專利名稱：速度測定儀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種對家用電器試驗(yàn)的速度測定儀器。
背景技術(shù)：
在家用電器行業(yè)中，例如冰箱、洗衣機(jī)廠要經(jīng)常做一些測試、老化、抗疲勞、抗碰撞等試驗(yàn)。對于這些試驗(yàn)在國家標(biāo)準(zhǔn)中都有明確的指標(biāo)規(guī)定。在碰撞試驗(yàn)中，被測試產(chǎn)品被固定于一快速行進(jìn)的載體上，當(dāng)運(yùn)行到按國標(biāo)規(guī)定的幾種速度時(shí)，載體與碰撞體相撞，而后將被測試產(chǎn)品通電使用，檢測相撞所帶來的沖擊對被測儀器的正常使用是否有影響。碰撞試驗(yàn)通過以下過程來實(shí)現(xiàn)的，參見

圖1，將裝有滾輪的載體，裝上被測試產(chǎn)品，置于一可調(diào)整傾斜角的斜面上，由初始位置出發(fā)，向下滾動一段位移后與碰撞體相撞，傾斜角不同，最終達(dá)到的速度也不相同，這些速度應(yīng)與國標(biāo)規(guī)定的速度相對應(yīng)。通常要獲得國標(biāo)規(guī)定的速度要調(diào)整斜面的傾斜角(可方便調(diào)整)，而速度是由下面的計(jì)算公式得來的s=12at2;]]>a＝gsinθ；v=at=2sgsinθ;]]>s，位移；a，加速度；g，重力加速度；θ，傾斜角；這樣得出的速度忽略了摩擦力及其他阻力的影響，在位移一定的情況下，速度只與傾斜角有關(guān)。而實(shí)際上，摩擦力對速度的影響是很大的，用上述公式計(jì)算出的速度的誤差也很大。怎樣精得到精確的速度值，廠方設(shè)想了許多方法，但這些方法不是造價(jià)高，就是誤差大，都不是很理想。鑒于以上原因，亟待研究一種可以在現(xiàn)場對上述碰撞速度進(jìn)行現(xiàn)場、實(shí)時(shí)測量的儀器。
如何解決上述不足，則是本實(shí)用新型所面臨的設(shè)計(jì)課題。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種速度測定儀器，它可以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不能實(shí)時(shí)測速所存在的問題。
為了達(dá)到解決上述技術(shù)問題的目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是，一種速度測定儀器，其特征在于包括裝在運(yùn)載被測試產(chǎn)品的運(yùn)載體上的擋光窄條，在做碰撞試驗(yàn)斜面附近安裝一對紅外發(fā)光管和紅外接收管，紅外發(fā)光管與紅外接收管相對安裝，一直處于感應(yīng)狀態(tài)，紅外接收管接收的信號傳送至速度測定儀器主機(jī)，當(dāng)擋光窄條通過紅外發(fā)光管與紅外接收管之間，開始擋光到結(jié)束擋光，紅外接收管所輸出的信號不同，經(jīng)速度測定儀器主機(jī)處理，實(shí)時(shí)顯示出碰撞時(shí)的速度。
在本實(shí)用新型的進(jìn)一步的技術(shù)方案中，擋光窄條安裝在窄條調(diào)整裝置上，可調(diào)整擋光窄條在窄條調(diào)整裝置上的位置，窄條調(diào)整裝置安裝座裝在運(yùn)載體上，紅外發(fā)光管和紅外接收管安裝在位置調(diào)整座上，調(diào)整座上設(shè)置有可改變位置的軌道，調(diào)整座安裝在斜面下部靠近碰撞體附近。
在本實(shí)用新型的進(jìn)一步的技術(shù)方案中，擋光窄條的寬度范圍為5-20mm。
在本實(shí)用新型的進(jìn)一步的技術(shù)方案中，擋光窄條、紅外發(fā)光管和紅外接收管的位置調(diào)整到，使得運(yùn)載體運(yùn)行至距碰撞體相當(dāng)于擋光窄條寬度時(shí)開始計(jì)時(shí)，而運(yùn)載體與碰撞體即將碰撞時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束。
在本實(shí)用新型的進(jìn)一步的技術(shù)方案中，速度測定儀器主機(jī)中的信號采集處理模塊中包含有一光隔電路，所述光隔電路的發(fā)光端接收紅外發(fā)光管發(fā)出的控制信號，受光端經(jīng)驅(qū)動放大電路連接CPU的中斷信號輸入端，所述CPU將計(jì)算出的碰撞時(shí)速度通過總線分別經(jīng)串行接口輸出到顯示設(shè)備中，經(jīng)并行接口輸出到打印裝置中。
在本實(shí)用新型的進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述CPU通過I2C總線與EPROM和RAM存儲器相連，分別對CPU的初始化程序和臨時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。
在本實(shí)用新型的進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述CPU的時(shí)鐘端經(jīng)時(shí)鐘電路與外部晶振相連，為CPU提供基準(zhǔn)時(shí)鐘。
在本實(shí)用新型的進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述光隔電路采用一光電耦合器實(shí)現(xiàn)。
所述速度測定儀器的信號發(fā)生是由一對紅外發(fā)光管和接收管產(chǎn)生，紅外發(fā)光管是否被擋住，接收管所輸出的信號不同，擋光窄條開始擋光到擋光結(jié)束的時(shí)間由儀器內(nèi)部的處理器根據(jù)接收管傳送的信號的不同，啟動計(jì)數(shù)器，得出擋光窄條通過紅外發(fā)光管和接收管之間的時(shí)間，而后用已建立的數(shù)學(xué)模型計(jì)算出這段時(shí)間載體的平均速度，根據(jù)微分原理，如擋光窄條足夠窄，即近似于瞬時(shí)速度。
本實(shí)用新型具有優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.本實(shí)用新型速度測定儀器是專為電器行業(yè)的電器產(chǎn)品做碰撞實(shí)驗(yàn)而研制開發(fā)的一種儀器，在做碰撞實(shí)驗(yàn)時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確測定運(yùn)行載體在碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度，并能夠?qū)崟r(shí)顯示、打印。
2.本實(shí)用新型速度測定儀器為智能化儀器，避免了忽略摩擦力人工計(jì)算帶來的誤差，直觀可靠，提高了檢測效率和測量準(zhǔn)確度，使測定數(shù)據(jù)更具有實(shí)效性，準(zhǔn)確性。
3.本實(shí)用新型速度測定儀器解決了困擾電器廠家許久的問題，巧妙地運(yùn)用微分原理測定了運(yùn)行載體在碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度，且造價(jià)低、實(shí)用性強(qiáng)。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)碰撞實(shí)驗(yàn)示意圖；1.被測試電器產(chǎn)品；2.運(yùn)載體；3.斜面；4.碰撞體；s，位移；θ，傾斜角；圖2為本實(shí)用新型碰撞實(shí)驗(yàn)速度測定示意圖；5.窄條調(diào)整裝置；6.擋光窄條；7.外發(fā)光管和接收管；8.紅外發(fā)光管和接收管位置調(diào)整座；9.顯示屏；10.打印裝置；11.速度測定儀器主機(jī)；12.信號線；13.電源線。
圖3為速度測定儀器的原理框圖。
具體實(shí)施方式
參見圖2和圖3，擋光窄條6安裝在窄條調(diào)整裝置5上，窄條調(diào)整裝置5可調(diào)整擋光窄條6在窄條調(diào)整裝置5上的位置，窄條調(diào)整裝置6的安裝座裝在運(yùn)載體2上。一對紅外發(fā)光管7和紅外接收管7安裝在位置調(diào)整座8上，兩管7相對安裝，調(diào)整座8上設(shè)置有可改變位置的軌道，以便微調(diào)距離，達(dá)到合適狀態(tài)。調(diào)整座8安裝在斜面3下部靠近碰撞體4附近。
通過上述調(diào)整裝置，將擋光窄條6、紅外發(fā)光管7和紅外接收管7的位置調(diào)整到，使得運(yùn)載體2運(yùn)行至距碰撞體4相當(dāng)于擋光窄條6寬度時(shí)開始計(jì)時(shí)，而運(yùn)載體2與碰撞體4即將碰撞時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束。在本實(shí)施例中，擋光窄條的寬度L為10mm。
在做碰撞試驗(yàn)的斜面3的下部靠近碰撞體4的位置附近固定一對紅外發(fā)光管7和紅外接收管7，一直處于感應(yīng)狀態(tài)，而在裝有被測試產(chǎn)品1的運(yùn)載體2的相應(yīng)位置安裝上一個(gè)有一定寬度L的窄條6(可阻擋紅外線透過)，調(diào)整紅外發(fā)光管和接收管位置調(diào)整結(jié)構(gòu)、窄條調(diào)整裝置，使得當(dāng)載體由初始位置運(yùn)行至距碰撞體L遠(yuǎn)時(shí)，擋光窄條6阻擋紅外發(fā)光管7，速度測定儀器主機(jī)11中的信號采集處理模塊開始工作。當(dāng)擋光窄條6剛進(jìn)入紅外發(fā)光管7時(shí)，紅外接收管向光隔電路的發(fā)光端輸出高電平控制信號，發(fā)光端發(fā)光使受光端導(dǎo)通，進(jìn)而向驅(qū)動放大電路輸出高電平控制信號。所述驅(qū)動放大電路對輸入的高電平控制信號進(jìn)行放大處理后，向CPU的中斷信號輸入端INT0輸出高電平信號，控制CPU進(jìn)入中斷程序。CPU在進(jìn)入中斷后，調(diào)用計(jì)時(shí)程序開始計(jì)時(shí)。當(dāng)擋光窄條剛離開紅外發(fā)光管時(shí)，紅外發(fā)光管向光隔電路的發(fā)光端輸出低電平信號，受光端斷開，驅(qū)動放大電路向CPU的中斷信號輸入端INT0輸出低電平信號，CPU中斷截止，計(jì)時(shí)結(jié)束。系統(tǒng)啟動軟件模型進(jìn)行處理，也就是說運(yùn)載體2與碰撞體4接觸時(shí)，運(yùn)行L位移所用的時(shí)間T可以獲得，所需時(shí)間T通過CPU接收到的基準(zhǔn)時(shí)鐘時(shí)間乘以計(jì)數(shù)值得到。CPU所獲得基準(zhǔn)時(shí)鐘是通過時(shí)鐘電路由外部晶振OSC提供的。
根據(jù)公式V＝L/T，即計(jì)算出被測產(chǎn)品碰撞時(shí)的平均速度V。如果擋光窄條6足夠窄，該平均速度理論上等于運(yùn)載體2與碰撞體4接觸時(shí)的速度。
CPU將計(jì)算出的碰撞時(shí)速以及當(dāng)前的日期和時(shí)間信息一方面通過串行接口在顯示裝置上顯示輸出，另一方面經(jīng)并行接口通過打印裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)打印。
在速度測定儀器主機(jī)11中還包含有一EPROM程序存儲器和一RAM隨機(jī)存儲器，EPROM存儲CPU的初始化程序，在系統(tǒng)上電后，通過I2C總線傳輸給CPU，進(jìn)而使CPU進(jìn)入正常工作模式。RAM隨機(jī)存儲器對CPU產(chǎn)生的臨時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。速度測定儀器主機(jī)11通過采用上述電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了對光信號的采集和處理功能，完成了碰撞速度的實(shí)時(shí)顯示輸出。
權(quán)利要求1.一種速度測定儀器，其特征在于包括裝在運(yùn)載被測試產(chǎn)品的運(yùn)載體上的擋光窄條，在做碰撞試驗(yàn)斜面附近安裝一對紅外發(fā)光管和紅外接收管，紅外發(fā)光管與紅外接收管相對安裝，一直處于感應(yīng)狀態(tài)，紅外接收管接收的信號傳送至速度測定儀器主機(jī)，當(dāng)擋光窄條通過紅外發(fā)光管與紅外接收管之間，開始擋光到結(jié)束擋光，紅外接收管所輸出的信號不同，經(jīng)速度測定儀器主機(jī)處理，實(shí)時(shí)顯示出碰撞時(shí)的速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速度測定儀器，其特征在于擋光窄條安裝在窄條調(diào)整裝置上，可調(diào)整擋光窄條在窄條調(diào)整裝置上的位置，窄條調(diào)整裝置安裝座裝在運(yùn)載體上，紅外發(fā)光管和紅外接收管安裝在位置調(diào)整座上，調(diào)整座上設(shè)置有可改變位置的軌道，調(diào)整座安裝在斜面下部靠近碰撞體附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的速度測定儀器，其特征在于擋光窄條的寬度范圍為5-20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的速度測定儀器，其特征在于擋光窄條、紅外發(fā)光管和紅外接收管的位置調(diào)整到，使得運(yùn)載體運(yùn)行至距碰撞體相當(dāng)于擋光窄條寬度時(shí)開始計(jì)時(shí)，而運(yùn)載體與碰撞體即將碰撞時(shí)計(jì)時(shí)結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速度測定儀器，其特征在于速度測定儀器主機(jī)中的信號采集處理模塊中包含有一光隔電路，所述光隔電路的發(fā)光端接收紅外發(fā)光管發(fā)出的控制信號，受光端經(jīng)驅(qū)動放大電路連接CPU的中斷信號輸入端，所述CPU將計(jì)算出的碰撞時(shí)速度通過總線分別經(jīng)串行接口輸出到顯示設(shè)備中，經(jīng)并行接口輸出到打印裝置中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的速度測定儀器，其特征在于所述CPU通過I2C總線與EPROM和RAM存儲器相連，分別對CPU的初始化程序和臨時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的速度測定儀器，其特征在于所述CPU的時(shí)鐘端經(jīng)時(shí)鐘電路與外部晶振相連，為CPU提供基準(zhǔn)時(shí)鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的速度測定儀器，其特征在于所述光隔電路采用一光電耦合器實(shí)現(xiàn)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種速度測定儀器，其特征在于包括擋光窄條，在斜面附近安裝一對紅外發(fā)光管和紅外接收管，紅外發(fā)光管與紅外接收管一直處于感應(yīng)狀態(tài)，紅外接收管接收的信號傳送至速度測定儀器主機(jī)，當(dāng)擋光窄條通過紅外發(fā)光管與紅外接收管之間，開始擋光到結(jié)束擋光，紅外接收管所輸出的信號不同，經(jīng)速度測定儀器主機(jī)處理，實(shí)時(shí)顯示出碰撞時(shí)的速度。本實(shí)用新型是專為電器產(chǎn)品做碰撞實(shí)驗(yàn)而研制開發(fā)的一種儀器，在做碰撞實(shí)驗(yàn)時(shí)，能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確測定運(yùn)行載體在碰撞時(shí)的瞬時(shí)速度，提高了檢測效率和測量準(zhǔn)確性，使測定數(shù)據(jù)更具有實(shí)效性，準(zhǔn)確性。
文檔編號G01M7/00GK2847300SQ200520125140
公開日2006年12月13日 申請日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月24日
發(fā)明者宋文杰, 于宏波, 郭顏萍, 王建曉, 劉濤 申請人:山東省科學(xué)院海洋儀器儀表研究所