[发明专利]一种磁阻式齿盘测速系统和转速计算方法

说明书

本发明涉及一种磁阻式齿盘测速系统，包括：齿轮盘、转速测量模块、信号预处理模块、数据存储单元和数据处理模块；齿轮盘设置于旋转体上，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，数据存储单元连接数据处理模块，数据处理模块连接显示器。本发明的有益效果是：本发明提供的磁阻式齿盘测速系统，仅设置一个多齿盘，多齿盘上设有涂覆非磁性材料的参考齿，可避免应配置单齿盘引起的转子不平衡；该系统还设置有双磁阻式传感器，可减少因转速波动引起的齿间角计算误差；本发明可减少因齿盘齿分布不均带来的误差。

技术领域

本发明属于转速测量技术领域，特别涉及一种磁阻式齿盘测速系统，本发明还涉及一种转速计算方法。

背景技术

磁阻式传感器具有响应快、抗干扰能力好、环境适应性强等优点，因此它在中、高速转速测量领域得到了广泛的应用。目前，许多大型旋转机械如汽轮机、水轮机、汽车发动机转子多采用磁阻式齿盘测速装置进行转速测量。

在进行转速测量时，需要根据齿盘经过磁阻式传感器时产生的正弦信号的时间间隔、齿盘的齿数去计算转子转速。但是，由于齿轮盘的加工误差以及齿轮盘在转子上的安装误差，齿盘上各齿间距离不尽相等，即使在转速恒定的情况下，各齿产生的信号的时间间隔也不尽相同，为转速测量带来了很大的困难。目前，多采用取多个齿的信号，计算平均时间间隔的方法来减少因齿盘齿分布不均带来的误差，但是这种方法所得的转速为较长一段时间内的平均转速，降低了转速的测量精度和响应速度。因此，如何改进磁阻式齿盘测速系统和转速计算方法，已成为本领域亟待解决的一个问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种磁阻式齿盘测速系统和转速计算方法。

这种磁阻式齿盘测速系统，包括：齿轮盘、转速测量模块、信号预处理模块、数据存储单元和数据处理模块；齿轮盘设置于旋转体上，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，数据存储单元连接数据处理模块，数据处理模块连接显示器；转速测量模块包括磁阻式传感器一和磁阻式传感器二；磁阻式传感器一设置于齿轮盘一侧，磁阻式传感器二设置于齿轮盘另一侧，且磁阻式传感器一和磁阻式传感器二沿齿轮盘周向呈180°(共面)，齿轮盘上设置有一个参考齿；信号预处理模块包括信号放大单元和信号滤波单元；数据处理模块包括数据分隔单元、波形比较单元、齿间角计算单元和转速输出单元；磁阻式传感器一和磁阻式传感器二均连接信号放大单元输入端，信号放大单元输出端连接信号滤波单元输入端，信号滤波单元输出端连接数据存储单元，数据存储单元还连接数据处理模块。

作为优选，齿轮盘为具有多个齿的齿盘，各个齿沿齿盘周向均匀分布。

作为优选，参考齿表面涂覆有非磁性涂层。

这种磁阻式齿盘测速系统的转速计算方法，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，对数据存储单元中的数据进行清零(转速清零，齿间角清零)；

步骤2、信号采集和预处理：磁阻式传感器一和磁阻式传感器二采集正弦信号后，信号放大单元先对采集到的正弦信号进行放大，信号滤波单元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；

步骤3、信号分组：数据处理模块读取信号存储单元中的正弦信号；将参考齿经过磁阻式传感器一时产生的正弦信号峰值作为分隔点，对磁阻式传感器一的信号进行分隔；将分隔后的信号按时间顺序编号(1-1、1-2、1-3、1-4…)；将参考齿经过磁阻式传感器二时产生的正弦信号峰值作为分隔点，对磁阻式传感器二的信号进行分隔；将分隔后的信号按时间顺序编号(2-1、2-2、2-3、2-4…)；

步骤4、信号筛选，通过波形比较单元比较相邻两组磁阻式传感器一信号的波形；