一种基于复合转速仪的转速及磁体表磁测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种马达转速测量和磁体磁性测量与演示的装置，属于机械性能检测技术领域。

背景技术：

首先，磁性大小是磁学原件的一项重要基本参数，对于磁体的磁性大小的测量在工业生产中具有至关重要作用。传统的磁性测量方法主要以对铁等物体吸引力大小为标准的测量方法和利用高斯计对其表面磁感应强度(表磁)测量为标准的测量为代表。利用磁力的大小来判定磁性的方法受限于磁体形状等因素，而且很难准确定量，而利用表磁对磁性进行描述时，由于不同厂家生产的高斯计没固定的标准，同时高斯计上的霍尔感应元件不一样，霍尔感应强度不同，所测量出来的表磁也就不相同，导致测量得到表磁数值可能产生一个数量级以上的误差。

其次，转速是能源设备与动力机械性能测试中的一个重要的特性参量，动力机械的许多特性参数确定都离不开与转速相关的函数关系，所以转速测量是工业生产各个领域的要点。在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中，常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。然而，传统的转速测量仪很难兼顾固定时间段内平均转速和瞬时转速的测量。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种性能稳定、使用方便的基于复合转速仪的转速及磁体表磁测量装置。

本实用新型的技术方案是：一种基于复合转速仪的转速及磁体表磁测量装置，包括固定在壳体外部的驱动装置，所述壳体内包括通过隔板分割而成的平均转速测量室和瞬时转速及磁性测量室，所述驱动装置输出端连接转轴，所述转轴贯穿所述平均转速测量室并延伸至瞬时转速及磁性测量室，所述平均转速测量室内设有与转轴连接的平均转速测量装置，所述瞬时转速及磁性测量室内设有与转轴连接的瞬时转速及磁性测量装置，所述平均转速测量装置和瞬时转速及磁性测量装置连接信号输出单元。

所述平均转速测量装置包括，霍尔测速系统和光电测速系统，所述霍尔测速系统和光电测速系统的输出信号通过信号输出单元的单刀双掷转换开关连接脉冲信号计数器。

所述霍尔测速系统包括，设置在同轴测速转盘上的磁扣，以及设置在隔板上的霍尔计数传感器，所述同轴测速转盘的圆心固定在转轴上，转轴垂直于同轴测速转盘，所述磁扣的转动路径经过转轴延伸方向所在直线。

所述光电测速系统包括，设置在平均转速测量室底部的红外对管计数传感器，所述红外对管计数传感器包括，相对设置的发射管和接收管，所述同轴测速转盘底部位于发射管和接收管之间，所述同轴测速转盘上设有通孔，所述通孔的转动路径经过发射管与接收管的连线。

所述瞬时转速及磁性测量装置包括，位于中空管段的中空腔体内的转动磁体系统，所述转动磁体系统包括磁体组，所述磁体组通过磁体外夹固定并与转轴端部连接，所述中空管段外周绕有铜线圈，所述铜线圈连接信号输出单元的交流电压表，铜线圈通过信号输出单元的感应信号外接输出接头a和感应信号外接输出接头b连接双踪通用示波器。

所述磁体组以及磁体外夹的延伸方向与转轴延伸方向垂直，组成所述磁体组的磁体之间，N-S极相对设置。

组成所述铜线圈的铜线为漆包铜线，所述漆包铜线直径为0.2mm，线圈匝数为500匝，缠绕宽度小于10mm。

所述中空管段材质为PVC。

所述驱动装置为工作电压220V的单相异步电动机，功率25W。

所述同轴测速转盘直径130mm，同轴测速转盘与两侧的发射管和接收管的间距为5mm-10mm。

本实用新型的有益效果是：采用了霍尔测速系统、光电测速系统和电磁感应测速系统三种复合机制对马达角速度进行测量，可以同时实现指定时间内的平均转速和特定时刻的瞬时转速的测量，可以方便的应用在工业测量领域。本实用新型能够精确实现对磁性元件的表磁测量，对于磁性材料磁性大小的标定，提供了一种新颖有效的手段。

附图说明

图1为本实用新型剖视图；

图2为同轴测速转盘侧视图；

图3为瞬时转速及磁性测量装置剖视图；

图4为转动磁体系统剖视图；

图5为信号输出单元示意图；

图6为利用双踪通用示波器测量的电磁感应铜线圈输出的交流电压信号的波形图。

图中附图标记如下：1、驱动装置，2、壳体，3、转轴，4、同轴测速转盘，4.1、通孔，4.2、磁扣，5.1、发射管，5.2、接收管，6、霍尔计数传感器，7、中空管段，7.1、中空腔体，7.2、铜线圈，8.1、磁体组，8.2、磁体外夹，9.1、单刀双掷转换开关，9.2、脉冲信号计数器，9.3、交流电压表，9.4、感应信号外接输出接头a，9.5、感应信号外接输出接头b，10、隔板，11、平均转速测量室，12、瞬时转速及磁性测量室。

具体实施方式

下面结合附图1-6对本实用新型做进一步说明：

一种基于复合转速仪的转速及磁体表磁测量装置，包括固定在壳体2外部的驱动装置1，驱动装置1在本实用新型中作为稳定转速源，所述驱动装置1为工作电压220V的单相异步电动机，功率25W，所述壳体2内包括通过隔板10分割而成的平均转速测量室11和瞬时转速及磁性测量室12，所述驱动装置1输出端连接转轴3，所述转轴3贯穿所述平均转速测量室11并延伸至瞬时转速及磁性测量室12，所述平均转速测量室11内设有与转轴3连接的平均转速测量装置，所述瞬时转速及磁性测量室12内设有与转轴3连接的瞬时转速及磁性测量装置，所述平均转速测量装置和瞬时转速及磁性测量装置连接信号输出单元。所述平均转速测量装置包括，霍尔测速系统和光电测速系统，所述霍尔测速系统和光电测速系统的输出信号分别通过单刀双掷转换开关9.1连接脉冲信号计数器9.2。所述霍尔测速系统包括，设置在同轴测速转盘4上的磁扣4.2，以及设置在隔板10上的霍尔计数传感器6，所述同轴测速转盘4直径130mm，所述同轴测速转盘4的圆心固定在转轴3上，转轴3垂直于同轴测速转盘4，所述磁扣4.2的转动路径经过转轴3延伸方向所在直线。所述光电测速系统包括，设置在平均转速测量室11底部的红外对管计数传感器，所述红外对管计数传感器包括，相对设置的发射管5.1和接收管5.2，所述同轴测速转盘4底部位于发射管5.1和接收管5.2之间，同轴测速转盘4与两侧的发射管5.1和接收管5.2的间距为5mm-10mm，所述同轴测速转盘4上设有通孔4.1，所述通孔4.1的转动路径经过发射管5.1与接收管5.2的连线。所述瞬时转速及磁性测量装置包括，位于PVC材质的中空管段7的中空腔体7.1内的转动磁体系统，所述转动磁体系统包括磁体组8.1，所述磁体组8.1通过磁体外夹8.2固定并与转轴3端部连接，所述中空管段7外周绕有铜线圈7.2，组成所述铜线圈7.2的铜线为漆包铜线，所述漆包铜线直径为0.2mm，线圈匝数为500匝，缠绕宽度小于10mm，所述铜线圈7.2连接信号输出单元的交流电压表9.3，并通过信号输出单元的感应信号外接输出接头a9.4和感应信号外接输出接头b9.5连接双踪通用示波器。所述磁体组8.1以及磁体外夹8.2的延伸方向与转轴3延伸方向垂直，组成所述磁体组8.1的磁体之间，N-S极相对设置。

如图5所示，单刀双掷转换开关9.1控制的是红外对管计数传感器和霍尔计数传感器6输出信号的转换，当铡刀掷向左侧触头时，计数器接收红外传感器输出的脉冲信号数；当铡刀掷向右侧触头时，计数器接收霍尔计数传感器6输出的脉冲信号数；当铡刀开关断开时计数器不接收任何信号。每接收一次脉冲信号计数器显示数字累加1，代表马达旋转1圈。交流电压表9.3量程为10V，与铜线圈7.2两端相连，显示的是线圈感应交流电压的有效值。感应信号外接输出接头也与铜线圈7.2两端相连，用于外接示波器等信号检测装置。

图6中，每相邻两个完整波形波峰的平均间距代表该时刻马达旋转的周期，利用公式ω＝2π/T，可以计算出对应时刻的角速度；图中正弦波形的峰值代表输出感应信号的最大电动势εm，对应于线圈垂直切割磁感线时的输出电压。利用公式B＝εm/(nSω)可以计算出磁体组的表磁大小，求平均值可以获得每块磁体的平均表磁大小。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。