耕作機械作業工況實時遙測儀的製作方法

2023-05-28 07:28:11

專利名稱：耕作機械作業工況實時遙測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測試儀器，尤其是一種耕作機械作業工況的實時測試儀器。
背景技術：
農業機械的研究開發和產品檢測需要在實驗室和野外實際工作環境對農機具運行中的扭矩、轉速、功率輸出、油耗、機械振動、拉壓力等參數進行測試，從而可以全面地考核、評價農機具的主要性能，為改進設計和質量監督提供依據。目前，農機試驗用測試儀器以單片機系統最為廣泛，此類測試系統主要由傳感器、單片機、輸出顯示部分組成。工作時，傳感器將採集到的測試數據輸送到單片機，經處理後將測試結果輸出顯示。
此類現有測試儀器雖使用、攜帶方便，造價低，但擴展能力差，數據處理、分析功能少，存貯容量有限。此外，還有少量有線遙測車在用，這些測試車儀器設備配備複雜，體積大，造價高，測試周期長，不利於普及和推廣應用。
實用新型內容本實用新型的目的在於針對以上現有技術存在的缺點，提出一種不僅攜帶使用方便、而且可以實現無線數據信息傳輸的耕作機械作業工況實時遙測儀，從而使測試工作更靈活便捷，易於推廣應用。
為了達到以上目的，本實用新型的耕作機械作業工況實時遙測儀包括傳感器和計算機數據處理、分析、顯示系統，還包括無線發射裝置和無線接收裝置，所述無線發射裝置主要由V/F轉換模塊和與V/F轉換模塊輸出端連接的發射模塊構成，所述發射模塊的輸出端接發射天線，所述無線接收裝置主要由接收天線和與之連接的接收模塊構成，所述傳感器的信號輸出端接無線發射裝置的V/F轉換模塊的輸入端，所述無線接收裝置中接收模塊的輸出端接所述計算機的數據接收埠連接。
測試時，傳感器輸出的數字頻率信號經V/F轉換成射頻信號後，通過發射模塊經發射(定向)天線發射出去。之後，信號為無線接收裝置的接收天線接收，經接收模塊還原為數字頻率信號，送入計算機，通過數據處理、分析，輸出顯示及列印。這樣，工作地點不受限制，測試更靈活便捷，並且數據處理、分析能力強，存貯容量大，有利於推廣應用。
以下結合附圖對本實用新型作進一步的說明。


圖1為本實用新型一個實施例的示意圖。
圖2為本實用新型一種典型傳感器的電路原理圖。
具體實施方式
實施例一本實施例的耕作機械作業工況實時遙測儀如圖1所示，本系統主要由JN338型系列扭矩轉速傳感器、VXM110型和FS8200型振動傳感器、MCL-Z型系列拉壓力傳感器、JWY型油耗傳感器，以及無線發射裝置、無線接收裝置、DSPS2000型採集卡和加載採集分析處理軟體的Apollo-150型工業控制計算機組成。
其中，無線發射裝置主要由三組並行的JN338-V/F型V/F轉換模塊和與V/F轉換模塊輸出端連接的F49型發射模塊構成，發射模塊的輸出端接發射天線。無線接收裝置主要由接收天線和與之連接的J49型接收模塊構成。
各傳感器的信號輸出端接無線發射裝置的V/F轉換模塊的輸入端。無線接收裝置中接收模塊的輸出端通過採集卡接工業控制計算機的數據接收埠，該採集卡含有隔離模塊和定時計數模塊。
實施時，將以上型號的各電路器件組成相應的電路，即可實現。
測試時，扭矩、轉速傳感器等輸出的數字頻率信號(其他信號輸出類型的傳感器可增加信號轉換器轉換成數字頻率信號)分別接對應的無線發射模塊，通過FSK調製方式經發射(定向)天線發射出去。
之後，位於遠程測試車上的射頻信號經接收天線接收，由接收模塊還原為數字頻率信號，通過採集卡送入工業控制計算機。工業控制計算機接收數位訊號後，可實時分析處理，也可將測試結果連續存儲，以形成數位化扭矩、轉速等數據流。在對測試信號進行分析處理後，顯示及列印輸出。
實踐證明，本實施例可將耕作機械田間作業時的轉速、扭矩、振動、拉壓力和動力燃油耗等技術參數進行實時採集、發射、接收和數據分析處理。實時數據無線傳輸速率4800bps，信道2，距離800m。其中的無線發射裝置具有以下優點1.透明式數據傳輸，無需改變原有通信程序及連接方法，方便靈活；2.採用高穩定度晶體振蕩，頻率的瞬時及長期穩定度高；3.全封閉金屬外殼，抗幹擾能力強；4.工業級產品設計，工作溫度範圍寬，可適合野外工作；5.大面積的散熱設計，可長時間連續發射；6.具有良好的發射匹配，輻射場強大、單位功率通信距離遠。
必要時，該測試儀也可從發射裝置有線連接六路頻率信號直接輸入數據採集器和計算機，進行各種數據的實時分析處理。
本實施例中的扭矩傳感器如圖2所示，由旋轉和非旋轉部分組成。其中，旋轉部分包括整流穩壓濾波電路、應變橋、運算放大電路；非旋轉部分包括電壓變換隔離電路、勵磁電路。
非旋轉部分的電壓變換隔離電路經勵磁電路接能源環行變壓器初級。能源環行變壓器的次級位於旋轉部分，其輸出經整流穩壓濾波電路、應變橋、運算放大電路接自帶的V/F變換電路，該變換電路的輸出接信號環行變壓器初級。信號環行變壓器次級接信號處理輸出的發射天線。
工作時，旋轉和非旋轉部分分別與待測農機具的轉軸和機架連接。電源經勵磁電路勵磁後，通過能源環行變壓器，經旋轉部分的整流穩壓濾波電路向應變橋供電，應變橋因農機具相對運動產生的扭矩應變信號經放大電路放大以及V/F轉換後，通過信號環行變壓器耦合傳輸到非旋轉部分，再由後續發射裝置中的發射天線發射出去，完成信號的輸出。
該扭矩、轉速傳感器將現有各種常規電路以及器件合理組合在一起，具有以下特點1.既可以測量靜止扭矩，也可以測量旋轉扭矩；2.既可以測量靜態扭矩，也可以測量動態扭矩；3.檢測精度高，穩定性好，抗幹擾性強；4.體積小，重量輕，多種安裝結構，易於安裝使用；5.不需反覆調零即可連續測量正反轉扭矩；6.沒有導電環等磨損件，可以高轉速長時間運行；7.傳感器輸出的高電平頻率信號可直接送計算機處理；8.測量彈性體強度大可承受50％的過載。
除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種耕作機械作業工況實時遙測儀，包括傳感器和計算機數據處理、分析、顯示系統，其特徵在於還包括無線發射裝置和無線接收裝置，所述無線發射裝置主要由V/F轉換模塊和與V/F轉換模塊輸出端連接的發射模塊構成，所述發射模塊的輸出端接發射天線，所述無線接收裝置主要由接收天線和與之連接的接收模塊構成，所述傳感器的信號輸出端接無線發射裝置的V/F轉換模塊的輸入端，所述無線接收裝置中接收模塊的輸出端接所述計算機的數據接收埠連接。
2.根據權利要求1所述耕作機械作業工況實時遙測儀，其特徵在於所述數據處理、分析、顯示系統為工業控制計算機。
3.根據權利要求2所述耕作機械作業工況實時遙測儀，其特徵在於所述無線接收裝置中接收模塊的輸出端通過採集卡接工業控制計算機的數據接收埠。
4.根據權利要求3所述耕作機械作業工況實時遙測儀，其特徵在於所述傳感器包括扭矩傳感器，所述扭矩傳感器由旋轉和非旋轉部分組成。
5.根據權利要求4所述耕作機械作業工況實時遙測儀，其特徵在於所述旋轉部分包括整流穩壓濾波電路、應變橋、運算放大電路；非旋轉部分包括電壓變換隔離電路、勵磁電路；所述非旋轉部分的電壓變換隔離電路經勵磁電路接能源環行變壓器初級；所述能源環行變壓器的次級位於旋轉部分，其輸出經整流穩壓濾波電路、應變橋、運算放大電路接V/F變換電路，所述變換電路的輸出接信號環行變壓器初級；所述信號環行變壓器次級接信號輸出發射天線。
專利摘要本實用新型涉及一種耕作機械作業工況的實時測試儀器。該測試儀包括傳感器和計算機數據處理、分析、顯示系統，還包括無線發射裝置和無線接收裝置，所述無線發射裝置主要由V/F轉換模塊和與V/F轉換模塊輸出端連接的發射模塊構成，所述發射模塊的輸出端接發射天線，所述無線接收裝置主要由接收天線和與之連接的接收模塊構成，所述傳感器的信號輸出端接無線發射裝置的V/F轉換模塊的輸入端，所述無線接收裝置中接收模塊的輸出端接所述計算機的數據接收埠連接。該測試儀使用時，工作地點不受限制，測試更靈活便捷，並且數據處理、分析能力強，存貯容量大，有利於推廣應用。
文檔編號G01D21/02GK2845053SQ20052007564
公開日2006年12月6日 申請日期2005年9月20日 優先權日2005年9月20日
發明者彭卓敏, 朱繼平, 袁棟, 丁豔, 夏敏, 楊俊飛, 張盛 申請人:農業部南京農業機械化研究所