瞬時轉速測量/記錄裝置的製作方法

2023-07-23 13:25:21 1

專利名稱：瞬時轉速測量/記錄裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子智能控制技術領域，具體的說是一種瞬時轉速測量/記錄裝置。
背景技術：
目前在轉速測量中，一般都採用全硬體邏輯控制，電路複雜且操作不便，不能顯示轉速曲線，不能與計算機通信，智能化程度低。
實用新型內容本實用新型提供了一種瞬時轉速測量/記錄裝置，採用單片機控制軟硬體相結合方法測量瞬時轉速，是一種先進的方案，能夠簡化硬體電路、降低成本，提高自動化、智能化程度。
本實用新型的技術方案如下一種瞬時轉速測量/記錄裝置，包括單片微處理器1、按鍵及旋鈕處理電路2、串行通信電平轉換電路3、時鐘振蕩電路4、LED指示燈電路5、存儲器6、輸出轉換電路7、轉速傳感器電路8、電源電路9，其特徵在於按鍵及旋鈕處理電路2的移位旋鈕電路輸出端與單片微處理器1的A/D轉換的模擬量輸入端相連接，按鍵及旋鈕處理電路2的按鍵電路信號輸出端與單片微處理器1的I/O引腳相連接；串行通信電平轉換電路3的通信接口與單片微處理器1的接受與發送數據引腳連接；時鐘振蕩電路4的信號輸出端與單片微處理器1的時鐘信號輸入端相連接；LED指示燈電路5的信號輸入端與單片微處理器1的I/O引腳相連接；存儲器6的信號輸入端與單片微處理器1的I/O引腳相連接；輸出轉換電路7的輸入端與單片微處理器1的脈寬調製輸出引腳相連接，模擬信號輸出端與示波器Y軸信號輸入端相連接，同步信號輸出端與示波器外同步信號輸入端相連接；轉速傳感器電路8的信號輸出端與單片微處理器1的定時/計數輸入端相連接；電源電路9的電源輸入端與220V交流市電相連接，輸出端與各電路的電源輸入端相連接。
所述的轉速傳感器電路8採用軸角編碼器作為轉速傳感器。
本實用新型的工作原理採用單片機作為處理器，通過軸角編碼器將轉速轉變成每周256個脈衝信號，在低轉速時單片機測量20毫秒內所通過的整數個脈衝所耗費的時間來計算轉速，在高轉速時單片機測量256個脈衝所需時間來計算轉速，使得無論是低轉速還是高轉速都能得到較高的測量精度，這兩種測量方法是通過軟體自動切換的無須用戶幹預。本機可測轉速範圍很寬，從20轉/分到6000轉/分，每秒鐘可測50個點，可存儲大於5分鐘的數據。
本實用新型的優點本實用新型採用單片微處理器控制，智能化程度高，主要功能由軟體實現，大大簡化了硬體電路，降低了成本。可以檢測轉動體的瞬時轉動速度。本機以每秒50個點的高速度測量轉速，並將測量值存入存儲器，測量完成後，單片機通過軟體處理與輸出轉換電路的作用，將測量的速度數據轉換為模擬信號，同時產生同步信號，可在示波器上清晰地顯示速度曲線，通過移位旋鈕可使速度曲線水平移位，以便仔細觀察存儲的全部曲線，還可通過串行接口將數據傳至計算機，由計算機作進一步處理與顯示。
本實用新型具有如下功能功能一啟動鍵和停止鍵可以控制測量的啟動與停止，並有指示燈指示工作狀態；粗調/細調鍵與移位旋鈕配合可仔細觀察所存儲的全部速度曲線，在粗調狀態下顯示範圍大，旋轉移位旋鈕可大範圍搜索，找到感興趣的地方後按下粗調/細調鍵轉入細調狀態，此時顯示範圍縮小，感興趣的部位被放大，旋轉移位旋鈕可在感興趣的部位前後小範圍移動，可以仔細觀察與研究，在細調狀態時細調指示燈亮，再次按下粗調/細調鍵指示燈熄滅返回粗調狀態。
功能二利用微處理器1內部的脈寬調製(PWM)部件將存儲器6內的速度數據轉換成PWM信號，再由輸出轉換電路7的R6、C4與運放轉換成模擬信號，同時微處理器1還產生同步信號，可在示波器上清晰穩定地顯示出速度曲線。
功能三由軸角編碼器8作為速度傳感器，將其測量轉軸與待測物連接後，即可將轉動運動變為脈衝電信號送入微處理器1。
功能四處理器1連接一片電擦寫串行E2ROM存儲器，可存儲大於5分鐘的數據，即使掉電數據也不會丟失。
功能五由IC3和周圍元件完成電平信號轉換，組成RS-232C通信接口，可實現與計算機數據互傳。


圖1是本實用新型的原理框圖。
圖2是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
參見圖1、圖2。
選用PIC16C73B單片機擔任處理器1，用LED1-LED3三個發光二極體作為顯示電路5。三個發光二極體(運行、停止、細調)分別用來顯示儀器的工作狀態。由K1-K3和R3-R5組成按鍵輸入電路2(啟動鍵、停止鍵和粗調/細調鍵)，RW1是移位旋鈕，連接到處理器1的A/D輸入端；由C1、C2、R0及20MHz晶體G1組成時鐘電路4，它向處理器1提供時鐘信號；選用軸角編碼器8作為速度傳感器，它輸出的脈衝信號(每轉一圈產生256個脈衝)送往處理器1的定時計數部件；存儲器電路6選用一片電擦寫串行E2ROM存儲器，可存儲大於5分鐘的數據，即使掉電數據也不會丟失；處理器1產生的PWM(脈衝寬度調製)信號經輸出轉換電路7的R6、C4與運放轉換成模擬顯示信號(由R9引出)，為使顯示清晰穩定，處理器1還產生同步脈衝(由R10引出)，供示波器外觸發同步用；處理器1產生的串行通信信號通過電平轉換器IC3轉換成RS-232C電平(由X1引出)，用於同計算機通信。
權利要求1.一種瞬時轉速測量/記錄裝置，包括單片微處理器(1)、按鍵及旋鈕處理電路(2)、串行通信電平轉換電路(3)、時鐘振蕩電路(4)、LED指示燈電路(5)、存儲器(6)、輸出轉換電路(7)、轉速傳感器電路(8)、電源電路(9)，其特徵在於按鍵及旋鈕處理電路(2)的移位旋鈕電路輸出端與單片微處理器(1)的A/D轉換的模擬量輸入端相連接，按鍵及旋鈕處理電路(2)的按鍵電路信號輸出端與單片微處理器(1)的I/O引腳連接；串行通信電平轉換電路(3)的通信接口與單片微處理器(1)的接受與發送數據引腳連接；時鐘振蕩電路(4)的信號輸出端與單片微處理器(1)的時鐘信號輸入端相連接；LED指示燈電路(5)的信號輸入端與單片微處理器(1)的I/O引腳相連接；存儲器(6)的信號輸入端與單片微處理器(1)的I/O引腳相連接；輸出轉換電路(7)的輸入端與單片微處理器(1)的脈寬調製輸出引腳相連接，信號輸出端與示波器Y軸信號輸入端相連接；轉速傳感器電路(8)的信號輸出端與單片微處理器(1)的定時/計數輸入端相聯接；電源電路(9)的電源輸入端與220V交流市電相連接，輸出端與各電路的電源輸入端相連接。
2.根據權利要求1所述的轉速傳感器電路(8)採用軸角編碼器作為轉速傳感器。
專利摘要本實用新型公開一種瞬時轉速測量/記錄裝置，主要功能由單片微處理器通過軟硬體相結合實現的。通過按鍵來啟動或停止測量，可產生模擬顯示信號通過示波器顯示存儲的速度曲線，可通過旋鈕對顯示的速度曲線進行水平移位，通過RS－232C接口實現與計算機通信。本裝置電路簡單，可用於生產及科研，由於其成本低廉，便於演示，特別適用於教學。
文檔編號G01P1/16GK2762140SQ20052006966
公開日2006年3月1日 申請日期2005年1月5日 優先權日2005年1月5日
發明者孫力 申請人:安徽農業大學