专利名称:微机化旋转类机械转速测试仪的制作方法
本实用新型属于测试旋转机械转动速度的电子测试仪表。
机械转速电子测试仪表是测试某些机械旋转体转动速度即每分钟转数的仪表。分模拟式和数字式两种。数字式转速测试仪一般由转角——脉冲转换部分和数字计数、显示两部分组成。现有的技术是采用一定方式把转角——脉冲转换器与机械旋转体联接在一起，使其与旋转体同步转动。转角——脉冲转换器每旋转一圈，便产生相应的电脉冲信号。数字计数、显示部分记录所产生的电脉冲个数，经适当换算处理后，所显示的数字即代表旋转体的转速。通常的转角——脉冲转换方式有磁电式、霍尔元件式、高频振盪式、静电容量式、光电式等方式。数字计数、显示部分通常包括脉冲放大、整形、计数电路和数码显示电路等。在工程、生产、实验等领域中，按照上述技术制成了各种旋转类机械转速测试仪，用以测试各种转动机械如车辆、机床、电机等的转速。这些测试仪表在转换效率、测试精度、环境温度要求、小型化、安装固定等方面，还需要革新技术。
本实用新型旨在采用先进的无接触红外传感方式和微机技术，对被测信号采用实时跟踪处理计数方式，以替代一般的旋转机械转速测试仪表。本测试仪与各种旋转类机械设备配套，既可作实时钟，准确显示时间，又可显示转动机械每分钟转数。
红外线分辨率高，比可见光更能适应天气影响，在大气中散射较少，无论在白天、黑夜，都能准确接收。近年来，在军事、工农业生产、医学、科研等方面得到了广泛的应用。本实用新型的转角——脉冲转换部分由小功率红外线辐射源、红外线探测器及开有圆孔或缺口的挡光盘组成。数字计数、显示部分则主要由Z80CPU、CTC、1K的RAM和2K的EPROM、六只八段数码显示器组成。全部程序及数据都固化在2KEPROM中，开机后，在CPU统一管理下，按程序自动地取信号、转换、计数、显示、自检、计时。由外部按钮开关控制显示实时时间或旋转机械每分钟的转数。
开有圆孔或缺口的挡光盘固定在被测旋转体上，随被测旋转体一起转动。红外线辐射源及探测器位于挡光盘的两侧。当挡光盘上的圆孔或缺口与辐射源、探测器处于一条直线位置时，探测器检测到红外辐射信号。机械旋转体每旋转一周，红外探测器就有一次接收红外辐射的机会，即表示旋转体转动一周。
旋转体在正常旋转时，也往往有振动，从而产生抖动信号，引进干扰，造成测试误差。本实用新型对转速的计数采用微机实时跟踪处理方式。具体处理过程是在CPU统一指挥下，通过CTC和查询窗口实现的。CTC的一个通道接收端一旦接收到转速脉冲，即向CPU申请中断，CPU接收申请，复位此通道，同时从数据存放区取出前一次转动的周期时间数据，除以一个常数，形成屏蔽时间。初时化CTC屏蔽通道，按此时时间定时，只要选择的屏蔽时间大于红外辐射穿过挡光盘上的圆孔或缺口的时间，则由于机械抖动而产生的误动信号决不能进入CTC计数通道。直至屏蔽定时到预定的时间后，屏蔽通道向CPU申请中断。CPU接收中断，通过查询窗口，查询转速信号输入端，证实本次转速信号确已结束，则转速计数增1。如果查询到本次转速信号还未消失，则一直屏蔽通道。挡光盘上圆孔或缺口的直径越小，屏蔽时间的范围则越大。由于计数是在屏蔽定时完成之后进行的，因此可以彻底解决由于机械振动而造成的计数错误。
本实用新型CPU时钟，通过晶振产生。根据跟踪速度、精确度要求及测试转速的范围，可以选择适当的晶体振盪频率及相应工作频率的Z80CPU芯片。
测试结果用每分钟累计转数表示，因此分信号或称时标信号是测试转速的基准。本实用新型直接选用CTC计时器分信号，保证测试精度。
计时是本测试仪的另一重要功能。实时钟秒信号，直接用晶振通过CTC定时，按整倍数产生。由于晶振的稳定度在10－7以上，所以计时精度高。
附图是微机化旋转类机械转速测试仪原理框图。
图中，1是小功率半导体红外辐射源；2是小功率半导体红外探测器；3是开有圆孔或缺口13的挡光盘，挡光盘随机械旋转体同步转动，红外探测器接收到辐射信号，呈现低阻，选取适当的电阻阻值，例如30KΩ，形成负脉冲转速信号；4是脉冲整形电路；5是查询窗口，比如，可以选用三态输出八缓冲器74LS244。查询窗口和CTC的一个通道同时接收负脉冲转速信号；6是本仪表CPU时钟发生器电路；7是本仪表译码及控制电路；10、8分别是数码显示数据锁存器及驱动器；11、9分别是数码显示位控锁存器及驱动器；18是六只八段数码显示器，分别显示时、分、秒或每分钟转数，从每分钟1转至999999转；12是本实用新型的地址、数据、控制总线；14是开关，分别控制计时或转速测试，仪表计时的同时还产生自校信号；15是开关，分别控制仪表自测或自校。自检功能简化了仪表制作、调试过程，给使用、维修带来方便；16、17是实时钟调时、调分校准按钮，每按动一次，则时或分增1。
本实用新型由于采用微计算机芯片及其特有的实时跟踪处理计数方式，结构简单、操作方便、性能稳定、测试可靠、所用元件少、成本低、重量轻、耗电少。通过测试各种机动车、拖拉机、坦克、飞机、船只、机床等转动设备的转速，可及时了解发动机的工作状况，同时还可使操作人员掌握准确的实时时间，因此用途广泛。
权利要求
1.一种旋转类机械转速测试仪，由转角-脉冲转换和数字计数、显示两部分组成，其特征在于转角-脉冲转换部分采用无接触红外传感器，数字计数、显示部分主要由Z80CPU、CTC、EPROM、RAM、数码显示器组成。
2.按照权利要求
1.所述的旋转类机械转速测试仪，其特征在于采用了半导体红外辐射源、红外探测器的无接触红外传感器。
3.按照权利要求
1.所述的旋转类机械转速测试仪，其特征在于通过CTC和查询窗口，对被测转速信号采用微机实时跟踪处理计数方式。
4.按照权利要求
1.所述的旋转类机械转速测试仪，其特征在于通过一个开关的两个位置，可分别控制显示实时时间或转速。
专利摘要
本实用新型是测试机械转动速度的微机化测试仪表。由Z80CPU、CTG、EPROM、RAM及少量数字元件组成。配以无接触红外传感元件，可测试转动机械每分钟转数，还可作实时钟。由于对转速信号采用微机实时跟踪处理计数方式，测试精度高。仪表体积小、重量轻、成本低、耗电少，特别适合与转动类机械设备配套，测试转速，掌握各种电机的工作状况，有广泛的用途。
文档编号G01P3/36GK86204294SQ86204294
公开日1987年5月27日 申请日期1986年6月21日
发明者俞道法 申请人:俞道法导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan