[发明专利]一种电机转速测量转换实训装置

说明书

技术领域

本发明用于测量电机转速和具有信号转换功能的电子、电气实训装置，具有测量电机转速、转向和显示功能，并且能够提供多种信号输出接口功能。

背景技术

目前，电机转速的测量可以通过多种方式实现，有很多成品的转速测量仪表，这些仪表特点是应用具有转速测量、显示和通讯等功能，但是有的仪表测量仪器接口方式不能满足要求；有的转速信号输出方式单一；有的不具备编码器信号输出或输出方式单一，操作方式不适合学生的练习；对于实训室应用，只能满足部分功能，不能满足课程实训的特殊性要求。

发明内容

本发明发明是为了解决电机转速测量装置当中，功能单一，不能满足多功能实训要求而提供的一种电机转速多功能测量实训装置；本发明通过对增量式编码器输出信号进行测量和变换，以一定方式显示电机转速和转向；向外提供电机转速的0~5V模拟电压信号和4~20mA电流信号；向外提供低电平直流0V，高电平直流24V的NPN和PNP两种编码器接口输出。通过本装置，学生能够直观的在操作显示面板看到电机转速及电机旋转方向，也能够把电机转速信号和编码器信号输出的PLC等控制设备上使用，这是同类产品当中所不具备的。

本发明由AC/DC电源模块、信号转换处理电路板、六位LED数码管显示模块和操作显示面板四个部分组成。电源模块把交流电源转换成直流，向信号转换处理电路板提供电源；信号转换处理电路板完成0~1500rad/min转速和转向信号的测量及显示，将转速信号转换为标准0~5V模拟电压信号和4~20mA电流信号输出；编码器信号引入信号转换处理板后，经电路变换，向外提供NPN和PNP两种编码器信号接口输出；六位LED数码管显示模块显示电机转速和转向，5位数码管显示转速数值，第6位数码管显示转向；操作显示面板是电机转速测量信号输入和多功能信号输出面板，操作显示面板开孔嵌入六位LED数码管显示模块。

采用以上结构，本发明装置具有以下有益效果：第一，本装置除了满足电机转速的测量外，还同时具有标准0~5V电压和4~20mA电流转速信号输出，具备转速信号输出多样性的特点，兼容性好，又可向外提供NPN和PNP两种编码器信号接口输出，克服了编码器信号输出方式单一，提高了电路的兼容性和功能型；第二，特别是采用信号转接板连接操作面板与信号转换处理电路板，便于信号线路的安装，满足了实训的特殊要求；第三，本装置采用高性能单片机处理编码器信号，使用模拟、数字电路技术，集转速信号测量处理、显示、标准信号输出接口等多功能于一体，装置性价比高。

下面，结合附图和实施事例对本发明之一种电机转速测量转换实训装置作进一步的说明。

附图说明

图1：本发明装置结构框图。

图2：信号转换处理电路板原理框图。

图3：操作显示面板结构原理图。

图4：六位LED数码管显示模块原理框图。

图中：

Ⅰ－AC/DC电源模块，Ⅱ－信号转换处理板，Ⅲ－六位LED数码管显示模块，，Ⅳ－操作显示面板，IIA－编码器信号输出电路，IIB－0~5V电压输出电路，IIC－4~20mA电流输出电路，ⅣA－操作面板，ⅣB－显示模块开孔，ⅣC－信号转接板，V－单相220V电源插头，

1－直流电源接口，2－编码器接口电路，3－信号转换电路，4－高性能单片机，5－数码显示接口电路，6－PWM转0~5V电路，7－0~5V转4~20mA电路，8－0~5V信号输出接口，

9－4~20mA信号输出接口，10－编码器NPN信号输出接口，11－编码器PNP信号输出接口，12－信号转接板编码器NPN接口，13－信号转接板编码器PNP接口，14－信号转接板0~5V信号接口，15－信号转接板4~20mA信号接口，16－操作显示面板安装孔（1），17－六位LED数码显示模块安装孔，18－操作显示面板安装孔（2），19－模拟量0~5V输出插孔，20－模拟量4~20mA输出插孔，21－旋转编码器NPN信号输出插孔，22－旋转编码器PNP信号输出插孔，23－SPI总线接口，24－数码管驱动（1），25－数码管驱动（2），26－六位数码管。

具体实施方式

一种电机转速测量转换实训装置由AC/DC电源模块I、信号转换处理电路板II、六位LED数码管显示模块III和操作显示面板Ⅳ四个部分组成（参见图1）。