水力測功器智能型數字顯示分析儀的製作方法
2023-06-21 18:36:36 2
專利名稱：水力測功器智能型數字顯示分析儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及測量儀表，特別是一種用於動力機械水力測功器現場自動測試及數字顯示，並可將所測參數值遠距離傳送的水力測功器智能型數字顯示分析儀。
背景技術：
動力機械輸出功率是動力機械最主要的性能指標之一，如何準確測量其輸出功率無論在技術實驗中還是在實際應用中都具有十分重要的意義。動力機械輸出功率的測量一般採用間接測量的方法，即通過測量動力機械的轉速和扭矩，然後根據公式Pe＝kMe.n計算出功率。式中k為常數係數，Me為扭矩，n為轉速。扭矩的測量通常採用水力測功器、電力測功器和扭矩儀三中形式。水力測功器由於其造價低、可靠性高、維護方便，在我國使用較為普遍。測功器採用大圓盤指針顯示，其輸出通常為直讀式，測量精度低，在數據處理方面則更顯落後，無法進行計算機監測和自動控制。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種用微處理單片機自動採集信號，自動計算，用數字方式顯示動力機械輸出功率、扭矩及轉速，同時還可將所測功率、扭矩及轉速傳送到遠端的計算機進行監測和自動控制的水力測功器智能型數字顯示分析儀。
所說的水力測功器智能型數字顯示分析儀是對現有的水力測功器進行的電子化改進設計，該數字式顯示儀由傳感器、傳感器信號前置處理電路及單片機組成，單片機的輸入輸出埠上接有輸出接口電路、顯示器和設定鍵，其特徵是所說的傳感器一種是裝設在被測動力機械機體上用以獲取被測動力機械轉速的轉速傳感器；另一種是裝設在水力測功器上測量其扭矩進而測量被測動力機械輸出扭矩的扭矩轉角傳感器；轉速傳感器電信號輸出端接整形電路的輸入端或直接與單片機的輸入埠相連；扭矩轉角傳感器的電信號輸出端與A/D變換電路的輸入端相連，A/D變換電路的輸出端與單片機的一組輸入埠相連。所說的單片機是一種其EPROM單元中固化有能對被測動力機械轉速和扭矩信息進行分析、處理並進行計算和顯示該動力機械輸出功率、扭矩及轉速之程序的單片機。
前述轉速傳感器的磁鋼片3粘貼在被測動力機械輸出軸上，轉速傳感器固定在動力機械機體上並將傳感器軸線對準磁鋼片軸線；前述扭矩轉角傳感器通過水力測功器負荷指示軸6和水力測功器蓋板12安裝在水力測功器上，其中，扭矩轉角傳感器的電位器10固定在支承體9的中心孔內，支承體固定在水力測功器蓋板上，水力測功器負荷指示軸的一端經鋼絲繩8、連接套7與電位器心軸以可以互相旋動的形式裝配在一起。水力測功器負荷指示軸6旋動時，即帶動電位器10心軸一起轉動。
單片機對輸入的轉速信號和扭矩轉角信號進行分析處理，並將結果送顯示器顯示，同時將兩路信號通過輸出接口送入到其它設備(如計算機)進行分析顯示。
本實用新型很容易在原有的水力測功器上換裝，並能做到既可遠距離數字顯示及自動控制，同時還可以配多臺水力測功器，以輪流顯示多臺動力機械的功率、瞬時轉速、平均轉速以及扭矩。具有數字顯示直觀精確，電路簡單，工作可靠等優點。
圖1為水力測功器結構原理圖；圖2為本實用新型原理方框圖；圖3為本實用新型扭矩轉角傳感器安裝位置示意圖；圖4為本實用新型整形電路電路圖；圖5為本實用新型變化電路中A/D轉換器前置電路的電路圖；圖6為本實用新型電路原理圖；圖7為本實用新型轉速傳感器安裝位置示意圖；圖8為本實用新型扭矩轉角傳感器安裝結構示意圖。
圖中1--圓盤，2—水力測功器外殼，3—測功器軸，4—進水閥，5—排水閥，6--水力測功器負荷指示軸，7—連接套，8—鋼絲繩，9—支承體，10—電位器，11—連接套固定螺釘，12—水力測功器蓋板，13—磁鋼片，14—水力測功器，15—被測動力機械，16—轉速傳感器，17—整形電路，18—單片機，19—輸出接口，20—顯示器，21—設定鍵，22—直流電源，23—變換電路，24—扭矩轉角傳感器。
實施方式轉速傳感器採用霍爾器件或磁電式、光電轉速器；扭矩轉角傳感器採用精密電位器或採用旋轉編碼器、光電編碼器，它只要與水力測功器外殼以可以相互旋動的形式裝配即可檢測到動力機械輸出的扭矩。單片機採用Intel公司或三菱公司的80或96系列的單片機晶片，如果所選晶片配置有內置EPROM和A/D轉換器，則此單片機系統可省略EPROM擴展電路和外接A/D變換電路。輸出接口採用RS232通訊接口與計算機進行通訊。設定鍵採用觸摸按鍵，包括設定、選位、調整、復位四個鍵。設定鍵可設定數字顯示儀工作和顯示狀況，可顯示瞬時轉速，平均轉速，輸出功率和扭矩；選位鍵可改變顯示位數；調整鍵可增減數字量；復位鍵可使整個系統清零復位。
權利要求1.一種水力測功器智能型數字顯示分析儀，由傳感器、傳感器信號前置處理電路及單片機組成，單片機的輸入輸出埠上接有輸出接口電路、顯示器和設定鍵，其特徵是所說的傳感器一種是裝設在被測動力機械機體上用以獲取被測動力機械轉速的轉速傳感器；另一種是裝設在水力測功器上測量其扭矩進而測量被測動力機械輸出扭矩的扭矩轉角傳感器；轉速傳感器電信號輸出端接整形電路的輸入端或直接與單片機的輸入埠相連；扭矩轉角傳感器的電信號輸出端與A/D變換電路的輸入端相連，A/D變換電路的輸出端與單片機的一組輸入埠相連；所說的單片機是一種其EPROM單元中固化有能對被測動力機械轉速和扭矩信息進行分析、處理並進行計算和顯示該動力機械輸出功率、扭矩及轉速之程序的單片機。
2.如權利要求1所說的水力測功器智能型數字顯示分析儀，其特徵是前述轉速傳感器的磁鋼片(3)粘貼在被測動力機械輸出軸上，轉速傳感器固定在動力機械機體上並將傳感器軸線對準磁鋼片軸線；前述扭矩轉角傳感器通過水力測功器負荷指示軸(6)和水力測功器蓋板(12)安裝在水力測功器上，其中，扭矩轉角傳感器的電位器(10)固定在支承體(9)的中心孔內，支承體固定在水力測功器蓋板上，水力測功器負荷指示軸的一端經鋼絲繩(8)、連接套(7)與電位器心軸以可以互相旋動的形式裝配在一起。
專利摘要一種水力測功器智能型數字顯示分析儀，對現有的水力測功器進行了電子化改進設計，由傳感器、傳感器信號前置處理電路及單片機組成，單片機的輸入輸出埠上接有輸出接口電路、顯示器和設定鍵；所說的傳感器是轉速傳感器和扭矩轉角傳感器，單片機是一種其EPROM單元中固化有能對被測動力機械轉速和扭矩信息進行分析、處理並進行計算和顯示該動力機械輸出功率、扭矩及轉速之程序的單片機。本實用新型很容易在原有的水力測功器上換裝，並能做到既可遠距離數字顯示及自動控制，同時還可以配多臺水力測功器，以輪流顯示多臺動力機械的功率、瞬時轉速、平均轉速以及扭矩，具有數字顯示直觀精確，電路簡單，工作可靠等優點。
文檔編號G01D21/02GK2526789SQ0222851
公開日2002年12月18日 申請日期2002年2月28日 優先權日2002年2月28日
發明者劉敏林, 歐陽光耀, 李育學, 劉鎮, 劉伯運, 李珩 申請人:劉敏林