本發(fā)明涉及運(yùn)動(dòng)體參數(shù)測(cè)量領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種外力驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)體的參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前市場(chǎng)上的用于外力驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)體參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：

1、測(cè)量參數(shù)單一；當(dāng)外力驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生溫度和壓力變化，市場(chǎng)上的測(cè)量方式局限于某一參數(shù)的測(cè)量。

2、無(wú)法兼顧外力與運(yùn)動(dòng)體的參數(shù)測(cè)量；當(dāng)外力驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，不但要對(duì)外力產(chǎn)生的影響進(jìn)行測(cè)量，還需兼顧運(yùn)動(dòng)體本身的參數(shù)測(cè)量，目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品還無(wú)法做到全面兼顧。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種對(duì)外力驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)體對(duì)外力產(chǎn)生的影響進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)兼顧運(yùn)動(dòng)體本身的參數(shù)測(cè)量的參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種外力驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)體的參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，包括外部采集系統(tǒng)設(shè)置于被測(cè)運(yùn)動(dòng)體固定管內(nèi)部，且連接上位控制計(jì)算機(jī)，采集運(yùn)動(dòng)體外部信息，發(fā)送到上位控制計(jì)算機(jī)；

內(nèi)部采集系統(tǒng)設(shè)置于被測(cè)運(yùn)動(dòng)體內(nèi)部，且連接上位控制計(jì)算機(jī)，采集運(yùn)動(dòng)體內(nèi)部信息，發(fā)送到上位控制計(jì)算機(jī)；

上位控制計(jì)算機(jī)接收到外部采集系統(tǒng)和內(nèi)部采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)并對(duì)其進(jìn)行控制。

所述外部采集系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器和磁體；

所述溫度傳感器設(shè)置于運(yùn)動(dòng)體固定管尾部，且連接上位控制計(jì)算機(jī)，采集運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)時(shí)的溫度值；

所述壓力傳感器設(shè)置于運(yùn)動(dòng)體固定管尾部，且連接上位控制計(jì)算機(jī)，采集運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)時(shí)的壓力值；

所述磁體設(shè)置于運(yùn)動(dòng)體固定管中部和管口位置，且連接上位控制計(jì)算機(jī)，采集運(yùn)動(dòng)體在運(yùn)動(dòng)體固定管內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的速度。

所述內(nèi)部采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、姿態(tài)傳感器、加速度傳感器、磁傳感器和信號(hào)轉(zhuǎn)接板；

所述姿態(tài)傳感器連接數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)，采集運(yùn)動(dòng)體的姿態(tài)信息，與數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)雙向通信；

所述加速度傳感器連接數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)，采集運(yùn)動(dòng)體的加速度信息，與數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)雙向通信；

所述磁傳感器通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)接板連接數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)，采集運(yùn)動(dòng)體的I/O數(shù)據(jù)，與數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)雙向通信；

所述數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)連接上位控制計(jì)算機(jī)，接收上位控制計(jì)算機(jī)的控制命令。

所述數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)包括CPU控制板連接數(shù)據(jù)采集板，電源供電板為其提供電源。

還包括電池連接數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)，為其供電。

本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便。本發(fā)明采用的溫度和壓力傳感器體積小，只需在固定管尾部的檢查孔蓋上安裝，無(wú)需破壞固定管。磁鐵可以簡(jiǎn)單的固定于固定管中部和管口。內(nèi)部采集系統(tǒng)采用堆棧結(jié)構(gòu)，體積小方便安裝，電池體積可根據(jù)運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間進(jìn)行選擇，體積可控。

2.本發(fā)明測(cè)量?jī)?nèi)容全面。本發(fā)明可以采集運(yùn)動(dòng)體在固定管內(nèi)部運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的速度和姿態(tài)的變化，外力推動(dòng)運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)時(shí)在固定管內(nèi)部所產(chǎn)生的溫度和壓力變化以及運(yùn)動(dòng)體脫離固定管后的運(yùn)動(dòng)速度和姿態(tài)變化。

3.本發(fā)明應(yīng)用范圍廣。本發(fā)明測(cè)量系統(tǒng)可以安裝于任意管式結(jié)構(gòu)的固定管內(nèi)部和運(yùn)動(dòng)體內(nèi)部。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成圖；

圖2為本發(fā)明的外部采集系統(tǒng)組成圖；

圖3為本發(fā)明的內(nèi)部采集系統(tǒng)組成圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成圖。該系統(tǒng)包括外部采集系統(tǒng)、內(nèi)部采集系統(tǒng)和上位控制計(jì)算機(jī)；外部采集系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器、磁鐵、電池；內(nèi)部采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、姿態(tài)傳感器、加速度傳感器、磁傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)接板；上位控制計(jì)算機(jī)用于對(duì)數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)下達(dá)控制指令和實(shí)時(shí)采集溫度傳感器、壓力傳感器的數(shù)據(jù)。通過(guò)外部和內(nèi)部采集系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)，可以分析在外力作用下運(yùn)動(dòng)體在固定管內(nèi)部所產(chǎn)生的速度和姿態(tài)的變化，外力推動(dòng)運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)時(shí)在固定管內(nèi)部所產(chǎn)生的溫度和壓力變化以及運(yùn)動(dòng)體脫離固定管后的運(yùn)動(dòng)速度和姿態(tài)變化。

上位控制計(jì)算機(jī)用于對(duì)數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)下達(dá)控制指令和實(shí)時(shí)采集溫度傳感器、壓力傳感器的數(shù)據(jù)。在外力驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)前，上位控制計(jì)算機(jī)通過(guò)預(yù)置電纜向數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)下達(dá)控制指令，啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集功能。當(dāng)運(yùn)動(dòng)體在外力驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)時(shí)，上位控制計(jì)算機(jī)能夠?qū)崟r(shí)的對(duì)溫度傳感器和壓力傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，同時(shí)運(yùn)動(dòng)體運(yùn)動(dòng)自動(dòng)斷開(kāi)預(yù)置電纜，數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)記錄運(yùn)動(dòng)體的速度和姿態(tài)變化。

如圖2所示為本發(fā)明的外部采集系統(tǒng)組成圖。外部采集系統(tǒng)包括溫度傳感器、壓力傳感器和磁鐵。在外力運(yùn)動(dòng)前，通過(guò)上位控制計(jì)算機(jī)給壓力傳感器和溫度傳感器供電并開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，壓力傳感器數(shù)據(jù)類型為電壓信號(hào)，溫度傳感器數(shù)據(jù)類型為電流信號(hào)。磁體安裝于固定管中部和管口，當(dāng)運(yùn)動(dòng)體在外力作用 下在固定管內(nèi)部運(yùn)動(dòng)時(shí)，固定于運(yùn)動(dòng)體內(nèi)部的磁傳感器經(jīng)過(guò)固定管中部和管口時(shí)，將反饋數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)，根據(jù)兩次記錄的時(shí)間差和磁鐵的相對(duì)距離就可以計(jì)算運(yùn)動(dòng)體在固定管內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的平均速度。

如圖3所示為本發(fā)明的內(nèi)部采集系統(tǒng)組成圖。內(nèi)部采集系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)、姿態(tài)傳感器、加速度傳感器、磁傳感器、信號(hào)轉(zhuǎn)接板、電池。在外力作用于運(yùn)動(dòng)體前，上位控制計(jì)算機(jī)通過(guò)預(yù)置電纜開(kāi)啟數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)，上位控制計(jì)算機(jī)用于對(duì)數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)下達(dá)控制指令上位控制計(jì)算機(jī)通過(guò)預(yù)置電纜向數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)下達(dá)控制指令，啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集功能，此時(shí)姿態(tài)傳感器通過(guò)串口向數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，加速度傳感器向數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)發(fā)送模擬量數(shù)據(jù)，磁傳感器通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)接板向數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)發(fā)送I/O數(shù)據(jù)。信號(hào)轉(zhuǎn)接板用于將磁傳感器的+12V電壓信號(hào)通過(guò)光耦隔離芯片AQY272轉(zhuǎn)換為+5V電壓信號(hào)以便于數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集計(jì)算機(jī)由CPU模塊MPI2、數(shù)據(jù)采集模塊ADT882與電源供電模塊JMM-512組成。電源供電模塊用于給CPU模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、姿態(tài)傳感器、磁傳感器、加速度傳感器與信號(hào)轉(zhuǎn)接板進(jìn)行供電，數(shù)據(jù)采集模塊用于采集姿態(tài)傳感器、磁傳感器、加速度傳感器的數(shù)據(jù)，CPU模塊用于啟動(dòng)控制軟件并將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于CF卡上。