專利名稱：水力測(cè)功器智能型數(shù)字顯示分析儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及測(cè)量?jī)x表，特別是一種用于動(dòng)力機(jī)械水力測(cè)功器現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)測(cè)試及數(shù)字顯示，并可將所測(cè)參數(shù)值遠(yuǎn)距離傳送的水力測(cè)功器智能型數(shù)字顯示分析儀。
背景技術(shù)：
動(dòng)力機(jī)械輸出功率是動(dòng)力機(jī)械最主要的性能指標(biāo)之一，如何準(zhǔn)確測(cè)量其輸出功率無(wú)論在技術(shù)實(shí)驗(yàn)中還是在實(shí)際應(yīng)用中都具有十分重要的意義。動(dòng)力機(jī)械輸出功率的測(cè)量一般采用間接測(cè)量的方法，即通過(guò)測(cè)量動(dòng)力機(jī)械的轉(zhuǎn)速和扭矩，然后根據(jù)公式Pe＝kMe.n計(jì)算出功率。式中k為常數(shù)系數(shù)，Me為扭矩，n為轉(zhuǎn)速。扭矩的測(cè)量通常采用水力測(cè)功器、電力測(cè)功器和扭矩儀三中形式。水力測(cè)功器由于其造價(jià)低、可靠性高、維護(hù)方便，在我國(guó)使用較為普遍。測(cè)功器采用大圓盤指針顯示，其輸出通常為直讀式，測(cè)量精度低，在數(shù)據(jù)處理方面則更顯落后，無(wú)法進(jìn)行計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種用微處理單片機(jī)自動(dòng)采集信號(hào)，自動(dòng)計(jì)算，用數(shù)字方式顯示動(dòng)力機(jī)械輸出功率、扭矩及轉(zhuǎn)速，同時(shí)還可將所測(cè)功率、扭矩及轉(zhuǎn)速傳送到遠(yuǎn)端的計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制的水力測(cè)功器智能型數(shù)字顯示分析儀。
所說(shuō)的水力測(cè)功器智能型數(shù)字顯示分析儀是對(duì)現(xiàn)有的水力測(cè)功器進(jìn)行的電子化改進(jìn)設(shè)計(jì)，該數(shù)字式顯示儀由傳感器、傳感器信號(hào)前置處理電路及單片機(jī)組成，單片機(jī)的輸入輸出端口上接有輸出接口電路、顯示器和設(shè)定鍵，其特征是所說(shuō)的傳感器一種是裝設(shè)在被測(cè)動(dòng)力機(jī)械機(jī)體上用以獲取被測(cè)動(dòng)力機(jī)械轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器；另一種是裝設(shè)在水力測(cè)功器上測(cè)量其扭矩進(jìn)而測(cè)量被測(cè)動(dòng)力機(jī)械輸出扭矩的扭矩轉(zhuǎn)角傳感器；轉(zhuǎn)速傳感器電信號(hào)輸出端接整形電路的輸入端或直接與單片機(jī)的輸入端口相連；扭矩轉(zhuǎn)角傳感器的電信號(hào)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(jī)的一組輸入端口相連。所說(shuō)的單片機(jī)是一種其EPROM單元中固化有能對(duì)被測(cè)動(dòng)力機(jī)械轉(zhuǎn)速和扭矩信息進(jìn)行分析、處理并進(jìn)行計(jì)算和顯示該動(dòng)力機(jī)械輸出功率、扭矩及轉(zhuǎn)速之程序的單片機(jī)。
前述轉(zhuǎn)速傳感器的磁鋼片3粘貼在被測(cè)動(dòng)力機(jī)械輸出軸上，轉(zhuǎn)速傳感器固定在動(dòng)力機(jī)械機(jī)體上并將傳感器軸線對(duì)準(zhǔn)磁鋼片軸線；前述扭矩轉(zhuǎn)角傳感器通過(guò)水力測(cè)功器負(fù)荷指示軸6和水力測(cè)功器蓋板12安裝在水力測(cè)功器上，其中，扭矩轉(zhuǎn)角傳感器的電位器10固定在支承體9的中心孔內(nèi)，支承體固定在水力測(cè)功器蓋板上，水力測(cè)功器負(fù)荷指示軸的一端經(jīng)鋼絲繩8、連接套7與電位器心軸以可以互相旋動(dòng)的形式裝配在一起。水力測(cè)功器負(fù)荷指示軸6旋動(dòng)時(shí)，即帶動(dòng)電位器10心軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。
單片機(jī)對(duì)輸入的轉(zhuǎn)速信號(hào)和扭矩轉(zhuǎn)角信號(hào)進(jìn)行分析處理，并將結(jié)果送顯示器顯示，同時(shí)將兩路信號(hào)通過(guò)輸出接口送入到其它設(shè)備(如計(jì)算機(jī))進(jìn)行分析顯示。
本實(shí)用新型很容易在原有的水力測(cè)功器上換裝，并能做到既可遠(yuǎn)距離數(shù)字顯示及自動(dòng)控制，同時(shí)還可以配多臺(tái)水力測(cè)功器，以輪流顯示多臺(tái)動(dòng)力機(jī)械的功率、瞬時(shí)轉(zhuǎn)速、平均轉(zhuǎn)速以及扭矩。具有數(shù)字顯示直觀精確，電路簡(jiǎn)單，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。


圖1為水力測(cè)功器結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為本實(shí)用新型原理方框圖；圖3為本實(shí)用新型扭矩轉(zhuǎn)角傳感器安裝位置示意圖；圖4為本實(shí)用新型整形電路電路圖；圖5為本實(shí)用新型變化電路中A/D轉(zhuǎn)換器前置電路的電路圖；圖6為本實(shí)用新型電路原理圖；圖7為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)速傳感器安裝位置示意圖；圖8為本實(shí)用新型扭矩轉(zhuǎn)角傳感器安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1--圓盤，2—水力測(cè)功器外殼，3—測(cè)功器軸，4—進(jìn)水閥，5—排水閥，6--水力測(cè)功器負(fù)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(cè)功器蓋板，13—磁鋼片，14—水力測(cè)功器，15—被測(cè)動(dòng)力機(jī)械，16—轉(zhuǎn)速傳感器，17—整形電路，18—單片機(jī)，19—輸出接口，20—顯示器，21—設(shè)定鍵，22—直流電源，23—變換電路，24—扭矩轉(zhuǎn)角傳感器。
實(shí)施方式轉(zhuǎn)速傳感器采用霍爾器件或磁電式、光電轉(zhuǎn)速器；扭矩轉(zhuǎn)角傳感器采用精密電位器或采用旋轉(zhuǎn)編碼器、光電編碼器，它只要與水力測(cè)功器外殼以可以相互旋動(dòng)的形式裝配即可檢測(cè)到動(dòng)力機(jī)械輸出的扭矩。單片機(jī)采用Intel公司或三菱公司的80或96系列的單片機(jī)芯片，如果所選芯片配置有內(nèi)置EPROM和A/D轉(zhuǎn)換器，則此單片機(jī)系統(tǒng)可省略EPROM擴(kuò)展電路和外接A/D變換電路。輸出接口采用RS232通訊接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。設(shè)定鍵采用觸摸按鍵，包括設(shè)定、選位、調(diào)整、復(fù)位四個(gè)鍵。設(shè)定鍵可設(shè)定數(shù)字顯示儀工作和顯示狀況，可顯示瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，平均轉(zhuǎn)速，輸出功率和扭矩；選位鍵可改變顯示位數(shù)；調(diào)整鍵可增減數(shù)字量；復(fù)位鍵可使整個(gè)系統(tǒng)清零復(fù)位。
權(quán)利要求1.一種水力測(cè)功器智能型數(shù)字顯示分析儀，由傳感器、傳感器信號(hào)前置處理電路及單片機(jī)組成，單片機(jī)的輸入輸出端口上接有輸出接口電路、顯示器和設(shè)定鍵，其特征是所說(shuō)的傳感器一種是裝設(shè)在被測(cè)動(dòng)力機(jī)械機(jī)體上用以獲取被測(cè)動(dòng)力機(jī)械轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器；另一種是裝設(shè)在水力測(cè)功器上測(cè)量其扭矩進(jìn)而測(cè)量被測(cè)動(dòng)力機(jī)械輸出扭矩的扭矩轉(zhuǎn)角傳感器；轉(zhuǎn)速傳感器電信號(hào)輸出端接整形電路的輸入端或直接與單片機(jī)的輸入端口相連；扭矩轉(zhuǎn)角傳感器的電信號(hào)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(jī)的一組輸入端口相連；所說(shuō)的單片機(jī)是一種其EPROM單元中固化有能對(duì)被測(cè)動(dòng)力機(jī)械轉(zhuǎn)速和扭矩信息進(jìn)行分析、處理并進(jìn)行計(jì)算和顯示該動(dòng)力機(jī)械輸出功率、扭矩及轉(zhuǎn)速之程序的單片機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所說(shuō)的水力測(cè)功器智能型數(shù)字顯示分析儀，其特征是前述轉(zhuǎn)速傳感器的磁鋼片(3)粘貼在被測(cè)動(dòng)力機(jī)械輸出軸上，轉(zhuǎn)速傳感器固定在動(dòng)力機(jī)械機(jī)體上并將傳感器軸線對(duì)準(zhǔn)磁鋼片軸線；前述扭矩轉(zhuǎn)角傳感器通過(guò)水力測(cè)功器負(fù)荷指示軸(6)和水力測(cè)功器蓋板(12)安裝在水力測(cè)功器上，其中，扭矩轉(zhuǎn)角傳感器的電位器(10)固定在支承體(9)的中心孔內(nèi)，支承體固定在水力測(cè)功器蓋板上，水力測(cè)功器負(fù)荷指示軸的一端經(jīng)鋼絲繩(8)、連接套(7)與電位器心軸以可以互相旋動(dòng)的形式裝配在一起。
專利摘要一種水力測(cè)功器智能型數(shù)字顯示分析儀，對(duì)現(xiàn)有的水力測(cè)功器進(jìn)行了電子化改進(jìn)設(shè)計(jì)，由傳感器、傳感器信號(hào)前置處理電路及單片機(jī)組成，單片機(jī)的輸入輸出端口上接有輸出接口電路、顯示器和設(shè)定鍵；所說(shuō)的傳感器是轉(zhuǎn)速傳感器和扭矩轉(zhuǎn)角傳感器，單片機(jī)是一種其EPROM單元中固化有能對(duì)被測(cè)動(dòng)力機(jī)械轉(zhuǎn)速和扭矩信息進(jìn)行分析、處理并進(jìn)行計(jì)算和顯示該動(dòng)力機(jī)械輸出功率、扭矩及轉(zhuǎn)速之程序的單片機(jī)。本實(shí)用新型很容易在原有的水力測(cè)功器上換裝，并能做到既可遠(yuǎn)距離數(shù)字顯示及自動(dòng)控制，同時(shí)還可以配多臺(tái)水力測(cè)功器，以輪流顯示多臺(tái)動(dòng)力機(jī)械的功率、瞬時(shí)轉(zhuǎn)速、平均轉(zhuǎn)速以及扭矩，具有數(shù)字顯示直觀精確，電路簡(jiǎn)單，工作可靠等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01D21/02GK2526789SQ0222851
公開日2002年12月18日 申請(qǐng)日期2002年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者劉敏林, 歐陽(yáng)光耀, 李育學(xué), 劉鎮(zhèn), 劉伯運(yùn), 李珩 申請(qǐng)人:劉敏林