(zhǔn) 確，提高了檢測效率，使風(fēng)速測試檢驗(yàn)具有實(shí)效性，比對性。
3. 本實(shí)用新型風(fēng)速模擬裝置提供了一種有效的風(fēng)速測試手段，且結(jié)構(gòu)
簡單、造價(jià)低、實(shí)用性強(qiáng)。

圖1為本實(shí)用新型風(fēng)速模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意l.電機(jī)調(diào)速器；2.電機(jī)；3.定位調(diào)整機(jī)架；4.橡膠軟管；5.圓形調(diào)整 環(huán)；6.傳感器頭體；7.螺旋槳；8.風(fēng)速軸；9.傳感器機(jī)身；10.測試儀器；ll 測風(fēng)傳感器。
圖2為風(fēng)速模擬裝置測試儀器的原理框圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1，風(fēng)速模擬裝置包括定位調(diào)整機(jī)架3，定位調(diào)整機(jī)架3上裝有 包含有電機(jī)調(diào)速器1的電機(jī)2。電機(jī)2可以是無極調(diào)速，通過操作電機(jī)調(diào) 速器1上的增加/減少按鈕，控制電機(jī)2轉(zhuǎn)速達(dá)到與所模擬的風(fēng)速相對應(yīng)的 轉(zhuǎn)速。
定位調(diào)整機(jī)架3前端上還設(shè)有圓形調(diào)整環(huán)5。圓形調(diào)整環(huán)5能夠自由 調(diào)節(jié)直徑大小，將圓形調(diào)整環(huán)5套入風(fēng)傳感器機(jī)身9,徑向調(diào)整圓環(huán)5到 合適位置，檸緊鎖緊螺母即可。為了實(shí)現(xiàn)軟連接，消除扭矩，電機(jī)2軸上裝有橡膠軟管4。 參見圖2,測量測風(fēng)傳感器11的實(shí)際風(fēng)速值的測風(fēng)儀器10，測試儀器 10的信號采集處理模塊中包含一光隔電路，所述光隔電路接收風(fēng)傳感器輸 出的風(fēng)速脈沖信號，脈沖信號經(jīng)濾波、整形電路進(jìn)入CPU的中斷信號輸入 端，所述CPU執(zhí)行中斷服務(wù)程序，將計(jì)算出的實(shí)際風(fēng)速經(jīng)串行接口輸出到
顯示器上。
光隔電路采用一光電耦合器實(shí)現(xiàn)。 所述濾波、整形電路為施密特整形電路。
所述CPU通過I2C總線與EPR0M和RAM存儲器相連，分別對CPU的程 序和臨時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。
所述CPU的時(shí)鐘端經(jīng)時(shí)鐘電路與外部晶振相連，為提供基準(zhǔn)時(shí)鐘。 螺旋槳式測風(fēng)傳感器11做風(fēng)速測試檢驗(yàn)時(shí)，1米/秒的風(fēng)速吹動傳感 器，螺旋槳每秒的轉(zhuǎn)數(shù)，即風(fēng)速軸每秒的轉(zhuǎn)數(shù)n是固定的，當(dāng)用一定值風(fēng) 速Vi吹動傳感器時(shí)，其風(fēng)速軸每秒的總轉(zhuǎn)數(shù)N可根據(jù)公式N = V, x n計(jì)算出來。
參見圖1和圖2,卸下風(fēng)傳感器頭體6和螺旋槳7，將電機(jī)2套在定位
調(diào)整機(jī)架3的彎頭上并鎖緊，在定位調(diào)整機(jī)架3的直頭處固定好圓形調(diào)整 環(huán)5,將圓形調(diào)整環(huán)5套入風(fēng)傳感器機(jī)身9，徑向調(diào)整圓環(huán)到合適位置，擰 緊鎖緊螺母，移動定位調(diào)整機(jī)架3上的滑塊，使電機(jī)軸與風(fēng)速軸的距離適 當(dāng)，將電機(jī)軸上的橡膠軟管4套在風(fēng)速軸8上，調(diào)整電機(jī)軸和風(fēng)速軸8的 同心度，最后鎖緊滑塊。
操作電機(jī)調(diào)速器上的增加/減少按鈕，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到N，此時(shí)即模 擬出定值風(fēng)速VlQ
隨著測風(fēng)傳感器11的連續(xù)轉(zhuǎn)動，其每秒輸出的一定數(shù)量脈沖，脈沖進(jìn) 入測試儀器10的光隔電路，進(jìn)而經(jīng)濾波、整形電路處理后，觸動CPU的中 斷輸入端INTO, CPU響應(yīng)后，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，接收風(fēng)傳感器每秒輸出 的脈沖數(shù)量，CPU定時(shí)計(jì)數(shù)所用基準(zhǔn)時(shí)鐘是通過時(shí)鐘電路由外部晶振0SC 提供的。
CPU根據(jù)已建立的數(shù)學(xué)模型，通過輸入的脈沖數(shù)量計(jì)算出實(shí)際測得的 風(fēng)速值V2，經(jīng)串行接口顯示輸出。比較Vi和V2，即獲得測試檢驗(yàn)結(jié)果。
在測試儀器10中還包含由一EPROM程序存儲器和一RAM存儲器，EPROM 存儲CPU的初始化程序、中斷程序及主程序。系統(tǒng)上電后，經(jīng)12(]總線， CPU進(jìn)入正常工作模式。RAM存儲器對CPU產(chǎn)生的臨時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。測試 儀器IO通過采用上述電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對脈沖信號的采集和處理功能，完成 了實(shí)測風(fēng)速的實(shí)時(shí)顯示輸出。
當(dāng)V,和V2存在的誤差超限時(shí)，說明測風(fēng)傳感器11存在問題，應(yīng)進(jìn)行 4全查或々務(wù)理。
當(dāng)然，上述說明并非是對本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也并不限于 上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，作 出的變化、改型、添加或替換，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種風(fēng)速模擬裝置，其特征在于它包括定位調(diào)整機(jī)架，調(diào)整機(jī)架上裝有調(diào)速電機(jī)或包含有電機(jī)調(diào)速器的電機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1風(fēng)速模擬裝置，其特征在于所述的定位調(diào)整機(jī)架上 還^殳有圓形調(diào)整環(huán)，圓形調(diào)整環(huán)上i殳有鎖緊螺母。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2風(fēng)速模擬裝置，其特征在于電機(jī)軸上裝有橡膠軟管。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1風(fēng)速模擬裝置，其特征在于還包括有測量測風(fēng)傳感 器的實(shí)際風(fēng)速值的測試儀器，測試儀器的信號采集處理模塊中包含一光隔 電路，所述光隔電路接收風(fēng)傳感器輸出的風(fēng)速脈沖信號，脈沖信號經(jīng)濾波、 整形電路進(jìn)入CPU的中斷信號輸入端，CPU執(zhí)行中斷服務(wù)程序，將計(jì)算出 的實(shí)際風(fēng)速經(jīng)串行接口輸出到顯示器中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4風(fēng)速模擬裝置，其特征在于所述光隔電路采用一光 電耦合器實(shí)現(xiàn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4風(fēng)速模擬裝置，其特征在于所述濾波、整形電路為 施密特整形電路。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4風(fēng)速模擬裝置，其特征在于所述CPU通過I2C總線 與EPR0M和RAM存儲器相連，分別對CPU的程序和臨時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4風(fēng)速模擬裝置，其特征在于所述CPU的時(shí)鐘端經(jīng)時(shí) 鐘電路與外部晶振相連，為其提供基準(zhǔn)時(shí)鐘。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)速模擬裝置，其特征在于它包括定位調(diào)整機(jī)架，調(diào)整機(jī)架上裝有調(diào)速電機(jī)或包含有電機(jī)調(diào)速器的電機(jī)。本實(shí)用新型風(fēng)速模擬裝置是專為螺旋槳式測風(fēng)傳感器制造的風(fēng)速模擬裝置，在做測試檢驗(yàn)時(shí)，能夠模擬風(fēng)速和測得實(shí)際風(fēng)速值，并能夠?qū)崟r(shí)顯示，模擬風(fēng)速十分準(zhǔn)確，能夠準(zhǔn)確地提供模擬風(fēng)速和實(shí)際風(fēng)速值的關(guān)系，為檢驗(yàn)測風(fēng)傳感器的質(zhì)量和品質(zhì)提供了依據(jù)。
文檔編號G01P21/02GK201004070SQ200620162298
公開日2008年1月9日 申請日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者于慧彬, 濤 劉, 宋文杰, 慧 楊, 王東明 申請人:山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所