专利名称：一种转速测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于智能化控制领域，具体涉及一种转速测量装置。
背景技术：
测控技术在转速测量方面的大量应用，使获得的相关控制信息更加快捷与准确。 现主要使用的转速测量装置主要有离心式转速测量装置和磁性转速测量装置。其中离心式转速测量装置结构复杂，不易异地安装；磁性转速测量装置安装需要一定距离软轴，距离太远，软轴容易损坏。
发明内容针对现有技术的缺陷或不足，本实用新型的目的在于提供一种基于MC9S12XS128 单片机的转速测量装置。以解决旋转类零件(例如轴承类零件)的转速测量及实时显示问题。该装置结构简单并且可以异地安装，无需软轴，同时不受外力的影响。为实现上述技术任务，本实用新型采取如下的技术解决方案本实用新型的基本构思为通过传感器单元采集的信号，然后将该信号处理后输入控制单元，控制单元的脉冲累加器开启，通过计数一段时间的脉冲数，获得被测轴承类零件的转速，最后通过显示单元显示转速，实现转速测量。具体技术方案如下一种转速测量装置，其特征在于，该装置包括控制单元、电源管理单元、传感器单元、信号处理单元和显示单元，所述控制单元与电源管理单元连接，所述传感器单元与控制单元和电源管理单元连接，并且该传感器单元与被测构件连接，所述信号处理单元与控制单元和电源管理单元连接，所述显示单元与控制单元和电源管理单元连接。所述控制单元至少包括有MC9S12XSU8单片机。所述传感器单元至少包括有欧姆龙光电编码器E6B2-CWZ6CV。所述信号处理单元至少包括7有4LS74芯片和74LS86芯片，其中74LS74芯片与传感器单元连接，74LS86芯片与控制单元连接，74LS74芯片与74LS86芯片连接。所述显示单元至少包括有四组LED灯，每组LED灯有七个LED 二极管，七个LED 二极管分别与控制单元连接。所述电源单元至少包括有稳压模块，所述稳压模块为LT1084-5。所述电源单元还包括一镍镉可充电电池。所述的电源单元、控制单元、信号处理单元和显示单元集成在一块电路板上。本实用新型的装置的基本工作原理为根据传感器单元所采集的被测构件的转速信息，信号处理单元将来自传感器单元的AB相信号，变换为TTL电平，将此电平信号输入控制单元，控制单元开启脉冲累加器，对所输入脉冲累加，并读取一段时间内的脉冲数，换算为该段时间内的转速，从而获得以分为单位的转速，通过显示单元显示出来，控制单元重复执行此控制操作。该装置具有制作方便，电路设计简单，响应快速，控制准确，成本低等特点ο
图1为本实用新型的装置结构示意图；图2为电源单元的工作原理示意图；图3为信号处理单元原理图；图4为显示单元原理图和显示单元示意图，其中(a)为显示单元示意图、(b)为显示单元原理图；图5为控制单元的引脚接线示意图。以下结合实施例与附图对本实用新型作进一步详细说明。
具体实施方式
本实用新型采用MC9S12XS128单片机作为控制单元，主要应用控制单元的内部集成脉冲累加器对信号处理单元所输入的信号进行脉冲计数，得到该段时间的转数，从而获得转速，通过显示单元实时显示。具体过程将被测零件的转速经光电编码器捕捉，将转速信号变换为电子信号，将此电信号输入控制单元的脉冲累加器模块的输入端，控制单元检测此信号，其脉冲累加器进行脉冲累加，算出转速，显示转速。此方法原理正确，算法简单，所得结果准确。能够精确测得转速并且实时显示结果。参照图1，转速测量装置包括控制单元、电源管理单元、传感器单元、信号处理单元和显示单元，所述控制单元与电源管理单元连接，所述传感器单元与控制单元和电源管理单元连接，并且该传感器单元与被测构件连接，所述信号处理单元与控制单元和电源管理单元连接，所述显示单元与控制单元和电源管理单元连接。所述控制单元至少包括一 MC9S12XSU8单片机。该单片机内部集成了 16位的脉冲累加器和增强型捕捉定时器模块，16位的脉冲累加器具有检测准确，检测脉冲数范围广， 可达65536个，当用此脉冲累加器检测脉冲是不会出现漏检错检情况。该单片可实时的接收信号处理单元所传送过来的脉冲信号，并对这些脉冲进行累加处理，同时在每一个时间段里(50ms)读取该段时间的脉冲数，获得在该段时间内的转速，再将该转速换算为以min 为单位的转速，通过显示单元显示出来，实现转速测量。所述传感器单元至少包括一欧姆龙光电编码器E6B2-CWZ6CV。该欧姆龙编码器 E6B2-CWZ6CV为集电极开路输出，分辨率为1000P/R，输出两相信号，分别为A相与B相， AB相相位相差90+45度，所需供电电压范围为DC5-12V，最高响应频率100KHZ，启动转矩为 0. 98Nm，A相B相信号输入信号处理单元处理后，变换为TTL电平，输入控制单元，供脉冲累加器计数脉冲。所述信号处理单元至少包括有74LS74芯片和74LS86芯片，74LS74芯片与74LS86 芯片连接，其中74LS74芯片与传感器单元连接，74LS86芯片与控制单元连接。所述显示单元至少包括有四组LED灯，每组LED灯有七个LED 二极管，七个LED 二极管分别与控制单元连接。七个LED 二极管分别由控制单元的七个IO 口驱动，当IO 口管脚输出为高电平时，对应的LED 二极管点亮，由观个二极管组成的四组LED显示灯显示转速的千位，百位，十位，个位，实现所测得转速实时显示。可以供使用者及时了解零件转速， 了解零件运转状况，达到实时检测目的。[0027]所述电源单元至少包括有稳压模块，所述稳压模块至少有LT1084-5。其他四个单元全部由电源单元供电，LT1084-5具有稳压作用，可将>7伏的直流电压变成5伏，给传感器单元，控制单元，显示单元供电。所述电源单元还包括一镍镉可充电电池。所述的电源单元、控制单元、信号处理单元和显示单元集成在一块电路板上。实施例参照图1，本实施例中的装置包括控制单元、电源管理单元、传感器单元、信号处理单元和显示单元，所述控制单元与电源管理单元连接，所述传感器单元与控制单元和电源管理单元连接，并且该传感器单元与被测构件连接，所述信号处理单元与控制单元和电源管理单元连接，所述显示单元与控制单元和电源管理单元连接。电源管理单元还包括一 7. 2 伏镍镉可充电电池。参照图2，电源单元稳压模块中，LT1084-5中间引脚接地，输入端接7. 2伏电源正极，输入端经过330微法电容接地，输出端经过330微法电容接地，输出端即为5伏，给控制单元，传感器单元，信号处理单元供电。传感器单元由欧姆龙光电编码器E6B2-CWZ6CV组成，其中编码器外部接线VCC 接电源管理单元的+5V电源，GND接地，A相线的引脚接信号处理单元的A脚，B相线的引脚接信号处理单元的B脚，A和B的信号经过信号处理单元处理。参照图3，信号处理单元的原理图。传感器单元的A相信号经R2 C3K欧姆)接地， 同时A相信号输入74LS74芯片的1脚，传感器单元的B相信号经R3 C3K欧姆)接地，同时 B相信号输入74LS74芯片的3脚，74LS74芯片的2脚和4脚分别输入74LS86芯片的1脚和2脚，74LS86的14脚接+5V，7脚接地，3脚输出信号连接控制单元的T7 口。参照图4，由显示单元原理图和显示单元示意图组成。在显示单元原理图中，控制单元的IO 口中的PD 口(PD0 — PD6)分别接七个LED灯的正向端，七个LED灯的负向端接地。显示单元共有四组LED显示灯组成，每组需要连接控制单元的七个IO 口，分别为PA 口 (ΡΑ0—PA6)，PB 口(ΡΒ0—PB6)，PM 口(ΡΜ0—PM6)，这四组LED显示灯分别显示转速的千位， 百位，十位，个位。在显示单元示意图中，七个LED 二极管组成一个位的显示字符，当PDO— PD6七个 IO 口输出不同的信号时，该字符可以显示从0至9不同的数字，由控制单元控制IO 口信号的输出，从而控制每个单位上字符显示，以显示转速。参照图5，控制单元的引脚接线原理图。传感器信号经处理后传给控制单元的PT7 脚，控制单元的VCC接+5V，GND接电源管理单元的地端，共有四组IO 口连接LED 二极管，分别为A 口，B 口，M 口，D 口，当控制单元在tl时间内获得脉冲数位Ni，可得tl时间内所获得的转速为m/1000，则被测轴承累零件的转速为V=Nl/ (1000*tl)单位为转每分钟，控制单元将V通过四位的显示灯通过显示数字显示出来。
权利要求1.一种转速测量装置，其特征在于，该装置包括控制单元、电源管理单元、传感器单元、 信号处理单元和显示单元，所述控制单元与电源管理单元连接，所述传感器单元与控制单元和电源管理单元连接，并且该传感器单元与被测构件连接，所述信号处理单元与控制单元和电源管理单元连接，所述显示单元与控制单元和电源管理单元连接。
2.如权利要求1所述的转速测量装置，其特征在于，所述控制单元至少包括有 MC9S12XS128 单片机。
3.如权利要求1所述的转速测量装置，其特征在于，所述传感器单元至少包括有欧姆龙光电编码器E6B2-CWZ6Cv。
4.如权利要求1所述的转速测量装置，其特征在于，所述信号处理单元至少包括有 74LS74芯片和74LS86芯片，其中74LS74芯片与传感器单元连接，74LS86芯片与控制单元连接，74LS74芯片与74LS86芯片连接。
5.如权利要求1所述的转速测量装置，其特征在于，所述显示单元至少包括有四组LED 灯，每组LED灯有七个LED 二极管，七个LED 二极管分别与控制单元连接。
6.如权利要求1所述的转速测量装置，其特征在于，所述电源单元至少包括有稳压模块，所述稳压模块为LT1084-5。
7.如权利要求6所述的转速测量装置，其特征在于，所述电源单元还包括一镍镉可充电电池。
8.如权利要求1-7任一权利要求所述的转速测量装置，其特征在于，所述的电源单元、 控制单元、信号处理单元和显示单元集成在一块电路板上。
专利摘要本实用新型属于智能化控制领域，具体涉及一种基于HCS12单片机的转速测量装置。该装置包括控制单元、电源管理单元、传感器单元、信号处理单元和显示单元，所述控制单元与电源管理单元连接，所述传感器单元与控制单元和电源管理单元连接，并且该传感器单元与被测构件连接，所述信号处理单元与控制单元和电源管理单元连接，所述显示单元与控制单元和电源管理单元连接。该装置具有制作方便，电路设计简单，响应快速，控制准确，成本低等特点。
文档编号G01P3/486GK201993376SQ20112002130
公开日2011年9月28日 申请日期2011年1月24日 优先权日2011年1月24日
发明者李海琴, 王晓彪, 谢培, 阎莹 申请人:长安大学