[发明专利]一种磁阻式齿盘测速系统和转速计算方法有效
| 申请号： | 202011318985.4 | 申请日： | 2020-11-23 |
| 公开（公告）号： | CN112345786B | 公开（公告）日： | 2023-06-16 |
| 发明（设计）人： | 梅益铭;童小忠;谢尉扬;顾伟飞;何新有;蒋宇轩;朱宝 | 申请（专利权）人： | 浙江浙能技术研究院有限公司 |
| 主分类号： | G01P3/44 | 分类号： | G01P3/44 |
| 代理公司： | 杭州九洲专利事务所有限公司 33101 | 代理人： | 张羽振 |
| 地址： | 311121 浙江省杭州市余*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 磁阻 式齿盘 测速 系统 转速 计算方法 | ||
1.一种磁阻式齿盘测速系统，其特征在于，包括：齿轮盘(02)、转速测量模块、信号预处理模块、数据存储单元(07)和数据处理模块；齿轮盘(02)设置于旋转体(01)上，转速测量模块连接信号预处理模块，信号预处理模块连接数据存储单元(07)，数据存储单元(07)连接数据处理模块，数据处理模块连接显示器(12)；
转速测量模块包括磁阻式传感器一(03)和磁阻式传感器二(04)；磁阻式传感器一(03)设置于齿轮盘(02)一侧，磁阻式传感器二(04)设置于齿轮盘(02)另一侧，且磁阻式传感器一(03)和磁阻式传感器二(04)沿齿轮盘周向呈180°，齿轮盘(02)上设置有参考齿(13)，参考齿(13)表面涂覆有非磁性涂层；信号预处理模块包括信号放大单元(05)和信号滤波单元(06)；数据处理模块包括数据分隔单元(08)、波形比较单元(09)、齿间角计算单元(10)和转速输出单元(11)；磁阻式传感器一(03)和磁阻式传感器二(04)均连接信号放大单元(05)输入端，信号放大单元(05)输出端连接信号滤波单元(06)输入端，信号滤波单元(06)输出端连接数据存储单元(07)，数据存储单元(07)还连接数据处理模块。
2.根据权利要求1所述磁阻式齿盘测速系统，其特征在于：齿轮盘(02)为具有多个齿的齿盘，各个齿沿齿盘周向均匀分布。
3.一种如权利要求1所述磁阻式齿盘测速系统的转速计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、初始化：在转速测量开始前，先初始化磁阻式齿盘测速系统，对数据存储单元(07)中的数据进行清零；
步骤2、信号采集和预处理：磁阻式传感器一(03)和磁阻式传感器二(04)采集正弦信号后，信号放大单元(05)先对采集到的正弦信号进行放大，信号滤波单元(06)再对放大后的正弦信号进行高次滤波，最后将预处理后的信号存入数据存储单元(07)；
步骤3、信号分组：数据处理模块读取数据存储单元(07)中的正弦信号；将参考齿(13)经过磁阻式传感器一(03)时产生的正弦信号峰值作为分隔点，对磁阻式传感器一(03)的信号进行分隔；将分隔后的信号按时间顺序编号；将参考齿(13)经过磁阻式传感器二(04)时产生的正弦信号峰值作为分隔点，对磁阻式传感器二(04)的信号进行分隔；将分隔后的信号按时间顺序编号；
步骤4、信号筛选，通过波形比较单元(09)比较相邻两组磁阻式传感器一(03)信号的波形；步骤4具体包括如下步骤：
步骤4.1、先找出在前一组磁阻式传感器一(03)信号中所有正弦信号的峰值点，设齿轮盘(02)有m个齿，则齿轮盘(02)一共有m+1个峰值点，计算所有相邻峰值点之间的时间间隔，并记为t1、t2……tm，找出在后一组磁阻式传感器一(03)信号中所有正弦信号的峰值点，计算所有相邻峰值点之间的时间间隔，并记为T1、T2……Tm；
步骤4.2、计算相邻两组磁阻式传感器一(03)信号波形之间的距离：
上式中，m为齿轮盘(02)的齿个数，t1、t2……tm为在前一组磁阻式传感器一(03)信号中所有相邻峰值点之间的时间间隔，T1、T2……Tm为在后一组磁阻式传感器一(03)信号中所有相邻峰值点之间的时间间隔；Di为编号为i的磁阻式传感器一(03)的相邻两组信号波形之间的距离；
按照编号依次比较相邻两组磁阻式传感器一(03)信号的波形，经过n次比较后得到前n组磁阻式传感器一(03)相邻信号波形之间的距离：D1-1、D1-2……D1-n；比较D1-1、D1-2……D1-n的大小，并找出其中的最小值记为D1-k，筛选得到相邻信号中波形距离最小的两组磁阻式传感器一(03)信号；
步骤5、信号校验：根据磁阻式传感器二(04)在同一时间产生的两组信号来校验磁阻式传感器一(03)中波形距离最小的两组信号的准确性，计算得到的磁阻式传感器二(04)产生的第k组和第k+1组信号因转速波动引起的波形距离，将计算结果记为D2-k，比较D2-k与D1-k的大小，其中D1-k为校验磁阻式传感器一(03)中前n组相邻信号波形之间的距离的最小值；若D2-k＜2D1-k，则校验合格；否则继续执行步骤4至步骤5直至校验合格；
步骤6、根据校验合格的信号来计算齿间角：选取校验合格的两组磁阻式传感器一(03)信号中的第一组信号,记该组信号的峰值点间时间间隔为tk1、tk2……tkm，计算参考齿(13)和相邻齿的齿间角：
沿旋转方向反向按照上式依次计算各相邻齿的齿间角并记为j1、j2、j3……jm,将计算所得的齿间角存入数据存储单元(07)；
步骤7、根据齿间正弦信号波峰的时间间隔ti，结合步骤6中相邻齿齿间角的计算结果来计算转速：
上式中，ji为第i组相邻齿的齿间角，ti为两个正弦信号波峰的时间间隔；磁阻式传感器一(03)每经过一个齿输出一个转速值。
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