一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)，采用非接觸式測(cè)量且對(duì)軸進(jìn)行直接測(cè)量，適用于高度轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩檢測(cè)。激光探頭Ⅰ和激光探頭Ⅱ的輸出端都與整形電路模塊的輸入端相連。計(jì)數(shù)器Ⅰ的輸入端與整形電路模塊的輸出端相連。與非門(mén)芯片的輸入端與整形電路模塊的輸出端相連，與非門(mén)芯片的輸出端上連接有計(jì)數(shù)器Ⅱ。計(jì)數(shù)器Ⅰ和計(jì)數(shù)器Ⅱ都與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連通用串行總線的一端與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，通用串行總線的另一端與計(jì)算機(jī)相連。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)。【背景技術(shù)】
[0002]隨著低功耗微電子技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)轉(zhuǎn)矩傳感器被賦予了新的生命，其性能也越來(lái)越好，可測(cè)的精度與轉(zhuǎn)速也越來(lái)越高。常用的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速測(cè)量有彈性軸兩端的信號(hào)激發(fā)齒輪與固定的磁電拾訊頭組成的磁電型信號(hào)發(fā)生器。有彈性軸兩端的光格盤(pán)與分別固定在光格盤(pán)兩側(cè)的光源和光電元件組成的透射式光電型信號(hào)發(fā)生器。有彈性軸兩端的磁柵與固定的磁頭組成的磁柵型信號(hào)發(fā)生器等。接觸型信號(hào)發(fā)生器由于觸點(diǎn)時(shí)開(kāi)、時(shí)閉，工作頻率低， 觸點(diǎn)燒蝕、磨損嚴(yán)重，工作壽命較低。透射式光電型和磁電型信號(hào)發(fā)生器，由于光格盤(pán)和信號(hào)齒輪在加工及安裝過(guò)程中，不可避免的要產(chǎn)生質(zhì)量偏心，導(dǎo)致扭軸組件的臨界轉(zhuǎn)速降低， 只能在中低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)，采用非接觸式測(cè)量且對(duì)軸進(jìn)行直接測(cè)量，適用于高度轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩檢測(cè)。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)，包括被測(cè)軸、激光探頭1、激光探頭n、整形電路模塊、與非門(mén)芯片、計(jì)數(shù)器1、計(jì)數(shù)器n、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、定時(shí)器、存儲(chǔ)器、通用串行總線和計(jì)算機(jī)，采用非接觸式測(cè)量且對(duì)軸進(jìn)行直接測(cè)量，適用于高度轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩檢測(cè)。[〇〇〇5]激光探頭I和激光探頭n的輸出端都與整形電路模塊的輸入端相連，激光探頭I和激光探頭n用于發(fā)送和接收激光并識(shí)別被測(cè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)并輸出脈沖信號(hào)，整形電路模塊用于對(duì)輸入端脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波整形。計(jì)數(shù)器I的輸入端與整形電路模塊的輸出端相連，計(jì)數(shù)器I用于脈沖計(jì)數(shù)。與非門(mén)芯片的輸入端與整形電路模塊的輸出端相連，與非門(mén)芯片的輸出端上連接有計(jì)數(shù)器n，與非門(mén)芯片用于選通計(jì)數(shù)器n，計(jì)數(shù)器n用于脈沖計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)器I 和計(jì)數(shù)器n都與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列用作脈沖信號(hào)的接收端并對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。定時(shí)器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，定時(shí)器對(duì)測(cè)量周期的長(zhǎng)度進(jìn)行預(yù)定。 存儲(chǔ)器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，存儲(chǔ)器用于數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)并供現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列調(diào)取內(nèi)部信息。通用串行總線的一端與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，通用串行總線的另一端與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)用于數(shù)據(jù)的顯示并對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理得出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩波形。
[0006]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)所述的通用串行總線為USB3.0。
[0007]本實(shí)用新型一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)的有益效果為:
[0008]a.采用非接觸式測(cè)量，測(cè)量精度高；
[0009]b.無(wú)磨損；
[0010]C.適用于高速測(cè)量。【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0012]在圖1中，本實(shí)用新型涉及一種檢測(cè)系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)，包括被測(cè)軸、激光探頭1、激光探頭n、整形電路模塊、與非門(mén)芯片、計(jì)數(shù)器1、計(jì)數(shù)器n、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、定時(shí)器、存儲(chǔ)器、通用串行總線和計(jì)算機(jī)，采用非接觸式測(cè)量且對(duì)軸進(jìn)行直接測(cè)量，適用于高度轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩檢測(cè)。[〇〇13]激光探頭I和激光探頭n的輸出端都與整形電路模塊的輸入端相連，激光探頭I和激光探頭n用于發(fā)送和接收激光并識(shí)別被測(cè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)并輸出脈沖信號(hào)，整形電路模塊用于對(duì)輸入端脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波整形。在被測(cè)軸的兩端對(duì)稱(chēng)位置噴涂二個(gè)由反光材料組成的形狀相同的反光條紋，由于激光探頭I和激光探頭n自帶平行光源和光電接受器件，在被測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，激光探頭I和激光探頭n的光源照射到反光條紋上并接受反射光而產(chǎn)生電脈沖信號(hào)。被測(cè)軸每轉(zhuǎn)一周，計(jì)數(shù)器I接收兩個(gè)脈沖信號(hào)，相位相差180°，經(jīng)電路整形模塊進(jìn)行電路轉(zhuǎn)換和電壓比較器整形后得到脈沖方波系列，送入計(jì)數(shù)器I進(jìn)行計(jì)數(shù)，之后計(jì)數(shù)信號(hào)送入現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列進(jìn)行轉(zhuǎn)速判斷。
[0014]計(jì)數(shù)器I的輸入端與整形電路模塊的輸出端相連，計(jì)數(shù)器I用于脈沖計(jì)數(shù)。與非門(mén)芯片的輸入端與整形電路模塊的輸出端相連，與非門(mén)芯片的輸出端上連接有計(jì)數(shù)器n，與非門(mén)芯片用于選通計(jì)數(shù)器n，計(jì)數(shù)器n用于脈沖計(jì)數(shù)。在被測(cè)軸空載時(shí)，被測(cè)軸扭轉(zhuǎn)角為零，兩列脈沖間無(wú)相位差，與非門(mén)芯片的與門(mén)是關(guān)閉的，計(jì)數(shù)器n沒(méi)有輸入信號(hào)，測(cè)量系統(tǒng)載荷輸出為零。當(dāng)被測(cè)軸傳遞載荷時(shí)，產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)角巾，兩列脈沖間產(chǎn)生相位差為9,與門(mén)打開(kāi)并和高頻脈沖序列相與，送入計(jì)數(shù)器n，經(jīng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)輸出轉(zhuǎn)矩的數(shù)值。[〇〇15]計(jì)數(shù)器I和計(jì)數(shù)器n都與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列用作脈沖信號(hào)的接收端并對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。定時(shí)器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，定時(shí)器對(duì)測(cè)量周期的長(zhǎng)度進(jìn)行預(yù)定。在轉(zhuǎn)速測(cè)量中，定時(shí)器定的一個(gè)時(shí)間周期內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)的一半即為轉(zhuǎn)速。
[0016]存儲(chǔ)器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，存儲(chǔ)器用于數(shù)據(jù)和程序的存儲(chǔ)并供現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列調(diào)取內(nèi)部信息。通用串行總線的一端與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，通用串行總線的另一端與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)用于數(shù)據(jù)的顯示并對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理得出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩波形。 通用串行總線為USB3.0,滿(mǎn)足高速脈沖數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步傳輸。
[0017]當(dāng)然上述說(shuō)明并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，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)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)，包括被測(cè)軸、激光探頭1、激光探 頭n、整形電路模塊、與非門(mén)芯片、計(jì)數(shù)器1、計(jì)數(shù)器n、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列、定時(shí)器、存儲(chǔ)器、 通用串行總線和計(jì)算機(jī)，其特征在于:激光探頭I和激光探頭n的輸出端都與整形電路模塊 的輸入端相連，激光探頭I和激光探頭n用于發(fā)送和接收激光并識(shí)別被測(cè)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)并 輸出脈沖信號(hào)，整形電路模塊用于對(duì)輸入端脈沖信號(hào)進(jìn)行濾波整形;計(jì)數(shù)器I的輸入端與整 形電路模塊的輸出端相連，計(jì)數(shù)器I用于脈沖計(jì)數(shù);與非門(mén)芯片的輸入端與整形電路模塊的 輸出端相連，與非門(mén)芯片的輸出端上連接有計(jì)數(shù)器n，與非門(mén)芯片用于選通計(jì)數(shù)器n，計(jì)數(shù) 器n用于脈沖計(jì)數(shù);計(jì)數(shù)器I和計(jì)數(shù)器n都與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列用 作脈沖信號(hào)的接收端并對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理;定時(shí)器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，定時(shí)器 對(duì)測(cè)量周期的長(zhǎng)度進(jìn)行預(yù)定;存儲(chǔ)器與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相連，存儲(chǔ)器用于數(shù)據(jù)和程序的 存儲(chǔ)并供現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列調(diào)取內(nèi)部信息；通用串行總線的一端與現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列相 連，通用串行總線的另一端與計(jì)算機(jī)相連，計(jì)算機(jī)用于數(shù)據(jù)的顯示并對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理 得出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩波形。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩測(cè)量系統(tǒng)，其特征在 于:所述通用串行總線為USB3.〇。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK205593564SQ201620374476
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】趙石磊, 申作林, 劉鑫
【申請(qǐng)人】哈爾濱理工大學(xué)