一种非接触式的转速测量装置的制作方法

本实用新型涉及转速测量技术领域，具体涉及一种应用在农机设备的非接触式的转速测量装置。

背景技术：

伴随着农业的机械脚步，越来越多的农机设备得以应用，监测农机工作状态的智能设备也得以广泛使用。但由于农机的机械化水平落后于电子信息化水平，使得农机的各种工况信息需要辅助以各种传感器技术才能得以实现，目前广泛应用的有无线通讯技术，卫星定位导航技术，加速度计测量倾角等，但对于拖拉机动力输出总成的功率转速等测量仍未空白(动力输出总成挂载各种农具进行作业)；同时，拖拉机动力输出总成一直暴露在外部，作业时高速转动，使用环境恶劣，常年受泥土，灰尘，雨水等侵蚀；因此，想要检测总成的转速得知它的工作状态，则需要一种非接触式检测输出总成转速的装置。

市面上现有的农机监测设备基本没有涵盖动力输出总成的转速测量，现有的转速测量主要有：1、机械齿轮测量形式，测量结果准确，但测量结果只能在机械仪表显示，无法数字化。而且设计农机改造过程，改造与安装过程复杂而低效，成本高；2、红外测量形式，通过在输出轴上抱死六面或其他多面螺丝，采用红外直接照射螺丝面，通过计量红外反射的回波与时间来计量转速；这种测量方式好处是原理简单，实现简单，但受红外测量原理限制，只能在优良的工况环境下使用，受环境影响大，如扬尘，泥水等遮蔽，会较大的影响红外传感器的使用效能，即使用环境对测量结果又很大的影响；故需要一种能够对抗恶劣使用场景的非接触式测量转速的装置。

技术实现要素：

针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种非接触式的转速测量装置。

本实用新型公开了一种非接触式的转速测量装置，包括：

转动圆盘，所述转动圆盘安装在农机设备的动力输出总成上；

所述转动圆盘的圆周上安装有一个或多个磁钢，所述磁钢转动路径的正上方或正下方设有霍尔传感器，所述霍尔传感器与检测主控板相连，所述检测主控板与电源相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述检测主控板包括：根据所述霍尔传感器输出的数据脉冲计算转动圆盘转速的单片机系统；

所述单片机系统上连接有液晶屏、串行接口、GPRS模块、GPS模块、FLASH和指示灯；

所述GPRS模块与SIM卡相连。

作为本实用新型的进一步改进，所述单片机系统为单片机最小系统，其包括：单片机；

所述单片机上连接有调试接口、JTAG接口、晶振和复位电路。

作为本实用新型的进一步改进，所述霍尔传感器是由稳压器、霍尔元件、差分放大器、斯密特触发器和输出级组成的开关型霍尔传感器。

作为本实用新型的进一步改进，所述霍尔传感器与所述磁钢的间距为1～2cm。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、适用于各种恶劣环境使用，对使用环境不敏感；

2、测量结果准确；

3、安装方便，对比机械测量形式，能节约较多成本。

4、数字化输出数据，便于集成。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例公开的非接触式的转速测量装置的结构图；

图2为图1中检测主控板的系统框架图；

图3为图2中单片机系统的框架图。

图中：

1、霍尔传感器；2、磁钢；3、转动圆盘；4、检测主控板；5、单片机系统；6、液晶屏；7、串行接口；8、GPRS模块；9、SIM卡；10、GPS模块；11、FLASH；12、指示灯；13、电源。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种非接触式的转速测量装置，其为了能在恶劣的使用环境中，以低成本，易安装的方式，准确测量出农机转动输出总成结构的精确转速，并且数字化转速信息，以便于信息化的了解农机的动力输出情况，并结合其他信息系统对农机机器工况有个统一的了解。

本实用新型的非接触式的转速测量装置主要利用的物理原理为霍尔效应。

霍尔效应：当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加磁场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差即为霍尔电势差，霍尔效应应使用左手定则判断。

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细描述：

如图1、2所示，本实用新型提供一种非接触式的转速测量装置，包括：霍尔传感器1、磁钢2、转动圆盘3、检测主控板4和电源13；

本实用新型的转动圆盘3安装在农机设备的动力输出总成上，动力输出总成每转动一周，对应的转动圆盘转动一周。在转动圆盘3的圆周上安装有一个或多个磁钢2，安装一个磁钢可用于测量动力输出总成是否工作，安装多个磁钢2可精确计算转动圆盘3的转速。

本实用新型在磁钢2转动路径的正上方或正下方设有用于输出数据脉冲的霍尔传感器1，霍尔传感器1不随转动圆盘3的转动而转动；霍尔传感器1是由稳压器、霍尔元件、差分放大器、斯密特触发器和输出级组成的开关型霍尔传感器；线性霍尔元件的输出信号经差分放大器放大，在经斯密特触发器整形成矩形波(开关信号)输出。

本实用新型的霍尔传感器1与检测主控板4相连，检测主控板4与电源13相连；检测主控板4根据霍尔传感器1输出的数据脉冲计算转动圆盘3的转速；电源13为检测主控板4和霍尔传感器1提供电源输出，其包括PWM电源、LDO电源和电子开关。

如图2所示，本实用新型的检测主控板4包括：单片机系统5、液晶屏6、串行接口7、GPRS模块8、SIM卡9、GPS模块10、FLASH11和指示灯12，单片机系统5上连接有液晶屏6、串行接口7、GPRS模块8、GPS模块10、FLASH11和指示灯12，GPRS模块8与SIM卡9相连。其中：如图3所示，单片机系统5为单片机最小系统，其根据霍尔传感器1输出的数据脉冲计算转动圆盘3的转速；单片机系统5包括：单片机、调试接口、JTAG接口、晶振和复位电路，单片机分别与调试接口、JTAG接口、晶振和复位电路相连。液晶屏6用于显示转速，串行接口7可实现霍尔传感器1与单片机系统5的连接，GPRS模块8和SIM卡9可将单片机系统5计算得到的转速传输给农机其它信息系统，结合其他信息系统对农机机器工况有个统一的了解；GPS模块10用于实现农机的精确定位，FLASH11提供存储功能，指示灯12可用于指示农机的工作状态。

优选的，本实用新型的霍尔传感器1与磁钢2的间距为1～2cm。

优选的，本实用新型的单片机通过UART接口扩展1个EMMC卡盒，内置EMMC，容量最大支持8GB，用于不启用GPRS时存放监测数据；

GPS模块采用串行接口连接，模块通过细同轴电缆连接壳体外部的天线，以满足射频信号收发的需要。

检测主控板4供电电压DC 12V或DC 24V，由于被测设备启动时可能会产生高压电脉冲，因此可在电源输入端设计电源保护电路，保护深松检测主控板在启动时免受高压打击而损坏。

本实用新型的测量方法：

本实用新型在在非磁性材料的转动圆盘或圆柱边上粘上磁钢，霍尔传感器放在靠近圆盘或圆柱的边缘处，圆盘或圆柱旋转一周，霍尔传感器就输出一个数据脉冲，检测主控板可以通过计数脉冲个数与脉冲频率，计算出圆盘或圆柱转速。

本实用新型的有益效果为：

1、适用于各种恶劣环境使用，对使用环境不敏感；

2、测量结果准确；

3、安装方便，对比机械测量形式，能节约较多成本。

4、数字化输出数据，便于集成。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。