專利名稱：光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域目前測量旋轉(zhuǎn)體上的某些物理量如應(yīng)變、溫度、壓力等，均采用滑環(huán)(引電器)將旋轉(zhuǎn)體上的信號引至靜止部分后再加以測量。但由于引電器與測量敏感元件直接串聯(lián)，引電器接觸電阻、接觸電勢、內(nèi)引線電阻均會在旋轉(zhuǎn)過程中變化，這些變化無法與敏感元件的正常輸出相區(qū)別，結(jié)果將造成誤差。同時敏感元件輸出的有效信號通常十分微小，當(dāng)旋轉(zhuǎn)體作高速旋轉(zhuǎn)時，情況進(jìn)一步惡化，引電器就會產(chǎn)生較大的誤差，影響測量的精度。在相當(dāng)長的時間里，人們對引電器作了大量的研究和開發(fā)工作，以求進(jìn)一步提高引電器的性能。其中水銀引電器是佼佼者，經(jīng)過精密加工和仔細(xì)處理，其指標(biāo)在所有引電器中首屈一指，但汞污染迫使其逐步退出使用。其他引電器均為固體滑環(huán)式，盡管國內(nèi)外有關(guān)單位做了大量的工作，但在主要電氣指標(biāo)和壽命方面仍無突破，而且價格昂貴(國外價格通常在數(shù)千美元)。這樣，引電器成了影響旋轉(zhuǎn)體測量的結(jié)癥，隨著水銀引電器的退役，情況變得更為嚴(yán)峻。
在這種情況下，人們將注意力轉(zhuǎn)到非接觸測量方式上，一種類似遙測的方法逐漸形成，它利用電波的傳輸，將敏感元件的輸出信號傳到靜止部分，經(jīng)過信號和數(shù)據(jù)處理完成測量。由于遙測的理論和方法比較成熟，加上集成電路等元器件的發(fā)展，這種方法不失為一種有前途的測量手段。但在旋轉(zhuǎn)體上應(yīng)用時，尤其是高速旋轉(zhuǎn)的物體，由于采用感應(yīng)方式供電，電壓隨轉(zhuǎn)速的變化而變化，且有較大的干擾，同時采用此方法其供電方式需要占用較大的有效空間，使這種方法未能得到廣泛應(yīng)用。
鑒于現(xiàn)有測量中存在的弱點和局限性，本發(fā)明的目的是設(shè)計一種測量精度高，速度快，可靠性好，自動化程度高、無污染且供電方式不占用有效空間的光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)。
本發(fā)明是一種光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括有安裝在旋轉(zhuǎn)體中旋轉(zhuǎn)件上的部件稱旋轉(zhuǎn)部件(111)，和安裝在旋轉(zhuǎn)體中非旋轉(zhuǎn)件上的部件及旋轉(zhuǎn)體外的部件稱靜止部件(112)兩部份及系統(tǒng)軟件組成；旋轉(zhuǎn)部件(111)包括有敏感元件(1)、微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(211)、光傳輸部件(212)、電源(213)，該旋轉(zhuǎn)部件(111)除敏感元件(1)安裝在被測旋轉(zhuǎn)件的任意被測點上，其余的部件焊接或安裝在印刷電路板上，印刷電路板置放在圓柱形殼體內(nèi)，該圓柱形殼體安裝在旋轉(zhuǎn)殼體(214)的中空部份(215)的空間內(nèi)；在旋轉(zhuǎn)部份(111)中的微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(211)中包括有模擬開關(guān)(2)、偏置電路(3)、放大器(4)、A/D轉(zhuǎn)換器(5)和單片機(jī)(6)；在光傳輸部件(212)中包括有光驅(qū)動電路(7)和光傳輸器件(8)；在電源(213)中包括有；電源電路(9)和旋轉(zhuǎn)體上的旋轉(zhuǎn)部件導(dǎo)電軸承(10)、(10’)，藉此導(dǎo)電軸承(10)、(10’)傳導(dǎo)電源；靜止部件(112)包括有系統(tǒng)供電電源(11)、光傳輸器件(12)、緩沖電路(13)、接口電路(14)、主計算機(jī)(15)、打印機(jī)(16)和顯示器(17)，其中除光傳輸器件(12)安裝在旋轉(zhuǎn)體中的非旋轉(zhuǎn)件定位軸(216)上外，其余的均置放在旋轉(zhuǎn)體體外。
旋轉(zhuǎn)部件(111)中的敏感元件(1)可根據(jù)需要安裝在被測旋轉(zhuǎn)件上，其輸出端連接微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(211)中的模擬開關(guān)(2)，模擬開關(guān)(2)的輸出端連接偏置電路(3)的輸入端，偏置電路(3)的輸出端連接放大器(4)的輸入端，放大器(4)的輸出端連接A/D變換器(5)的輸入端，A/D變換器(5)的輸出端連接單片機(jī)(6)，單片機(jī)(6)的輸出連接光傳輸部件(212)中的光驅(qū)動電路(7)的輸入端，光驅(qū)動電路(7)的輸出端連接光傳輸器件(8)。由電源電路(9)為旋轉(zhuǎn)部件(111)供電。
旋轉(zhuǎn)部件(111)中的敏感元件(1)根據(jù)測量需要可以是應(yīng)變計或熱電阻RTD1、RTD2......RTDn、熱電偶T1、T2......Tn用來測量溫度，可以是橋式壓力或載荷傳感器P1、P2......Pn用來測壓力(壓強)或載荷，敏感元件的激勵電源由電源電路(9)提供，連接方式采用共地連接法。
微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(211)中的偏置電路(3)是根據(jù)使用的敏感元件(1)的不同而決定其連接方式的，當(dāng)使用的敏感元件(1)是應(yīng)變計或熱電阻RTD1、RTD2......RTDn時，其電路連接形式是電源連接R1的一端，R1的另一端串接VR的一端，VR的另一端串接R2的一端、R2的另一端接地，VR的中間點連接放大器(4)的高端(+)，模擬開關(guān)(2)的輸出端連接放大器(4)的低端(-)；當(dāng)敏感元件(1)使用的是熱電偶T1、T2......Tn或橋式壓力傳感器P1、P2....Pn時，則不需要偏置電路(3)，采用模擬開關(guān)(2)直接連接放大器(4)。
光傳輸部件(212)中的光驅(qū)動電路(7)的連接方式是C1與R1并連后其一端連接單片機(jī)(6)另一端連接Q1的基極，Q1的發(fā)射極接地，Q1的集電極通過電阻R2接5V電源，R2與Q1的公共端連接光傳輸器件(8)的正極，光傳輸器件(8)的負(fù)極接地。光信號的傳輸可以是一方發(fā)送、一方接收的單工方式，也可以是二方均可接收、發(fā)送的雙工方式。
電源(213)中的電源電路(9)采用三端穩(wěn)壓塊7806、7805、78XX、7906提供±6V、5V、A/D轉(zhuǎn)換器的基準(zhǔn)電源(VREF)和敏感元件(1)的激勵電源(XXV)。旋轉(zhuǎn)部件(111)的工作過程是由各敏感元件(1)輸出的信號經(jīng)模擬開關(guān)(2)經(jīng)偏置電路(3)輪流送入放大器(4)，信號經(jīng)放大器放大后送入A/D轉(zhuǎn)換器(5)，A/D轉(zhuǎn)換器(5)將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后送入單片機(jī)(6)進(jìn)行處理，經(jīng)單片機(jī)(6)處理后的信號經(jīng)光驅(qū)動電路(7)驅(qū)動光傳輸器件(8)。電源(213)可由電源電路(9)為旋轉(zhuǎn)部件(111)提供三至五組電源，其中±6V提供模擬電路電源，+5V提供數(shù)字電路電源，這三組電源是共有的，第四組電源根據(jù)選用的A/D是否需要外接基準(zhǔn)電源確定電壓值，第五組電源是敏感元件(1)為傳感器時的激勵電源，其電壓值根據(jù)需要而設(shè)定，當(dāng)敏感元件(1)為熱電偶時不需要此電源。由系統(tǒng)供電電源(11)送來的±9V和公共端，通過導(dǎo)電軸承(10)、(10’)為電源電路(9)供電，電源電路(9)為旋轉(zhuǎn)部件(111)供電，系統(tǒng)供電電源(11)還為安裝在定位軸(216)上的光傳輸器件(12)、及緩沖電路(13)供電。
本發(fā)明靜止部件(112)中的光傳輸器件(12)連接緩沖電路(13)，緩沖電路(13)的輸出端連接接口電路(14)的輸入端，接口電路(14)的輸出端連接主計算機(jī)(15)，主計算機(jī)(15)同時連接打印機(jī)(16)、顯示器(17)，系統(tǒng)供電電源(11)為本發(fā)明供電。
靜止部件(112)中的緩沖電路(13)的連接方式是電阻R1.R2.R4.R6的一端相連后接+5V電源，R1的另一端連接光傳輸器件(12)的負(fù)極，光傳輸器件(12)的正極連接Q1的基極，Q1的集電極連接R2的另一端，同時還連接R3與C1并聯(lián)的一端，R3與C1并聯(lián)的另一端連接Q2的基極，Q2的集電極連接R4的另一端、同時還連接R5與C2并聯(lián)后的一端，R5與C2并聯(lián)后的另一端連接Q3的基極，Q3的集電極連接R6的另一端，Q1.Q2.Q3的發(fā)射極同時接地。
靜止部件(112)中的接口電路(14)由智能前端(141)和計算機(jī)接口電路(142)兩部份組成，自緩沖電路(13)輸出的信號首先送智能前端(141)，然后送計算機(jī)接口電路(142)，經(jīng)計算機(jī)接口電路(142)送入主計算機(jī)(15)。
靜止部件(112)的工作過程是靜止部件(112)中的光傳輸器件(12)與旋轉(zhuǎn)部件(111)中的光傳輸器件(8)遙相呼應(yīng)，其發(fā)射光的光傳輸器件(8)可以采用發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器。接收光信號的光傳輸器件(12)可根據(jù)傳輸速率采用光敏二極管、光敏三極管、光電阻或光電池等敏感元件，當(dāng)光傳輸器件(8)發(fā)射來的光信號被光傳輸器件(12)接收后，該光傳輸器件(12)將接收到的光信號傳送到緩沖器(13)中進(jìn)行整形，整形后的信號送接口電路(14)，信號經(jīng)接口電路(14)送入主計算機(jī)(15)，經(jīng)主計算機(jī)(15)處理后，將結(jié)果信號輸出到打印機(jī)(16)打印或輸出到顯示器(17)顯示。
本系統(tǒng)的主程序軟件共由三部份組成1、旋轉(zhuǎn)部件中單片機(jī)的軟件；2、計算機(jī)接口板中單片機(jī)的軟件；3、主計算機(jī)的軟件。
本發(fā)明的優(yōu)點和獨特之處是1.利用光作為傳輸媒介，根據(jù)任何旋轉(zhuǎn)體都有一軸心的原理，在其軸心處安裝光電傳輸器件，在旋轉(zhuǎn)體軸心相對的非旋轉(zhuǎn)件上安裝另一光電傳輸器件，則可進(jìn)行光信號的傳輸，包括一方接收另一方發(fā)送的單工作方式和二方均可接收和發(fā)送的雙工作方式。
2.取消引電器，將由單片機(jī)控制的全套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，完整地安裝在一個小的空間內(nèi)，在旋轉(zhuǎn)體上完成數(shù)據(jù)采集，由光--電傳輸傳遞信號，大大的減小了誤差。
3.利用軸承向旋轉(zhuǎn)部件供電，電流可達(dá)0.5A，而且不占用有效空間，不產(chǎn)生干擾，能滿足測量要求。
4.本系統(tǒng)無污染、測量速度快、精度高、可靠性好、自動化程度高、使用壽命長、性能價格比高。
本發(fā)明有如下附圖

圖1.光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)總原理框圖。
圖2a.b.c.敏感元件及其接法。
圖3a.b.c.偏置電路圖。
圖4.光發(fā)射及其驅(qū)動電路圖。
圖5.旋轉(zhuǎn)部份的電源電路。
圖6.光接收及其緩沖電路。
圖7.智能前端及計算機(jī)接口電路框圖。
圖8.計算機(jī)接口電路原理圖。
圖9.主程序流程圖。 圖11.支座示意圖。
圖10.旋轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)示意圖。圖12.定位座示意圖。
圖中標(biāo)號如下1.敏感元件(熱電阻，應(yīng)變計RTD1～RTDn、熱電偶T1～Tn、橋式壓力傳感器。載荷傳感器P1～Pn)2.模擬開關(guān) 3.偏置電路(電阻R1.R2電位計VR)4.放大器5.A/D轉(zhuǎn)換器(模擬---數(shù)字轉(zhuǎn)換器)6.單片機(jī)(CPU)7.光驅(qū)動電路(電阻R1.R2三極管Q1電容C1)8.光傳輸器件9.電源電路(三端穩(wěn)壓塊7805.7806.78XX.7906)10.10’導(dǎo)電軸承 11.系統(tǒng)供電電源12.光傳輸器件13.緩沖電路(電阻R1～R6電容C1、C2三極管Q1～Q3)14.接口電路 15.主計算機(jī)16.打印機(jī) 17.顯示器111.旋轉(zhuǎn)部件112.靜止部件141.智能前端142.計算機(jī)接口電路211.微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)212.傳輸部件213.電源214.旋轉(zhuǎn)殼體
215.中空部份216.定位軸217.定位座218.支座下面結(jié)合附圖介紹各部分敏感元件(1)這是用戶根據(jù)要求測量的物理量自行選定的，通常有應(yīng)變計--測應(yīng)變或應(yīng)力；熱電偶或熱電阻--測溫度；壓力傳感器--測壓力(壓強)；力或載荷傳感器--測力或載荷。這部分安裝在被測旋轉(zhuǎn)體上，其位置由用戶根據(jù)需要確定，通過它將被測物理量轉(zhuǎn)變成電信號，送入微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(211)，其連接方式采用共地接法，其中圖2a為應(yīng)變計或熱電阻，圖2b為熱電偶，圖2c為橋式壓力、力或載荷傳感器。
模擬開關(guān)(2)本發(fā)明是一個多通道測量系統(tǒng)，它具有多個輸入通道。各敏感元件(1)或傳感器的輸出，經(jīng)過模擬開關(guān)(2)輪流送入放大器(4)。模擬開關(guān)(2)的型號為CD4051或CD4052或CD4067，根據(jù)敏感元件(1)或傳感器的數(shù)量和型式及旋轉(zhuǎn)部件的空間與尺寸決定，當(dāng)采用橋式傳感器時，因為有二個輸出端，選用CD4052，其他則用CD4051或CD4067。
偏置電路(3)根據(jù)敏感元件不同，采用三種不同類型的偏置，圖3a為應(yīng)變計或熱電阻型式，圖3b為熱電偶型式，圖3c為各種橋式傳感器型式。
放大器(4)任何型式的儀器放大器均可，可根據(jù)所用敏感元件(1)的靈敏度及被測物理量的大小選擇適當(dāng)?shù)脑鲆?，根?jù)采集速率選擇動態(tài)特性適用的放大器，并以系統(tǒng)整體指標(biāo)考慮噪聲、漂移等。
A/D轉(zhuǎn)換器(5)可根據(jù)要求的精度和采集速率進(jìn)行選擇，通常選用8bt、10bt或12bt，轉(zhuǎn)換時間可在1μs至30μs間選擇，需說明一點，不恰當(dāng)?shù)母咧笜?biāo)是以昂貴的價格作代價的，如1μs 12bat A/D的價格將超過20μs 8bt A/D的一百倍以上。
單片機(jī)(6)采用51與96系列單片機(jī)光驅(qū)動電路(7)和光傳輸器件(8)因CPU的輸出無驅(qū)動能力，故需驅(qū)動電路提供功率，光驅(qū)動電路(7)隨光傳輸器件(8)不同而定，發(fā)光二極管與半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動電路有差別。圖4是砷化碳發(fā)光二極管及其驅(qū)動電路。
電源電路(9)旋轉(zhuǎn)部分共有三至五組電源，其中±6V(模擬電路電源)和+5V(數(shù)字電路電源)三組為共有的，根據(jù)選用的A/D是否需要外接基準(zhǔn)電源，確定第四組電源是否需要及確定電壓值，第五組電源是敏感元件或傳感器的激勵電源，其電壓根據(jù)需要設(shè)定，但熱電偶不需要此組電源。電路型式如圖5所示。
導(dǎo)電軸承(10)、(10’)該導(dǎo)電軸承(10)、(10’)的內(nèi)外環(huán)分別與旋轉(zhuǎn)部分和靜止部分聯(lián)接，系統(tǒng)電源的±9V及公共端連接到導(dǎo)電軸承(10)、(10’)，通過導(dǎo)電軸承(10)、(10’)為旋轉(zhuǎn)部分提供電源。
系統(tǒng)供電電源(11)共三組(1)+9V，1A及公共端↓；(2)-9V，0.1A及公共端↓；(3)+5V，0.2A及公共端 。
可見，±9V有同一個公共端↓，此公共端也即旋轉(zhuǎn)部分的參考電位，而+5V的公共端與主計算機(jī)內(nèi)的地相通，″↓″與 之間是絕緣的。
光傳輸器件(12)該光傳輸器件(12)接收、與(8)發(fā)射相對應(yīng)，接收采用光敏二極管、光敏三極管或光電阻、光電池等敏感元件，根據(jù)傳輸速率確定；發(fā)射則采用發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光器。
緩沖電路(13)該緩沖電路(13)接收時，其功能是整形、緩沖，電路如圖6所示；當(dāng)發(fā)射時，則是一驅(qū)動電路，如圖4所示。
接口電路(14)該接口電路(14)是由一個智能前端(141)和計算機(jī)接口電路(142)組成，智能前端(141)用一個51系列單片機(jī)和旋轉(zhuǎn)部件中的單片機(jī)進(jìn)行串行通訊接收數(shù)據(jù)，再將串行碼轉(zhuǎn)換成并行碼，然后通過計算機(jī)接口電路(142)將數(shù)據(jù)送入主計算機(jī)，見圖7所示，其波特率根據(jù)A/D的采集速度確定，最高可達(dá)375K，接收的數(shù)據(jù)經(jīng)串并轉(zhuǎn)換，并檢查數(shù)據(jù)在傳輸過程中有無錯誤后，通知主計算機(jī)將數(shù)據(jù)取走。
計算機(jī)接口電路(142)它由總線驅(qū)動電路、地址譯碼電路、工作方式選擇電路構(gòu)成，可根據(jù)需要用查詢方式或DMA方式(通道方式)與主計算機(jī)聯(lián)機(jī)，一般在速度不高的情況下用查詢方式，原理框圖如圖8所示。
主計算機(jī)(15)該主機(jī)選用一般的286PC機(jī)即可。
打印與顯示(16)、(17)顯示器與打印機(jī)無特殊要求，常用的顯示器與打印機(jī)均可選用。
工作中旋轉(zhuǎn)部件(111)通過聯(lián)軸節(jié)與被測物體共同旋轉(zhuǎn)，因此，旋轉(zhuǎn)部件(111)中的元器件及連線均承受離心力，離心力的大小為F=mω2R=m4π2n23600R=mπ2n2R900≈mn2R90]]>例如n＝3000轉(zhuǎn)/分，R＝0.05米，則F＝5000·m≈500mg即離心力達(dá)到原來重量的約500倍。因此必須考慮元器件的安裝固定的牢固度。在空間尺寸允許的情況下，旋轉(zhuǎn)部件應(yīng)做得細(xì)長些，以減少半徑R，從而減小元器件承受的離心力。
本發(fā)明可以工作在惡劣的環(huán)境下，若用在一般條件或較好的條件下，效果會更佳。
技術(shù)條件1.敏感元件為120Ω應(yīng)變計2.敏感元件激勵電壓 2.5V(伏)3.應(yīng)變測量范圍 100μV--800μV(微伏)(40—320με)(微應(yīng)變)4.轉(zhuǎn)速5000轉(zhuǎn)/分5.輸入通道數(shù) 166.分辨率2με(微應(yīng)變)7.頻率響應(yīng) 0-500HZ(赫)8.通道切換速率 200ms(毫秒)
權(quán)利要求
1.一種用于測量旋轉(zhuǎn)體上的物理量的光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)主要包括有安裝在旋轉(zhuǎn)體中旋轉(zhuǎn)件上的部件稱旋轉(zhuǎn)部件(111)，和安裝在旋轉(zhuǎn)體中非旋轉(zhuǎn)件上的部件及旋轉(zhuǎn)體外的部件稱靜止部件(112)兩部份及系統(tǒng)軟件組成；旋轉(zhuǎn)部件(111)包括有敏感元件(1)、微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(211)、光傳輸部件(212)、電源(213)，該旋轉(zhuǎn)部件(111)除敏感元件(1)安裝在被測旋轉(zhuǎn)件的任意被測點上，其余的部件焊接或安裝在印刷電路板上，印刷電路板置放在圓柱形殼體內(nèi)，該圓柱形殼體安裝在旋轉(zhuǎn)殼體(214)的中空部份(215)的空間內(nèi)；在旋轉(zhuǎn)部份(111)中的微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(211)中包括有模擬開關(guān)(2)、偏置電路(3)、放大器(4)、A/D轉(zhuǎn)換器(5)和單片機(jī)(6)；在光傳輸部件(212)中包括有光驅(qū)動電路(7)和光傳輸器件(8)；在電源(213)中包括有；電源電路(9)和旋轉(zhuǎn)體上的旋轉(zhuǎn)部件導(dǎo)電軸承(10)、(10’)；靜止部件(112)包括有系統(tǒng)供電電源(11)、光傳輸器件(12)、緩沖電路(13)、接口電路(14)、主計算機(jī)(15)、打印機(jī)(16)和顯示器(17)，其中除光傳輸器件(12)安裝在旋轉(zhuǎn)體中的非旋轉(zhuǎn)件定位軸(216)上外，其余的均置放在旋轉(zhuǎn)體體外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)，其特征在于旋轉(zhuǎn)部件(111)中的敏感元件(1)根據(jù)需要安裝在被測旋轉(zhuǎn)件，其輸出端連接微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(211)中的模擬開關(guān)(2)，模擬開關(guān)(2)的輸出端連接偏置電路(3)的輸入端，偏置電路(3)的輸出端連接放大器(4)的輸入端，放大器(4)的輸出端連接A/D變換器(5)的輸入端，A/D變換器(5)的輸出端連接單片機(jī)(6)，單片機(jī)(6)的輸出連接光傳輸部件(212)中的光驅(qū)動電路(7)的輸入端，光驅(qū)動電路(7)的輸出端連接光傳輸器件(8)，由電源電路(9)為旋轉(zhuǎn)部件(111)供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)，其特征在于旋轉(zhuǎn)部件(111)中的敏感元件(1)根據(jù)測量需要可以是應(yīng)變計或熱電阻(RTD1、RTD2......RTDn)、熱電偶(T1、T2......Tn)、橋式壓力或載荷傳感器(P1、P2......Pn)，其激勵電源由電源電路(9)提供，連接方式采用共地連接法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)，其特征在于微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(211)中的偏置電路(3)是根據(jù)使用的敏感元件(1)的不同而決定其連接方式的，當(dāng)敏感元件(1)使用的是應(yīng)變計或熱電阻(RTD1、RTD2......RTDn)時，其電路連接方式是，電源連接R1的一端、R1的另一端串接VR的一端，VR的另一端串接R2的一端、R2的另一端接地，VR的中間點連接放大器(4)的高端(+)，接模擬開關(guān)(2)的輸出端連接放大器(4)的低端(-)；當(dāng)敏感元件(1)使用的是熱電偶(T1、T2......Tn)或橋式壓力傳感器(P1、P2....Pn)時，則不需要偏置電路(3)，采用模擬開關(guān)(2)直接連接放大器(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)，其特征在于光傳輸部件(212)中的光驅(qū)動電路(7)的連接方式是，C1與R1并連后其一端連接單片機(jī)(6)另一端連接Q1的基極，Q1的發(fā)射極接地，Q1的集電極通過電阻R2接5V電源，R2與Q1的公共端連接光傳輸器件(8)的正極，光傳輸器件(8)的負(fù)極接地，光信號的傳輸可以是一方發(fā)送、一方接收的單工方式，也可以是二方均可接收、發(fā)送的雙工方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)，其特征在于電源(213)中的電源電路(9)采用三端穩(wěn)壓塊7806、7805、78XX、7906提供±6V、5V、A/D轉(zhuǎn)換器和敏感元件(1)所需的電源。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)，其特征在于靜止部件(112)中的光傳輸器件(12)連接緩沖電路(13)，緩沖電路(13)的輸出端連接接口電路(14)的輸入端，接口電路(14)的輸出端連接主計算機(jī)(15)，主計算機(jī)(15)同時連接打印機(jī)(16)、顯示器(17)，系統(tǒng)供電電源(11)為旋轉(zhuǎn)部件(111)和靜止部件(112)供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)，其特征在于靜止部件(112)中的緩沖電路(13)的連接方式是，電阻R1，R2.R4.R6的一端相連后接+5V電源，R1的另一端連接光傳輸器件(12)的負(fù)極，光傳輸器件(12)的正極連接Q1的基極，Q1的集電極連接R2的另一端，同時還連接R3與C1并聯(lián)的一端，R3與C1并聯(lián)的另一端連接Q2的基極，Q2的集電極連接R4的另一端、同時還連接R5與C2并聯(lián)后的一端，R5與C2并聯(lián)后的另一端連接Q3的基極，Q3的集電極連接R6的另一端，Q1.Q2.Q3的發(fā)射極同時接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)，其特征在于靜止部件(112)中的接口電路(14)，由智能前端(141)和計算機(jī)接口電路(142)兩部份組成，自緩沖電路(13)輸出的信號首先送智能前端(141)，然后送計算機(jī)接口電路(142)，經(jīng)計算機(jī)接口電路(142)送入主計算機(jī)(15)。
全文摘要
一種光電傳輸旋轉(zhuǎn)體多通道測量系統(tǒng)，由安裝在旋轉(zhuǎn)體上的旋轉(zhuǎn)部件及安裝在旋轉(zhuǎn)體外的靜止部件組成，旋轉(zhuǎn)部件有敏感元件、微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、光電傳輸部件和電源，靜止部件有系統(tǒng)供電電源、光傳輸器件、緩沖電路、接口電路、主機(jī)、打印機(jī)、顯示器，工作過程是由微型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，將采集到的敏感元件的信號，經(jīng)放大整形處理后，驅(qū)動光傳輸部件，由靜止部件中的光傳輸部件接收其信號，并經(jīng)緩沖、接口送入主機(jī)進(jìn)行處理，信號經(jīng)處理后由打印機(jī)打印或顯示輸出。
文檔編號G01D5/56GK1115379SQ9410453
公開日1996年1月24日 申請日期1994年4月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年4月28日
發(fā)明者孫徐仁, 徐興, 王與謂, 李其漢 申請人:北京航空航天大學(xué)