[发明专利]检测旋转物体转速的处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气测量系统制造技术领域，特别涉及一种检测旋转物体转速的处理系统及方法。

 

背景技术

电机转速测量领域中应用的转速传感器有反射式光电对管（光电传感器）测速装置以及光电式码盘、增量式编码器、绝对式编码器、测速发电机等转速传感器。

反射式转速传感器以其结构最简单，勿需与旋转部件连接而得到较为广泛的应用。通常情况下，由于每旋转1周产生一个脉冲信号，因此其转速测试精度不高、实时性不好，而且不适用于低速测量；

光电式码盘转速传感器通常集成于转矩转速传感器内，在一些教学用的电机实验设备中与电机同轴联接，一般在旋转圆盘上均匀分布60个齿，该种传感器虽然提高了转速测试精度和实时性，但是安装较复杂，且不能判断旋转物体的转动方向，实际工程上很少应用；

增量式编码器是基于霍尔效应和光电效应研制的，用于测量转速、相对位移和电机控制中的磁极定位，可以判断转速的正反向。转速测量精度取决于码盘上所刻透光栅的线数，线数越多，转速测量精度越高，相对定位越精确，但是制造工艺也就越复杂，而且在高速时检测环境的电磁干扰也就越强，导致硬件设计较困难。传感器不易安装和拆卸、并且价格较高；

绝对式编码器且可以实现转速检测、磁极定位和绝对位置检测。其测量精度取决于传感器所输出的位数，位数越多，转速和位置检测的精度越高，该类传感器同样存在增量式编码器的缺点，且输出的位数越多，其输出信号所用信号线也越多，其价格相对也最高；

测速发电机在全测速范围内的测速线性度不易实现、需要专门的模拟转换模块将发电机的电压信号转换为转速信号，电机本体的温度变化也会影响到转速的测量精度，而且安装比较困难。

 

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种检测旋转物体转速的处理系统和方法，采用多个光电传感器、特制的码盘和新型安装形式实现对实时旋转物体的转速测量，实现了数字化通讯的高精度速度测量。

本发明通过以下技术方案实现：

一种检测旋转物体转速的处理系统，包括：

圆形光电码盘，圆形光电码盘的圆周上设置有若干通光孔；

圆形PCB板，包括依次电性连接的：若干设置在圆形PCB板的圆周上的速度采样单元、用以将采集到的信号整形放大为一匹配信号的信号整形放大单元，以及用以处理匹配信号的处理单元，若干通光孔经过一个速度采样单元时产生一系列脉冲信号；

圆形PCB板与圆形码盘通过一轴承连接；

其中，当圆形光电码盘旋转一周，只在四分之一周内产生脉冲信号。

较佳的，通光孔设置在圆形光电码盘的四分之一圆周上、速度采样单元均匀设置在圆形PCB板的圆周上；或，

通光孔均匀设置在圆形光电码盘的圆周上、速度采样单元设置在圆形PCB板的四分之一圆周上。

较佳的，轴承的内部包括：

顶针，滑动连接在轴承的内部，用以定位保证旋转过程中的同轴度。

限位组件，连接在轴承内部的两端，用以限制顶针的伸出和后退的距离；

弹性组件，设置在顶针与限位组件之间，用以使顶针保持原位。

较佳的，环形组件包括内环和外环，外环与轴承内部丝扣连接，内环表面光滑便于顶针移动。

较佳的，限位组件包括：用以限制顶针的伸出距离的环形组件以及用以限制顶针的后退距离的螺丝。

较佳的，检测旋转物体转速的处理系统还包括连接组件，设置在转轴上的顶针的伸出端外侧，用以将检测旋转物体转速的处理系统与一被测物体连接。

较佳的，速度采样单元为光电传感器。

较佳的，检测旋转物体转速的处理系统还包括通讯单元，用以输出处理单元的输出信号。

较佳的，检测旋转物体转速的处理系统还包括共阴数码管，用以直观显示处理单元的输出信号。

一种检测旋转物体转速的方法，采用上述的检测旋转物体转速的处理系统，按如下步骤执行：

S1、将检测旋转物体转速的处理系统连接到被测物体上进行转速采样，当圆形光电码盘旋转一周，只在四分之一周内产生一系列脉冲信号；

S2、信号整形放大单元将采集到的脉冲信号整形和放大，得到处理单元匹配的信号；

S3、处理单元进行选通判断和信号状态判断；

S4、处理单元计算得出转速值和旋转方向。

 

附图说明

图1为本发明一种检测旋转物体转速的处理系统的侧视图；