一种多功能测速装置的制作方法

本发明涉及测速装置领域，更具体地，涉及一种多功能测速装置。

背景技术：

在日常校准中，因为标准的局限性，我们在使用通用量具、秒表、倾角仪、转速表进行手动测量时，由人为导致的不确定度因素影响较大，从而对测量结果产生较大的影响。但随着计量市场的发展，现很多客户对直线速度、线速度、角速度、转速测量均有测量精度的要求。传统的测量设备已不能满足现状的需求，而激光测速传感器已被广泛使用。所以我自行研发了该套多功能测速装置。利用多普勒效应测速方法的激光传感器，触发晶振测量时间，并配套调整高低、水平方向及垂直角度的校准装置来测量短距离平均速度、角速度和线速度，目前国内外有测量速度需求的项目包括直线速度（摆锤冲击、光电门关门、斜面冲击机、产品试验等）、线/角速度（产品试验）、转速（测功机、产品试验）等。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种多功能测速装置，实现对间距、弦长、弧长、角度、角速度、线速度、转速、时间指标进行测量，本系统采用便携设计，方便拆装，适合测试现场使用操作。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种多功能测速装置，包括检测模块、控制模块，所述的检测模块与控制模块电连接，还包括测速转盘，所述的检测模块包括第一激光传感器、第二激光传感器、光栅尺、计算机，所述的第一激光传感器和第二传感器均安装在光栅尺上，所述的计算机与第一激光传感器和第二激光传感器电连接，所述的测速转盘安装在被测物上。

通过设置第一激光传感器和第二激光传感器在光栅尺上的距离，使第一激光传感器和第二激光传感器的激光打到被测物上，测出被测物通过第一激光传感器和第二激光传感器激光光点的时间，测试结果传输至计算机中算出被测物的直线速度或转速，在测量角速度时，将测速转盘的圆心安装在被测物的转心上，通过激光传感器测试出测速转盘的转速，将所测转速传输至计算机中并在计算机中录入测速转盘的半径和夹角，通过计算机算出被测物的角速度。通过计算器还能实现对间距、弦长、弧长、角度、角速度、线速度、转速、时间指标进行测量。

进一步的，测速转盘为中心分为若干等份的中空圆盘，可以通过激光传感器测试出每等份间隔的时间，从而计算出角速度。

进一步的，第一激光传感器和第二激光传感器均为激光多普勒测速仪，激光多普勒测速仪测试精度高，测试结果准确。

进一步的，计算机为单片机，使用单片机既可以达到计算要求，也可以减轻设备整体大小和重量，方便携带，降低成本。

进一步的，本发明还包括可调支架，检测模块安装在可调支架上。

进一步的，可调支架为三角架，三角架具有稳定结构，且可拆卸，能够多角度旋转和调节高度，可以在适应不同应用场景。

进一步的，三角架上设有把手，通过把手可以方便调节本测速装置的位置。

进一步的，检测模块还包括外壳，外壳侧壁设有槽孔，光栅尺和激光传感器设在外壳内，激光传感器的激光通过槽孔射出，保护壳可以保护内部机构，防止碰撞或灰尘进入导致寿命降低。

进一步的，控制模块为触屏终端，工作人员可以通过触屏终端对装置进行操作，所测出数据通过触屏终端显示。

与现有技术相比，有益效果是：

1、能够实现多种参数的测量，方便使用；

2、使用高精度的激光多普勒测速仪，测试结果准确；

3、设备轻便可调，方便多种场景应用。

附图说明

图1是本发明整体结构主视图；

图2是本发明激光传感器设置界面示意图；

图3-10是本发明中控制模块操作界面图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1所示，一种多功能测速装置，包括检测模块1、控制模块2、三角架4，检测模块1安装在三角架4上，控制模块2与检测模块1电连接控制检测模块1，其中，在检测模块1中包括有外壳、单片机、第一激光传感器101、第二激光传感器102、光栅尺，第一激光传感器101和第二激光传感器102均安装在光栅尺上，第一激光传感器101和第二激光传感器102能够在光栅尺上滑动，第一激光传感器101和第二激光传感器102和单片机电连接，将所测数据输出至单片机中进行进一步计算，得出间距、弦长、弧长、角度、角速度、线速度、转速、时间指标。

直线速度：调整a、b两激光头在光栅尺上的距离，当物体经过其中一激光点时触发计时，经过另一激光点时停止计时，控制器通过公式：v=s/t计算出被测物直线速度。v代表移动速度，s代表移动行程，t代表通过该移动行程所需要的时间。

角速度：在具有转动功能的被检设备上确认圆心位置，通过加装、固定已知角度的测速转盘，利用测速装置单点激光测试出经过转盘固定两短轴的角速度。角速度的表达式为ω=y/t，式中：ω代表角速度，y代表转动的角度，t代表通过转动该角度所需要的时间。

线速度测量：通过上述测量出的角速度乘以用户实际使用的圆半径得出线速度。线速度的表达式为v=l/t，式中：v代表线速度，l代表转动的弧长，t代表通过经过此弧长所需要的时间。v=rω，r代表被检设备实际使用半径，ω表示角速度。

转动速度测量:在具有转动功能的被检设备上施加简单的色差标记，利用测速装置单点激光测量出经过色差标记1分钟内的转动速度。

还包括有测速转盘3，测试转盘为一分为若干等份的中空圆盘，在测量角速度的时候，将测速转盘3的中心安装在被测物的转心上，激光传感器的激光打在测速转盘3上，测出相应数据，再传输回单片机中，通过在控制模块2中输入测速转盘3的半径、夹角至单片机中，通过单片机计算出被测物的角速度。

其中，控制模块2为触屏终端，工作人员可以通过触屏终端对装置进行操作，所测出数据通过触屏终端显示。

在本实施例中，在三角架4上设有把手，通过把手可以方便调节本装置的角度，实现多角度的调节，适应于不同场景的应用。

在本实施例中，本装置中激光传感器的设置如图所示，包括灵敏度设置、显示器、灵敏度微调、模式、预设定功能、通道开关，具体的设置过程如下：

1、模式设定：

如图2所示，按住“模式”按键3s，出现当前模式后，通过按“灵敏度微调”按键来改变模式，将模式设置在hsp模式。在位移测量同时ab两点距离小于50mm时，第二个激光头放大器必须设置在fine模式（例如从a->b时，b设置在fine。从b->a时，a设置在fine），其他情况必须设置在hsp模式。

2、激光头到被测物距离设定：

将激光对准被测物检测点，读取反光值，必须>=500，如果小于500时，调整激光头到被测物的距离，以保证其反光值>=500。

3、灵敏度阀值设定：

（1）把“通道开关”打至1通道，记录无被测点时的灵敏度值f1，按“灵敏度微调”按键，把灵敏度阀值设为比f1大20。

（2）把“通道开关”打至2通道，按“灵敏度微调”按键，把灵敏度阀值设为比第一通道大100。

在本实施例中，控制模块中的操作界面如图所示，具体操作步骤如下：

1、直线速度测量：

（1）如图3、4所示，点击“间距测量”，将激光头b归至原位，再点击“清零”，再移动激光头b到想要的尺寸位置。

（2）如图5所示，点击“直线速度测量”，选择被测物运动方向，选择“单次触发”或“连续触发”，设置好后，点击“开始”、确定，即可进行测量。

（3）点击“切换”可以对速度单位进行切换mm/s、m/s、km/h、m/min。

注释：

单次触发：即每次测量前必须点击“开始”、“确定”后才可进行测量。

连续触发：即进入该功能后，点击一次“开始”、“确定”即可，后面可以继续多次测量，直至退出该功能测量。

2、转速测量：

如图6所示，点击“转速测量”，选择测量的激光头，点击“开始”、确定，即可进行测量。

3、角度速度测量：

（1）如图7、8所示，安装已知夹角的测速转盘在被校仪器中心点，点击“角度速度测量”，选择用于测量的激光头，选择“单次触发”或“连续触发”。

（2）点击对应输入框，弹出输入键盘，输入圆盘已知的夹角角度、半径r1、半径r2，最后点击“保存”。

（3）点击“开始”、“确定”，即可进行测量。

注释：

单次触发：即每次测量前必须点击“开始”、“确定”后才可进行测量。

连续触发：即进入该功能后，点击一次“开始”、“确定”即可，后面可以继续多次测量，直至退出该功能测量。

4、激光头测试：

如图9所示，点击“激光头测试”，将被测物移动通过激光头，对应的激光头识别次数会自动增加，此时则证明被测的激光头工作正常。如果不能识别，按“激光头以及放大器设置”对放大器进行设置后再进行测试。

5、设备校准：

（1）插入“标定程序”tf卡，关机重启，等待几秒后，屏幕右下角出现v8.88即表示成功。

（2）用频率计测量bnc端子（频率输出）的标定频率输出，标准为50khz（20us），读取实际测量值t，补偿值=（t-20us）/2。

（3）插入“设备程序”tf卡，关机重启，等待几秒后，屏幕右下角出现v1.0*即表示成功。

（4）如图10所示，点击屏幕的“标定”，点击输入框，弹出输入键盘，输入第2步计算出来的补偿值，点击确定、保存。

（5）将示波器接在bnc端子（波形输出），示波器设定为低电平触发，利用“直线速度测量”功能，测量从激光头a位移到b的时间，是否与示波器出现是低电平时间一致，若一致表示标定成功，否则重新标定或送修。

备注：

建议位移时间控制在2ms以内，示波器的周期设置在400us，这种设置时间可以精确到us，位移时间越大，示波器周期设置就得越大，测量精度越差。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。