专利名称：实时两轴转角差检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测仪器，尤其是一种用于检测两轴转角差的检测仪。
背景技术：
需要两轴转速相同，可通过机械同步机构控制其转速，但经过机械同步机构控制的两轴转速是否完全相同或在误差范围内，需通过测量才能确定，但目前市场上并没用专门用于实时测量两轴转速差的测量仪器，仅能通过转速测量仪测量完一转轴的转速，后再用同一转速测量仪测量测另一转轴的转速，通过两次测量的数值比较两轴转速是否相同或在误差范围内，这种测量方法存在一定的局限性，两轴转速不在同一时刻测量，极易因不同时刻驱动两转轴的驱动装置的功率变化或外界因素影响测量，测量出来的数据往往不能真 实准确的反应两轴转速是否相同或在误差范围内。若在同一时刻采用两个转速测量仪同时测量两轴转速，也会因不同的转速测量仪之间的误差影响测量精度。另外上述两种测量方法测量完后均要通过人工计算才能得出差值。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种可测量出同一时刻两轴转角差、测量精度高、使用方便的实时两轴转角差检测仪。本实用新型为实现上述目的采用的技术方案是一种实时两轴转角差检测仪，该检测仪包括编码器、D触发器、与非门、二进制计数器、双稳态锁存器、二进制加法器、二进制-BCD代码转换器、译码器及数码管，所述编码器包括与机械机构I输出轴直连的编码器
I及与机械机构II输出轴直连的编码器II，所述D触发器包括与编码器I输出端连接的D触发器I及与编码器II输出端连接的D触发器II，所述与非门包括与非门I、与非门II、与非门III、与非门IV，与非门I、与非门II的输入端分别与编码器I、D触发器I的输出端连接，与非门III、与非门IV的输入端分别与编码器II、D触发器II的输出端连接，所述二进制计数器包括二进制计数器I及二进制计数器II，二进制计数器I的输入端和与非门I、与非门II的输出端连接，二进制计数器II的输入端和与非门III、与非门IV的输出端连接，双稳态锁存器包括与二进制计数器I的输出端连接的双稳态锁存器I及与二进制计数器II的输出端连接的双稳态锁存器II，双稳态锁存器I、双稳态锁存器II的输出端分别与二进制加法器的两组输入端连接，二进制加法器的输出端与二进制-B⑶代码转换器的输入端连接，译码器包括译码器I和译码器II，数码管包括数码管I和数码管II，译码器I的输入端分别与二进制加法器的输出端及二进制-BCD代码转换器的输出端连接，译码器I的输出端与数码管I连接，译码器II的输入端与二进制-BCD代码转换器的输出端连接，译码器II的输出端与数码管II连接。本实用新型的进一步技术方案是在所述二进制计数器I和二进制计数器II之间设置有用于清零的开关I，开关I的第一端分别与二进制计数器I、二进制计数器II连接，开关I的第二端接电源或接地。[0006]本实用新型的再进一步技术方案是在所述双稳态锁存器I和双稳态锁存器II之间设置有用于锁存某一时刻数据的开关II，开关II第一端分别与双稳态锁存器I、双稳态锁存器II连接，开关II的第二端接电源或接地。由于采用上述结构，本实用新型之实时两轴转角差检测仪具有以下有益效果I、可测量出同一时刻两轴转角差、测量精度高本实用新型之实时两轴转角差检测仪的编码器I、编码器II分别采集机械机构I输出轴和与机械机构II输出轴的转角信号，将转角信号转为脉冲信号后经过D触发器
III、与非门I IIIIIIV、二进制计数器I II、双稳态锁存器I II，通过二进制加法器进行减法运算(减数取反加I就可以把减法运算变为加法运算)，得到脉冲数的差额，通过二进制-BCD代码转换器及译码器用数码管显示脉冲数的差额(再根据编码器的每转脉冲数可算出两轴转角差)，可由同一仪器测量出同一时刻两轴转角差，克服背景技术存在的缺陷， 有效提闻测量精度闻。2、结构简单、使用方便本实用新型之实时两轴转角差检测仪由编码器、D触发器、与非门、二进制计数器、双稳态锁存器、二进制加法器、二进制-BCD代码转换器、译码器及数码管等通用元器件连接形成，整体结构简单、成本低，采用同一台仪器即可测量同一时刻两轴转角差，无需多次测量，使用起来非常方便。
以下结合附图和实施例对本实用新型实时两轴转角差检测仪作进一步说明。
图I是本实用新型实时两轴转角差检测仪电路原理图。主要元件标号说明I一编码器I、2—机械机构I、3—机械机构II、4一编码器II、5— D触发器I、6— D触发器11、7—与非门I、8—与非门II、9一与非门111、10—与非门IV、
II一二进制计数器I、12—二进制计数器II、13—双稳态锁存器I、14一双稳态锁存器II、15—二进制加法器、16—二进制-B⑶代码转换器、17—译码器I、18—译码器II、19一数码管I、20—数码管II、Kl一开关I、K2—开关II。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型实时两轴转角差检测仪(下面简称“检测仪”)，该检测仪包括编码器、D触发器、与非门、二进制计数器、双稳态锁存器、二进制加法器15、二进制-BCD代码转换器16、译码器及数码管。所述编码器包括与机械机构I 2输出轴直连的编码器I I及与机械机构II 3输出轴直连的编码器II 4。所述D触发器包括与编码器I I输出端连接的D触发器I 5及与编码器II 4输出端连接的D触发器II 6，编码器I I的输出端分别与D触发器I 5的输入端及控制端连接，编码器II 4的输出端分别与D触发器II 6的输入端及控制端连接。所述与非门包括与非门I 7、与非门II 8、与非门III 9、与非门IV 10,与非门I 7、与非门II 8的输入端分别与编码器I 1、D触发器I 5的输出端连接，与非门III 9、与非门IV 10的输入端分别与编码器II 4、D触发器II 6的输出端连接。每个D触发器和两个对应连接的与非门构成鉴相电路，用来判断正反转。其中，与非门I 7、与非门II 8、与非门III 9、与非门IV 10均设有两个输入接脚，与非门I 7、与非门II 8的其中一输入接脚与编码器I I的A相接脚连接，与非门I 7、与非门II 8的另一输入接脚与D触发器I 5的输出接脚连接，与非门III 9、与非门IV 10的其中一输入接脚与编码器II 4的A相接脚连接，与非门III 9、与非门IV 10的另一输入接脚与D触发器II 6的输出接脚连接。所述二进制计数器包括二进制计数器I 11及二进制计数器II 12，二进制计数器I 11的输入端和与非门I 7、与非门II 8的输出端连接，二进制计数器II 12的输入端和与非门III 9、与非门IV 10的输出端连接，在所述二进制计数器I 11和二进制计数器II 12之间设置有用于清零的开关I K1，开关I Kl的第一端分别与二进制计数器I 11、二进制计数器II 12的LD接脚连接，开关I Kl的第一端还连接电阻后接地，开关I Kl的第二端接电源(5V直流电)或接地。二进制计数器I 11和二进制计数器II 12的A、B、C、D均接地。所述双稳态锁存器包括与二进制计数器I 11的输出端连接的双稳态锁存器I 13及与二进制计数器II 12的输出端连接的双稳态锁存器II 14，双稳态锁存器I 13、双稳态锁
存器II 14的输出端分别与二进制加法器15的两组输入端连接。在所述双稳态锁存器I 13和双稳态锁存器II 14之间设置有用于锁存某一时刻数据的开关II K2，开关II K2第一端分别与双稳态锁存器I 13、双稳态锁存器II 14的C接脚连接，开关IIK2的第一端还连接电阻后接地，开关II K2的第二端接电源(5V直流电)或接地。所述二进制加法器15的输出端与二进制-B⑶代码转换器16的输入端连接。译码器包括译码器I 17和译码器II 18，数码管包括数码管I 19和数码管II 20。译码器I 17的输入端分别与二进制加法器15的输出端及二进制-BCD代码转换器16的输出端连接，其中，译码器I 17输入端的A接脚与二进制加法器15输出端的Σ I接脚连接，译码器I 17输入端的B、C、D接脚分别与二进制-B⑶代码转换器16输出端的Yl、Y2、Y3接脚连接，译码器I 17的输出端与数码管I 19连接。译码器II 18的输入端与二进制-B⑶代码转换器16的输出端的Y4、Y5接脚连接，译码器II 18的C、D接脚接地，译码器II 18的输出端与数码管II 20连接。在所述译码器I 17与数码管I 19之间及译码器II 18与数码管II 20之间分别设有电阻。工作时，机械机构I 2输出轴与机械机构II 3输出轴在驱动装置的带动下转动，编码器I I直连在机械机构I 2输出轴上，编码器II 4直连在机械机构II 3输出轴上，用编码器I II可以检测出对应旋转轴的转角，如果两轴的转角不一样则编码器I II发出的脉冲数不一样，编码器I II的脉冲数的差反映两轴转角差的大小。编码器I I、编码器II 4分别采集转角信号，并将转角信号转化为脉冲信号，两侧的脉冲信号分别通过各自对应的D触发器、与非门后进入二进制计数器I 11、二进制计数器II 12，再分别由二进制计数器I 11、二进制计数器II 12进入双稳态锁存器I 13、双稳态锁存器II 14，双稳态锁存器I 13、双稳态锁存器II 14再将数据输入二进制加法器15进行计算(二进制数的减法运算减数取反加I就可以把减法运算变为加法运算，所以用二进制加法器)，算出编码器I I、编码器II 4输出的脉冲数的差额，经二进制-B⑶代码转换器16及译码器I 17、译码器II 18后将脉冲数的差额显示在数码管I 19和数码管II 20上。需要清零二进制计数器内部数据只要按下开关I Kl即可，需要显示某一时刻的脉冲数的差额，即在某一时刻按开关II K2，该时刻的脉冲数的差额即会显示在数码管上。由脉冲数的差额即可算出机械机构I 2输出轴转角NI与机械机构II 3输出轴转角N2的差。[0022]若增加四倍频电路可提高检测精度，本实施例可测量的最大转角差是4位二进制数，即最大转角差是15个脉冲数，如果要显示转角差大于15个脉冲数，则要增加相应芯片，如二进制计数器、双稳态锁存器、二进制加法器、二进制-BCD代码转换器、译码器及数码管。作为本实用新型的变换形式，二进制计数器、双稳态锁存器、二进制加法器、二进制-BCD代码转换器、译码器及数码管并不限于上述实施例所列举的数量，上述实施例列举的形式仅为本实用新型的一个最小单元，如果要显示转角差大于15个脉冲数，只要增加相 应芯片，如二进制计数器、双稳态锁存器、二进制加法器、二进制-B⑶代码转换器、译码器及数码管的数量即可，只要在本实用新型的范围内所做的变换均属于本实用新型的范畴。
权利要求1.一种实时两轴转角差检测仪，其特征在于，该检测仪包括编码器、D触发器、与非门、二进制计数器、双稳态锁存器、二进制加法器、二进制-BCD代码转换器、译码器及数码管，所述编码器包括与机械机构I输出轴直连的编码器I及与机械机构II输出轴直连的编码器II，所述D触发器包括与编码器I输出端连接的D触发器I及与编码器II输出端连接的D触发器II，所述与非门包括与非门I、与非门II、与非门III、与非门IV，与非门I、与非门II的输入端分别与编码器I、D触发器I的输出端连接，与非门III、与非门IV的输入端分别与编码器II、D触发器II的输出端连接，所述二进制计数器包括二进制计数器I及二进制计数器II，二进制计数器I的输入端和与非门I、与非门II的输出端连接，二进制计数器II的输入端和与非门III、与非门IV的输出端连接，双稳态锁存器包括与二进制计数器I的输出端连接的双稳态锁存器I及与二进制计数器II的输出端连接的双稳态锁存器II，双稳态锁存器I、双稳态锁存器II的输出端分别与二进制加法器的两组输入端连接，二进制加法器的输出端与二进制-BCD代码转换器的输入端连接，译码器包括译码器I和译码器II，数码管包括数码管I和数码管II，译码器I的输入端分别与二进制加法器的输出端及二进制-BCD代码转换器的输出端连接，译码器I的输出端与数码管I连接，译码器II的输入端与二进制-BCD代码转换器的输出端连接，译码器II的输出端与数码管II连接。
2.如权利要求I所述的实时两轴转角差检测仪，其特征在于，在所述二进制计数器I和二进制计数器II之间设置有用于清零的开关I，开关I的第一端分别与二进制计数器I、二进制计数器II连接，开关I的第二端接电源或接地。
3.如权利要求I所述的实时两轴转角差检测仪，其特征在于，在所述双稳态锁存器I和双稳态锁存器II之间设置有用于锁存某一时刻数据的开关II，开关II第一端分别与双稳态锁存器I、双稳态锁存器II连接，开关II的第二端接电源或接地。
专利摘要本实用新型实时两轴转角差检测仪，涉及一种检测装置，该检测仪包括编码器、D触发器、与非门、二进制计数器、双稳态锁存器、二进制加法器、二进制-BCD代码转换器、译码器及数码管，编码器包括与机械机构Ⅰ输出轴直连的编码器Ⅰ及与机械机构Ⅱ输出轴直连的编码器Ⅱ，编码器Ⅰ、编码器Ⅱ分别采集机械机构Ⅰ输出轴和与机械机构Ⅱ输出轴的转角信号，并将转角信号转换为电信号后经过D触发器Ⅰ、D触发器Ⅱ、与非门Ⅰ、与非门Ⅱ、与非门Ⅲ、与非门Ⅳ、二进制计数器Ⅰ、二进制计数器Ⅱ、双稳态锁存器Ⅰ、双稳态锁存器Ⅱ，通过二进制加法器进行运算得到脉冲数的差额，通过二进制-BCD代码转换器及译码器用数码管显示脉冲数的差额，可由同一仪器测量出同一时刻两轴转角差，克服现有技术存在的缺陷，有效提高测量精度高。
文档编号G01B21/22GK202661062SQ201220236169
公开日2013年1月9日 申请日期2012年5月24日 优先权日2012年5月24日
发明者黄应勇, 钟俏灵, 曾林, 邓海英 申请人:柳州职业技术学院