一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种检测系统，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统，采用非接触式测量且对轴进行直接测量，适用于高度转动的转速转矩检测。激光探头Ⅰ和激光探头Ⅱ的输出端都与整形电路模块的输入端相连。计数器Ⅰ的输入端与整形电路模块的输出端相连。与非门芯片的输入端与整形电路模块的输出端相连，与非门芯片的输出端上连接有计数器Ⅱ。计数器Ⅰ和计数器Ⅱ都与现场可编程门阵列相连通用串行总线的一端与现场可编程门阵列相连，通用串行总线的另一端与计算机相连。
【专利说明】
一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种检测系统，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统。【背景技术】
[0002]随着低功耗微电子技术的发展，各类转矩传感器被赋予了新的生命，其性能也越来越好，可测的精度与转速也越来越高。常用的转矩转速测量有弹性轴两端的信号激发齿轮与固定的磁电拾讯头组成的磁电型信号发生器。有弹性轴两端的光格盘与分别固定在光格盘两侧的光源和光电元件组成的透射式光电型信号发生器。有弹性轴两端的磁栅与固定的磁头组成的磁栅型信号发生器等。接触型信号发生器由于触点时开、时闭，工作频率低， 触点烧蚀、磨损严重，工作寿命较低。透射式光电型和磁电型信号发生器，由于光格盘和信号齿轮在加工及安装过程中，不可避免的要产生质量偏心，导致扭轴组件的临界转速降低， 只能在中低转速下运行。
【发明内容】
[0003]本实用新型主要解决的技术问题是:提供一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统，采用非接触式测量且对轴进行直接测量，适用于高度转动的转速转矩检测。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型涉及一种检测系统，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统，包括被测轴、激光探头1、激光探头n、整形电路模块、与非门芯片、计数器1、计数器n、现场可编程门阵列、定时器、存储器、通用串行总线和计算机，采用非接触式测量且对轴进行直接测量，适用于高度转动的转速转矩检测。[〇〇〇5]激光探头I和激光探头n的输出端都与整形电路模块的输入端相连，激光探头I和激光探头n用于发送和接收激光并识别被测轴的转动圈数并输出脉冲信号，整形电路模块用于对输入端脉冲信号进行滤波整形。计数器I的输入端与整形电路模块的输出端相连，计数器I用于脉冲计数。与非门芯片的输入端与整形电路模块的输出端相连，与非门芯片的输出端上连接有计数器n，与非门芯片用于选通计数器n，计数器n用于脉冲计数。计数器I 和计数器n都与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列用作脉冲信号的接收端并对脉冲信号进行预处理。定时器与现场可编程门阵列相连，定时器对测量周期的长度进行预定。 存储器与现场可编程门阵列相连，存储器用于数据和程序的存储并供现场可编程门阵列调取内部信息。通用串行总线的一端与现场可编程门阵列相连，通用串行总线的另一端与计算机相连，计算机用于数据的显示并对输入信号进行处理得出转速和转矩波形。
[0006]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统所述的通用串行总线为USB3.0。
[0007]本实用新型一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统的有益效果为:
[0008]a.采用非接触式测量，测量精度高；
[0009]b.无磨损；
[0010]C.适用于高速测量。【附图说明】
[0011]图1为本实用新型一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统的结构示意图。【具体实施方式】
[0012]在图1中，本实用新型涉及一种检测系统，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统，包括被测轴、激光探头1、激光探头n、整形电路模块、与非门芯片、计数器1、计数器n、现场可编程门阵列、定时器、存储器、通用串行总线和计算机，采用非接触式测量且对轴进行直接测量，适用于高度转动的转速转矩检测。[〇〇13]激光探头I和激光探头n的输出端都与整形电路模块的输入端相连，激光探头I和激光探头n用于发送和接收激光并识别被测轴的转动圈数并输出脉冲信号，整形电路模块用于对输入端脉冲信号进行滤波整形。在被测轴的两端对称位置喷涂二个由反光材料组成的形状相同的反光条纹，由于激光探头I和激光探头n自带平行光源和光电接受器件，在被测轴转动时，激光探头I和激光探头n的光源照射到反光条纹上并接受反射光而产生电脉冲信号。被测轴每转一周，计数器I接收两个脉冲信号，相位相差180°，经电路整形模块进行电路转换和电压比较器整形后得到脉冲方波系列，送入计数器I进行计数，之后计数信号送入现场可编程门阵列进行转速判断。
[0014]计数器I的输入端与整形电路模块的输出端相连，计数器I用于脉冲计数。与非门芯片的输入端与整形电路模块的输出端相连，与非门芯片的输出端上连接有计数器n，与非门芯片用于选通计数器n，计数器n用于脉冲计数。在被测轴空载时，被测轴扭转角为零，两列脉冲间无相位差，与非门芯片的与门是关闭的，计数器n没有输入信号，测量系统载荷输出为零。当被测轴传递载荷时，产生扭转角巾，两列脉冲间产生相位差为9,与门打开并和高频脉冲序列相与，送入计数器n，经数据处理系统输出转矩的数值。[〇〇15]计数器I和计数器n都与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列用作脉冲信号的接收端并对脉冲信号进行预处理。定时器与现场可编程门阵列相连，定时器对测量周期的长度进行预定。在转速测量中，定时器定的一个时间周期内的脉冲个数的一半即为转速。
[0016]存储器与现场可编程门阵列相连，存储器用于数据和程序的存储并供现场可编程门阵列调取内部信息。通用串行总线的一端与现场可编程门阵列相连，通用串行总线的另一端与计算机相连，计算机用于数据的显示并对输入信号进行处理得出转速和转矩波形。 通用串行总线为USB3.0,满足高速脉冲数据的实时同步传输。
[0017]当然上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统，包括被测轴、激光探头1、激光探 头n、整形电路模块、与非门芯片、计数器1、计数器n、现场可编程门阵列、定时器、存储器、 通用串行总线和计算机，其特征在于:激光探头I和激光探头n的输出端都与整形电路模块 的输入端相连，激光探头I和激光探头n用于发送和接收激光并识别被测轴的转动圈数并 输出脉冲信号，整形电路模块用于对输入端脉冲信号进行滤波整形;计数器I的输入端与整 形电路模块的输出端相连，计数器I用于脉冲计数;与非门芯片的输入端与整形电路模块的 输出端相连，与非门芯片的输出端上连接有计数器n，与非门芯片用于选通计数器n，计数 器n用于脉冲计数;计数器I和计数器n都与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列用 作脉冲信号的接收端并对脉冲信号进行预处理;定时器与现场可编程门阵列相连，定时器 对测量周期的长度进行预定;存储器与现场可编程门阵列相连，存储器用于数据和程序的 存储并供现场可编程门阵列调取内部信息；通用串行总线的一端与现场可编程门阵列相 连，通用串行总线的另一端与计算机相连，计算机用于数据的显示并对输入信号进行处理 得出转速和转矩波形。2.根据权利要求1所述的一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统，其特征在 于:所述通用串行总线为USB3.〇。
【文档编号】G01D21/02GK205593564SQ201620374476
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】赵石磊, 申作林, 刘鑫
【申请人】哈尔滨理工大学