双激光测速仪模拟检定装置的制作方法

1.本实用新型涉及设备检定技术领域，具体是指一种双激光测速仪模拟检定装置。


背景技术：

2.随着道路交通科技领域的进步，各种类型的激光测速仪也在逐步应用于交通测速领域，包括单激光测速仪和双激光测速仪等都开始被使用。随着双激光测速仪这类新型激光测速仪的投入使用，对法定计量机构的检测能力也提出了新的要求，在jjg 1074-2012《机动车激光测速仪》检定规程中就明确了单光束和双光束激光测速仪的检定方法和测量设备的要求。
3.本专利申请的发明人通过进行检索没有查到有涉及相关技术的专利文献，但有检索到相关的一些文献，如名为jjg 1074-2012《机动车激光测速仪》检定规程解读的文章等，其中有对脉冲激光测速和机动车激光测速仪模拟检定装置进行了定义，并规定了激光测速仪的测量原理和检定方法，解读中还有提到，上述检定规程对检定装置提出了更高的要求，包括能在室外便携使用，检测精度高等要求。
4.本专利申请的发明人在实践检定工作中发现，目前市面上仅有少数单光束的测速仪模拟检定装置可以用于检定单光束激光测速仪，对于双光束测速仪的模拟检定装置，还缺乏可以使用的市场化设备。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是，提供一种检测精度高，可市场化的双激光测速仪模拟检定装置。
6.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：一种双激光测速仪模拟检定装置，它包括主机和两个光学界面；所述的光学界面与主机信号并列连接，用于实现双激光测速仪发出的光脉冲信号与主机的电脉冲信号之间的信号转换；所述的主机用于对输入的电脉冲信号进行可控延时并输出模拟车辆长度、速度、距离信息；所述的主机包括电源模块、速度模拟主控板、双通道延时器和接口模块；其中电源模块用于为主机提供电源；速度模拟主控板和双通道延时器分别与接口模块信号连接；速度模拟主控板和双通道延时器之间信号连接。
7.作为优选，所述的接口模块包括有12v电源接口、usb接口、时钟基准检定接口、两路触发输出接口、两路触发检定接口和两路触发输入接口；其中12v电源接口与电源模块相连；usb接口、时钟基准检定接口、两路触发输出接口和两路触发检定接口与速度模拟主控板相连；两路触发输入接口与双通道延时器相连。
8.作为优选，所述的速度模拟主控板包括主控mcu、usb接口芯片、串口接口芯片、fpga芯片和温补晶振；usb接口芯片、串口接口芯片、fpga芯片和温补晶振均与主控mcu信号连接；主控mcu用于接收控制指令，模拟速度，测量激光频率，设置激光间距；usb接口芯片用于完成usb协议到ttl串口的协议转换；串口接口芯片用于完成与双通道延时器的通讯；
fpga芯片用于完成两路输入激光信号的频率计数，两个通道的延时信号切换输出，控制两路信号切换的时刻模拟车辆速度，输出时钟基准信号和两个通道的速度触发信号用于计量溯源。
9.作为优选，所述的双通道延时器包括有主控mcu、通讯接口电路、2个接口驱动芯片、4个电脉冲延时芯片和6个输出接口；所述的通讯接口电路用于将rs232转为ttl串口信号，作为主控mcu的外部通讯接口；所述的主控mcu用于接收外部通讯数据，配置每路电脉冲延时芯片的延时值；所述的接口驱动芯片用于对原始电脉冲进行功率放大，分别传输给两个电脉冲延时芯片和一个频率测量输出接口；所述的电脉冲延时芯片用于对原始电脉冲信号进行独立延时，输出延时后的电脉冲。
10.作为优选，所述的光学界面包括依次信号相连的电脉冲输入模块、电流放大驱动模块、ld激光器组成的输入单元和依次信号相连的pin传感器、信号放大滤波模块和电脉冲输出模块组成的输出单元。
11.采用上述结构后，本实用新型具有如下有益效果：创造性的采用主机光学界面相结合的设计，通过光学界面完成光脉冲和电脉冲之间的信号转换，以主机作为tof法激光测距传感器进行距离模拟的核心部件，通过主机实现对两路输入的电脉冲信号进行可控延时输出来模拟车辆长度、速度、距离信息，用于对双光束测速仪进行模拟检定，加强各计量检定机构的检定能力建设，填补市场空白。综上所述，本专利申请提供了一种检测精度高，可市场化的双激光测速仪模拟检定装置。
附图说明
12.图1是本实用新型中双激光测速仪模拟检定装置主机工作原理图。
13.图2是本实用新型双激光测速仪模拟检定装置主机双激光信号延时图。
14.图3是本实用新型双激光测速仪模拟检定装置主机的内部结构图。
15.图4是本实用新型双激光测速仪模拟检定装置速度模拟主控板结构原理图。
16.图5是本实用新型双激光测速仪模拟检定装置的双通道延时器结构原理图。
17.图6是本实用新型双激光测速仪模拟检定装置的光学界面的工作原理图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。
19.结合附图1到附图6，一种双激光测速仪模拟检定装置，它包括主机和两个光学界面；所述的光学界面与主机信号并列连接，用于实现双激光测速仪发出的光脉冲信号与主机的电脉冲信号之间的信号转换；所述的主机用于对输入的电脉冲信号进行可控延时并输出模拟车辆长度、速度、距离信息；所述的主机包括电源模块、速度模拟主控板、双通道延时器和接口模块；其中电源模块用于为主机提供电源；速度模拟主控板和双通道延时器分别与接口模块信号连接；速度模拟主控板和双通道延时器之间信号连接。
20.作为优选，所述的接口模块包括有12v电源接口、usb接口、时钟基准检定接口、两路触发输出接口、两路触发检定接口和两路触发输入接口；其中12v电源接口与电源模块相连；usb接口、时钟基准检定接口、两路触发输出接口和两路触发检定接口与速度模拟主控板相连；两路触发输入接口与双通道延时器相连。
21.作为优选，所述的速度模拟主控板包括主控mcu、usb接口芯片、串口接口芯片、fpga芯片和温补晶振；usb接口芯片、串口接口芯片、fpga芯片和温补晶振均与主控mcu信号连接；主控mcu用于接收控制指令，模拟速度，测量激光频率，设置激光间距；usb接口芯片用于完成usb协议到ttl串口的协议转换；串口接口芯片用于完成与双通道延时器的通讯；fpga芯片用于完成两路输入激光信号的频率计数，两个通道的延时信号切换输出，控制两路信号切换的时刻模拟车辆速度，输出时钟基准信号和两个通道的速度触发信号用于计量溯源。
22.作为优选，所述的双通道延时器包括有主控mcu、通讯接口电路、2个接口驱动芯片、4个电脉冲延时芯片和6个输出接口；所述的通讯接口电路用于将rs232转为ttl串口信号，作为主控mcu的外部通讯接口；所述的主控mcu用于接收外部通讯数据，配置每路电脉冲延时芯片的延时值；所述的接口驱动芯片用于对原始电脉冲进行功率放大，分别传输给两个电脉冲延时芯片和一个频率测量输出接口；所述的电脉冲延时芯片用于对原始电脉冲信号进行独立延时，输出延时后的电脉冲。
23.作为优选，所述的光学界面包括依次信号相连的电脉冲输入模块、电流放大驱动模块、ld激光器组成的输入单元和依次信号相连的pin传感器、信号放大滤波模块和电脉冲输出模块组成的输出单元。
24.本专利申请在具体实施时，双激光模拟检定装置主机主要用于对输入的电脉冲信号进行可控延时并输出。是对tof法激光测距传感器进行距离模拟的核心部件，通过对两路输入的电脉冲信号进行可控延时输出来模拟车辆长度、速度、距离信息。对应的光学界面。主要完成光脉冲和电脉冲之间的信号转换。双激光测速仪模拟检定装置主机，通过切换距离延时值来模拟车辆触发激光产生的距离变化。通过控制两个通道的距离切换时刻来模拟车辆触发两个激光的先后时刻，从而模拟速度。双激光测速仪的激光间距d为固定值，由双激光测速仪出厂时的本身特性决定。使用时将该值直接输入到模拟软件中。模拟的速度:v＝d/t0；式中：v：模拟的速度值；d：被检双激光测速仪的激光间距d；t0：两个通道的延时时间。
25.进一步结合附图4，其中速度模拟主控板主控mcu：用于接收控制指令，模拟速度，测量激光频率，设置激光间距等，采用高性能单片机，主频达150mhz以上。usb接口芯片：用于完成usb协议到ttl串口的协议转换。串口接口芯片：用于双通道延时器板与速度模拟主控板之间的通讯接口电平转换。fpga芯片：用于完成两路输入激光信号的频率计数；两个通道的延时信号切换输出；控制两路信号切换的时刻模拟车辆速度；输出时钟基准信号和两个通道的速度触发信号用于计量溯源。温补晶振用于高精度压控温补晶振，校准后的精度可达1ppm。通道1-0输入：两路激光原始信号输入，用于激光频率计数，采用bnc接口。通道1-1输入：两路激光背景距离延时信号输入，用于模拟无车状态距离值，采用bnc接口。通道1-2输入：两路激光车辆距离延时信号输入，用于模拟车量触发状态距离值，采用bnc接口。时钟基准输出为系统计时时钟基准频率信号，用于系统时钟计量溯源检定，采用bnc接口。通道1延时输出和通道2延时输出分别为两路激光延时脉冲信号输出，与光学界面输入信号连接，采用bnc接口。通道1触发输出和通道2触发输出分别为两路光延时脉冲信号切换状态输出，用于车速模拟计量溯源检定，采用bnc接口。
26.进一步结合附图5，其中双通道延时器的通讯接口电路用于rs232转ttl串口信号，
作为主控mcu的外部通讯接口；主控mcu用于接收外部通讯数据，配置每路电脉冲延时芯片的延时值；外部输入电脉冲1和外部输入电脉冲2为从光学界面接收原始电脉冲信号(固定为高电平脉冲)；采用smb座接口输入；接口驱动芯片1-0和接口驱动芯片2-0用于对原始电脉冲进行功率放大，分别给两个电脉冲延时芯片和一个频率测量接口；电脉冲延时芯片x-x(对应附图中4个芯片)：用于对原始电脉冲信号进行独立延时，输出延时后的电脉冲；其中与电脉冲延时芯片1-1和电脉冲延时芯片2-1相连的两个输出接口用于模拟背景距离延时，采用smb座；与电脉冲延时芯片1-2和电脉冲延时芯片2-2相连的两个输出接口用于模拟车辆触发距离延时，采用smb座；分别与接口驱动芯片1-0和接口驱动芯片2-0相连的两个输出接口用于原始信号频率检测，采用smb座。
27.进一步结合附图6，光学界面仅完成光电转换和电光转换，且两个部分为独立结构无关联。
28.pin传感器：采用快速硅光电二极管。信号放大滤波模块采用两级三极管驱动，第一级电压信号放大，第二级为电流驱动放大，三极管采用高频管。电脉冲输出模块为ttl接口元件，采用bnc接口。ld激光器采用905nm，10mw脉冲型激光管。电流放大驱动因激光器为脉冲型，所以采用两级脉冲延时保护电路，两级中间采用阻容延时来进行输出延时保护。电脉冲输入模块为ttl接口元件，采用bnc接口。
29.需要特别说明的是，由于行业内技术人员在上述结构原理图及产品型号与连接关系及用途的说明下，实现本专利申请所述的模拟检测装置没有技术障碍。具体的电路原理图涉及内容比较繁杂，受篇幅限制此处不再详细说明。
30.以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。