专利名称：卷尺式直线运动物体速度连续测量传感装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种直线运动物体速度测量传感装置。
背景技术：
在速度测量领域，轴或轮的转速测量方法和技术比较成熟，因为物体转动的参照物容易确定，转速传感器也就容易设计和安装。对于直线运动物体，其速度测量的难点就在于其参照物是地面静止物体，测量过程中被测物体和参照物距离、位置不断变化。目前，测量直线运动物体速度的常用方法有标杆法、五轮仪法和雷达测速法。标杆法是在试验距离两端各树立一根标杆，利用仪器或秒表测量出被测物体通过两标杆的时间差，根据时间差可以计算出被测物体在两标杆之间的平均速度，实时性较差。五轮仪法是在被测物体上安装转动灵活的附加轮(第五轮)，被测物体移动时依靠地面摩擦使第五轮转动，这样就把直线运动转化为转动，然后利用转速测量的方法测出第五轮的转速，再结合第五轮的轮缘周长换算出被测物体的运动速度。五轮仪方法属于接触性测量，测量结果受地面状况影响很大，仅适用于平坦坚实路面测速。雷达测速法基于多普勒效应，当被测物体和雷达波源有相对运动时，被测物体反射回来的波的频率就会与波源发出的波的频率有一个差值，差值大小取决于被测物体和波源的相对运动速度和方向。雷达测速设备比较复杂和昂贵，不是常规普及手段，并且对拖拉机等低速运动物体的测量误差也较大。总之，物体直线运动速度的测量方法和装备目前还很不完善，如果要实现连续测量并想得到接近瞬态的速度，困难就更大。就当今的测量技术而言，无论测量内容是什么，只要有合适的传感器，能够把被测物理量转换成电信号，那么对这些电信号进行处理、计算、分析等技术是比较成熟的。本实用新型就是一种直线运动物体速度的测量传感装置。
发明内容
本实用新型提供了一种卷尺式测量传感装置，将物体直线运动速度转变为卷尺钢带的拉出速度，通过测量卷尺钢带的拉出速度，实现连续、实时检测被测物体的直线运动速度。
上面等距离的孔与光微开关结合，产生与拉出速度相关的电脉冲，结合脉冲检测仪器可进行汽车、拖拉机、农业机械、工程机械等物体直线运动速度的在线连续测量。
本实用新型的技术方案是一个带有张紧和定位机构的卷尺钢带的缠绕收放装置，卷尺钢带可以轻松平稳拉出并能快速收回。沿卷尺钢带的长度方向等距离(比如中心距20mm)钻一系列直径5mm的孔。测量时，本装置固定于被测物体上，卷尺的端头固定于地面，被测物体移动时卷尺被拉出，拉出速度等于物体移动速度。用一个透射式光微开关检测卷尺钢带上孔的移动，卷尺拉出时其上的孔会使光微开关产生一系列电脉冲，脉冲的时间间隔可以反映卷尺的移动速度，也就是被测物体的运动速度。将光微开关产生的脉冲输入脉冲检测仪器，根据相邻脉冲的时间间隔就可以计算出被测物体的运动速度。这个速度就是钢带上两个孔中心距之间的平均速度，如果孔中心距为20mm，得到的就是20mm间的平均速度。
本实用新型的有益效果有三一是测量的实时性比标杆法明显改善；二是本实用新型的测速方式是非接触式，测量结果不受地表状态影响，钢带的拉出速度只与被测物体直行速度有关，比五轮仪法适应范围更广；三是无论用于测量高速和低速物体，测量结果精度较高。
图1是本实用新型的实施例的整体结构示意图。虚线[1]表示卷尺钢带全部收回以后的圆周，对于长50m的卷尺钢带，圆周直径为210mm；[2]是缠绕钢带的中心轮，直径80mm；中心轮上开有沿半径方向的狭缝[4]，用于钢带的端头定位；采用狭缝定位的目的一是便于钢带安装，二是在测量当中如果钢带拉出到极限长度，能够轻易从定位狭缝脱出，避免将不会出现拉断的情况；[3]是与中心轮过盈配合的中心轴，其另一轴端安装有小齿轮，通过与之啮合的一个大齿轮构成手摇快速回收结构；[5]是EE-SX670型透射式光微开关；[6]是4个直径25mm的定位滚轮；[7]是卷尺钢带，其拉出部分的端头用钢钎[8]固定于地面；[9]是整个装置的支撑外壳，外廓尺寸为385×270×70；[10]和[11]是将本装置安装于被测车辆的挂钩。
图2是本实用新型实施例中传感器及钢带定位结构的局部三视图。[6]是4个定位滚轮分为两对，其中每对中的上面一个滚轮安装在弹性支架上，以保证成对两滚轮外缘的紧密接触，用于夹持卷尺钢带；[5]是光电微开关；[12]是光微开关的感光窗口，光微开关的安装位置要使感光窗口能够完整检测到卷尺钢带上孔的运动；[13]是定位滚轮两侧的护版，限制卷尺钢带的位置；[7]是卷尺钢带钢带；[14]是卷尺钢带上面的孔。图2所示的定位结构的作用就是保证卷尺钢带的张紧和定位4个滚轮的夹持可以保持卷尺钢带的张紧以免颤动，滚轮双侧安装护版可以确保钢带在拉出以及快速回收时的缠绕整齐。
具体实施方式
在图1实施例中，外壳[9]为δ＝5mm钢板焊接而成，中心轴[2]、中心轮[3]、定位滚轮[6]为工程塑料，中心轮直径φ＝80mm，定位滚轮直径φ＝30mm，卷尺钢带[7]长度50米。本实用新型可测量的速度上限由光微开关的光电转换频率和钢带上的孔距决定，测量结果的瞬时性由钢带上的孔距决定。
权利要求1.一种卷尺式直线运动物体速度测量传感装置，其特征是一条缠绕在中心轮上的有孔卷尺钢带、四个定位滚轮以及一个透射式光微开关。
2.根据权力要求1所述的卷尺式直线运动物体速度测量传感装置，其特征是卷尺钢带沿长度方向钻有等距离的检测孔。
3.根据权力要求1所述的卷尺式直线运动物体速度测量传感装置，其特征是有四个定位滚轮分为两对，结合滚轮护板和压紧弹簧，实现两对滚轮之间那段钢带的张紧和定位。
4.根据权力要求1所述的卷尺式直线运动物体速度测量传感装置，其特征是光微开关安装在两对定位滚轮之间，安装位置以光微开关的感光窗口能够完整检测卷尺钢带上孔的运动为准。
专利摘要一种卷尺式直线运动物体速度连续测量传感装置。它是一条卷尺钢带整齐缠绕在可平稳轻松转动的中心轮上，卷尺钢带上沿长度方向等距离打孔，利用4个滚轮分为两对实现卷尺钢带的张紧和定位，在两对滚轮之间的钢带附近安装一个透射式光微开关，光微开关的感光窗口可以完整检测到钢带上孔的运动。测量时，物体直线运动速度转变为卷尺钢带的拉出速度。卷尺钢带拉出时，其上的孔使光微开关产生连续电脉冲，相邻脉冲的周期可以反映钢带的拉出速度。将光微开关的脉冲信号输入检测仪器，可以根据相邻脉冲的时间间隔计算出被测物体的速度。本实用新型可用于农业机械或工程机械的速度测量试验。
文档编号G01P3/36GK2602376SQ0127818
公开日2004年2月4日 申请日期2001年12月12日 优先权日2001年12月12日
发明者高焕文, 史智兴 申请人:高焕文, 史智兴