便携式动平衡测试仪及使用它的动平衡测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种便携式动平衡测试仪，其包括：便携式电脑，其包括命令输入单元和中央处理单元，该命令输入单元与中央处理单元电连接，用于向中央处理单元输入控制命令，中央处理单元用于数据处理；测量电路单元，其与中央处理单元电连接；至少一个加速度传感器，其与测量电路单元可拆卸连接，用于测量目标物的振动量；至少一个转速计，其与测量电路单元可拆卸连接，用于测量目标物的转子转速。本发明另外还提供了一种使用该便携式动平衡测试仪的动平衡测试方法。本测试仪具有体积小、便于携带、性能稳定的优点，该方法则使得本动平衡测试仪的测试精度更高。
【专利说明】便携式动平衡测试仪及使用它的动平衡测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及动平衡测试【技术领域】，特别涉及一种便携式动平衡测试仪及使用它的动平衡测试方法。
【背景技术】
[0002]传统的动平衡测试仪都是对未组装到设备上或者从设备上拆除下来的转子进行测量，由于都需要进行批量的测试，测试仪一般都较为大型，固定在一个地方，不会经常移动。但是，对于不需要批量测试的或者不便于拆卸下来的转子，这种传统的设备就无法进行测试或者说很难进行测试。另外，传统的动平衡测试仪在测试精度和性能上往往都存在着一些问题，使其不能很好地满足用户的需要。
[0003]为了能够直接对设备上的转子进行测试，亟需要一种体积较小、便于移动和携带的动平衡测试仪，但是在体积变小的同时，还需要对其测试精度和性能进行提高，来满足用户更高的使用需求。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对上述问题，提供一种可以体积小、便于携带、性能稳定的便携式动平衡测试仪，另外还提供了一种使用该便携式动平衡测试仪的动平衡测试方法，该方法使得本便携式动平衡测试仪的测试精度更高。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供了以下技术方案:便携式动平衡测试仪，其包括: 便携式电脑，其包括命令输入单元和中央处理单元，该命令输入单元与该中央处理单元电连接，用于向该中央处理单元输入控制命令，该中央处理单元用于对各部件进行控制；
测量电路单元，其与上述的中央处理单元电连接；
至少一个加速度传感器，其与上述的测量电路单元可拆卸连接，用于测量目标物的振动量;
至少一个转速计，其与上述的测量电路单元可拆卸连接，用于测量目标物的转子转速。
[0006]进一步地，上述的命令输入单元为一输入键盘，上述的便携式电脑还包括显示单元，其与上述的中央处理单元电连接，用于显示该中央处理单元的处理结果。
[0007]可选地，上述的命令输入单元为一交互式界面，其还用于显示上述中央处理单元的处理结果。
[0008]进一步地,上述的便携式动平衡测试仪还包括计时单元,其与上述的转速计电连接，用于对转子的转动时间进行测定。
[0009]进一步地，上述的加速度传感器通过通讯线与上述的测量电路单元可拆卸连接，该转速计通过通讯线与测量电路单元可拆卸连接。
[0010]再进一步地，上述的通讯线通过雷莫头与上述的测量电路单元电连接。
[0011]更进一步地，上述的用于加速度传感器的雷莫头的针脚数不同于用于转速计的雷莫头的针脚数。
[0012]再进一步地，上述的加速度传感器包括用于接触目标物的强力磁铁，该强力磁铁与上述的通讯线可拆卸连接；上述的转速计包括用于靠近目标物进行感应的红外线感应器，该红外线感应器与上述的通讯线可拆卸连接。
[0013]更进一步地，上述的可拆卸连接为螺接和/或卡接。
[0014]使用便携式动平衡测试仪的动平衡测试方法，其包括以下步骤:
1)将加速度感应器接触目标物中与其转子相对于的不动体上，同时将转速计靠近转子的零位；
2)启动目标物，转子开始转动，加速度感应器测得转子在不动体中的振动量即转子的离心力，转速计通过感应测得转子的转速；
3)加速度感应器和转速计分别将离心力数据和转速数据传送到测量电路单元，测量电路单元转换成相应的电信号输入至中央处理单元；
4)中央处理单元根据测得的离心力数据和转速数据再通过既定的程序对转子的不平衡质量和不平衡位置进行测算。
[0015]上述的既定的程序包括计算不平衡质量的公式和计算偏心角度的方法；所述计算不平衡质量的公式包括:1) F=mr ω 2=Me ω2, 2) mr=Me, 3) G=eX ω，其中，F为离心力，m为不平衡质量，r为目标物的转子半径，ω为目标物的转子转速，M为目标物的转子自重，e为偏心距，G为平衡等级；所述计算偏心角度的方法包括:将测得的目标物的转子转速通过中央处理器转换成转动每圈所需要的时间，然后转成转动每一度所需要的时间，然后用转子实际转动的时间来除以所述转动每一度所需要的时间获得转子的转动角度，最后根据转动角度再通过转子的零位来确定出现不平衡的位置。
[0016]采用以上技术方案的有益效果在于:
1)本发明的便携式动平衡测试仪包括了便携式电脑、测量电路
板、以及与该测量电路单元可拆卸连接的至少一个加速度传感器和至少一个转速计，从上述技术特征可以看到，用于测量的加速度传感器和转速计均与测量电路单元拆卸连接，拆下后便于收纳，体积小，可以与便携式电脑和测量电路单元一起放入箱子等物件中，便于使用者携带至任何地方，该便携式电脑还包括命令输入单元和中央处理单元，利用加速度传感器和转速计来直接接触或者靠近目标物来对目标物转子的振动量即离心力和转速进行测量，然后通过测量电路单元转换成电信号并传输至中央处理单元进行数据的计算和处理，可以看到，本发明的便携式动平衡测试仪在取得上述的便携性的同时还同样保证测量的稳定性；
2)本发明的动平衡测试方法使用了既定的用于动平衡测试的算法和方法，计算不平衡质量的公式包括:I) F=mr ω 2=Me ω2, 2) mr=Me, 3) G=eX ω，其中，F为离心力，m为不平衡质量，r为目标物的转子半径，ω为目标物的转子转速，M为目标物的转子自重，e为偏心距，G为平衡等级；计算偏心角度的方法包括:将测得的目标物的转子转速通过中央处理器转换成转动每圈所需要的时间，然后转成转动每一度所需要的时间，然后用转子实际转动的时间来除以所述转动每一度所需要的时间获得转子的转动角度，最后根据转动角度再通过转子的零位来确定出现不平衡的位置，本发明的方法与现有技术相比，其动平衡测试精度更闻。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明的便携式动平衡测试仪在实施例1中的结构框图。
[0018]图2是本发明的便携式动平衡测试仪在实施例2中的结构框图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
[0020]实施例1
如图1所示，本实施例中的便携式动平衡测试仪包括:便携式电脑，该便携式电脑包括命令输入单元和中央处理单元，该命令输入单元与该中央处理单元电连接，用于向该中央处理单元输入控制命令，如启动、停止等命令，该中央处理单元则用于对各部件进行控制，该便携式电脑还应该包括外壳、供电电源等必要部件；测量电路单元，其与中央处理单元电连接，测量电路单元可以设置于外部也可以集成于便携式电脑内；两个加速度传感器，其与测量电路单元可拆卸连接，用于测量目标物的振动量，以获得离心力；一个转速计，其同样与测量电路单元可拆卸连接，用于测量目标物的转子转速。加速度传感器和转速计应该是分别与测量电路单元的数据接入口连接来进行测量数据的输入，它们的数量应该根据目标物的数量及大小来确定，如目标物的数量为一个则需要配备至少一个转速计，以此类推，如目标物的厚度较薄，则只需要配备一个加速度传感器即可，如较厚则需要配备至少两个加速度传感器，来对目标物转子的两端面分别进行测量。
[0021]上述的命令输入单元为一输入键盘，通过键盘的操作来进行命令的输入，另外，本实施例中，本便携式电脑还包括显示单元，其与中央处理单元电连接，用于显示中央处理单元的处理结果，也包括处理过程的显示。
[0022]上述的便携式动平衡测试仪还包括计时单元，其与转速计电连接，用于对转子的转动时间进行测定。计时单元是通过转速计的启动来同时启动自身来开始计时的，其与转速计是同步工作的，计时单元可以设置于外部也可以集成于便携式电脑内。
[0023]本实施例中，上述的加速度传感器具体是通过通讯线与测量电路单元可拆卸连接的，转速计也是通过通讯线与测量电路单元可拆卸连接的。
[0024]而这些通讯线又是通过雷莫头与测量电路单元电连接。通讯线的端部接入在雷莫头上，再通过雷莫头接入到测量电路单元的数据接入口上。雷莫头可以使得测量数据的传输更为迅速和精准。
[0025]另外，用于加速度传感器的雷莫头的针脚数还是不同于用于转速计的雷莫头的针脚数的，这一设计的目的也是为了起到一个防呆的作用，可以防止作业人员因为插错线而导致的设备出错。当然针对不同的针脚数，测量电路单元上的数据接入口也是需要进行相应的针孔的配备。
[0026]上述的加速度传感器包括用于接触目标物的强力磁铁，该强力磁铁与通讯线可拆卸连接，连接方式可以为螺接或者卡接，便于与通讯线之间快速的拆卸。
[0027]转速计包括用于靠近目标物进行感应的红外线感应器，该红外线感应器与上述的通讯线可拆卸连接，连接方式同样可以为螺接或者卡接，同样便于与通讯线之间快速的拆卸。
[0028]本实施例中使用上述便携式动平衡测试仪的动平衡测试方法包括以下步骤:
1)将加速度感应器接触目标物中与其转子相对于的不动体上，同时将转速计靠近转子的零位；
2)启动目标物，转子开始转动，加速度感应器测得转子在不动体中的振动量即转子的离心力，转速计通过感应测得转子的转速；
3)加速度感应器和转速计分别将离心力数据和转速数据传送到测量电路单元，测量电路单元转换成相应的电信号输入至中央处理单元；
4)中央处理单元根据测得的离心力数据和转速数据再通过既定的程序对转子的不平衡质量和不平衡位置进行测算。
[0029]上述的既定的程序包括计算不平衡质量的公式和计算偏心角度的方法；所述计算不平衡质量的公式包括:1) F=mr ω 2=Me ω2, 2) mr=Me, 3) G=eX ω，其中，F为离心力，m为不平衡质量，r为目标物的转子半径，ω为目标物的转子转速，M为目标物的转子自重，e为偏心距，G为平衡等级；所述计算偏心角度的方法包括:将测得的目标物的转子转速通过中央处理器转换成转动每圈所需要的时间，然后转成转动每一度所需要的时间，然后用转子实际转动的时间来除以所述转动每一度所需要的时间获得转子的转动角度，最后根据转动角度再通过转子的零位来确定出现不平衡的位置。
[0030]实施例2
其他与实施例1所述的内容相同，不同之处在于:如图2所示，上述的命令输入单元为一交互式界面，其还用于显示中央处理单元的处理结果。即无需设置命令输入单元，交互式界面可以完成命令输入和显示两种功能。
[0031]下面介绍本发明的工作过程:
将加速度感应器接触目标物中与其转子相对于的不动体上，同时将转速计靠近转子的零位；然后，启动目标物，转子开始转动，加速度感应器测得转子在不动体中的振动量即转子的离心力，转速计通过感应测得转子的转速；然后，加速度感应器和转速计分别将离心力数据和转速数据传送到测量电路单元，测量电路单元转换成相应的电信号输入至中央处理单元；最后，中央处理单元根据测得的离心力数据和转速数据再通过既定的程序对转子的不平衡质量和不平衡位置进行测算。
[0032]上述实施例所取得的有益效果在于:
1)本发明的便携式动平衡测试仪包括了便携式电脑、测量电路
板、以及与该测量电路单元可拆卸连接的至少一个加速度传感器和至少一个转速计，从上述技术特征可以看到，用于测量的加速度传感器和转速计均与测量电路单元拆卸连接，拆下后便于收纳，体积小，可以与便携式电脑和测量电路单元一起放入箱子等物件中，便于使用者携带至任何地方，该便携式电脑还包括命令输入单元和中央处理单元，利用加速度传感器和转速计来直接接触或者靠近目标物来对目标物转子的振动量即离心力和转速进行测量，然后通过测量电路单元转换成电信号并传输至中央处理单元进行数据的计算和处理，可以看到，本发明的便携式动平衡测试仪在取得上述的便携性的同时还同样保证测量的稳定性；
2)本发明的动平衡测试方法使用了既定的用于动平衡测试的算法和方法，计算不平衡质量的公式包括:1) F=mr ω 2=Me ω2, 2) mr=Me, 3) G=eX ω ,其中，F为离心力，m为不平衡质量，r为目标物的转子半径，ω为目标物的转子转速，M为目标物的转子自重，e为偏心距，G为平衡等级；计算偏心角度的方法包括:将测得的目标物的转子转速通过中央处理器转换成转动每圈所需要的时间，然后转成转动每一度所需要的时间，然后用转子实际转动的时间来除以所述转动每一度所需要的时间获得转子的转动角度，最后根据转动角度再通过转子的零位来确定出现不平衡的位置，本发明的方法与现有技术相比，其动平衡测试精度更闻。
[0033]本发明其他未提及的内容皆为现有技术中可以得知的，因此在此不再赘述。
[0034]以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和该进，这些都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.便携式动平衡测试仪，其特征在于:包括: 便携式电脑，其包括命令输入单元和中央处理单元，所述命令输入 单元与所述中央处理单元电连接，用于向所述中央处理单元输入控制命令，所述中央处理单元用于对各部件进行控制； 测量电路单元，其与所述中央处理单元电连接； 至少一个加速度传感器，其与所述测量电路单元可拆卸连接，用于测量目标物的振动量; 至少一个转速计，其与所述测量电路单元可拆卸连接，用于测量目标物的转子转速。
2.根据权利要求1所述的便携式动平衡测试仪，其特征在于:所述命令输入单元为一输入键盘，所述便携式电脑还包括显示单元，其与所述中央处理单元电连接，用于显示所述中央处理单元的处理结果。
3.根据权利要求1所述的便携式动平衡测试仪，其特征在于:所述命令输入单元为一交互式界面，其还用于显示所述中央处理单元的处理结果。
4.根据权利要求 1所述的便携式动平衡测试仪，其特征在于:还包括计时单元，其与所述转速计电连接，用于对转子的转动时间进行测定。
5.根据权利要求1所述的便携式动平衡测试仪，其特征在于:所述加速度传感器通过通讯线与测量电路单元可拆卸连接，所述转速计通过通讯线与测量电路单元可拆卸连接。
6.根据权利要求5所述的便携式动平衡测试仪，其特征在于:所述通讯线通过雷莫头与所述测量电路单元电连接。
7.根据权利要求6所述的便携式动平衡测试仪，其特征在于:用于加速度传感器的所述雷莫头的针脚数不同于用于转速计的所述雷莫头的针脚数。
8.根据权利要求5所述的便携式动平衡测试仪，其特征在于:所述加速度传感器包括用于接触目标物的强力磁铁，所述强力磁铁与所述通讯线可拆卸连接；所述转速计包括用于靠近目标物进行感应的红外线感应器，所述红外线感应器与所述通讯线可拆卸连接。
9.根据权利要求8所述的便携式动平衡测试仪，其特征在于:所述可拆卸连接为螺接和/或卡接。
10.使用权利要求1-9任一所述便携式动平衡测试仪的动平衡测试方法，其特征在于:包括以下步骤: 1)将加速度感应器接触目标物中与其转子相对于的不动体上，同时将转速计靠近转子的零位； 2)启动目标物，转子开始转动，加速度感应器测得转子在不动体中的振动量即转子的离心力，转速计通过感应测得转子的转速； 3)加速度感应器和转速计分别将离心力数据和转速数据传送到测量电路单元，测量电路单元转换成相应的电信号输入至中央处理单元； 4)中央处理单元根据测得的离心力数据和转速数据再通过既定的程序对转子的不平衡质量和不平衡位置进行测算； 所述既定的程序包括计算不平衡质量的公式和计算偏心角度的方法；所述计算不平衡质量的公式包括:1) F=mr ω2=Μθ ω2，2) mr=Me, 3) G=eX ω ,其中，F为离心力，m为不平衡质量，r为目标物的转子半径，ω为目标物的转子转速，M为目标物的转子自重，e为偏心距，G为平衡等级；所述计算偏心角度的方法包括:将测得的目标物的转子转速通过中央处理器转换成转动每圈所需要的时间，然后转成转动每一度所需要的时间，然后用转子实际转动的时间来除以所述转动每一度所需要的时间获得转子的转动角度，最后根据转动角度再通过转子的零位来确定 出现不平衡的位置。
【文档编号】G01M1/16GK104075847SQ201310099610
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2013年3月26日 优先权日:2013年3月26日
【发明者】徐启宝 申请人:苏州工业园区聚博精密设备有限公司