專利名稱：電機機械特性測量的方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電機機械特性測量的方法及其裝置，尤指一種采用動態法測量電機機械特性的裝置。
電機機械特性的測量，無論在新電機產品的研制，還是在用戶使用該產品的過程中，都是非常重要的技術特性測量。在電機制造行業，機械特性的測量在產品特性和質量檢驗中尤為重要。如果電機制造廠商不具備相應的檢驗設備，將會直接影響其產品的質量及市場銷售。
目前的幾種測量方法如下1、利用電機拖動一直流發電機測得該電機的輸出功率，根據其轉速求出轉矩。該方法的缺點是費工費時，需要較多的測量設備，且準確程度低；即使是熟練的工程師也需要花費2-3小時才能測量并計算出一條特性曲線。
2、測量并記錄電機空載啟動過程中的角加速度及轉速，獲得相應的曲線，再記錄該電機空載自由停車過程中的角加速度及轉速，獲得相應的曲線；對應相加并消去時間參數得到機械特性的曲線形態；如需要標定，則還需要測量系統的飛輪慣量。該測量方法較為復雜并且準確度低，且由于角加速度傳感器的價格昂貴，因此未得到推廣。
3、隨著數字式轉矩-轉速傳感器的產生，可以利用電機機械特性測量儀表與該傳感器連接，只需一次空載啟動測量即可獲得額定電壓下的機械特性，而且被測電機不發熱，其標定方便、簡單，測量工作方便、快捷，測量曲線的失真少。但是，這種測量方法的不足是為了確保一定的測量精度，需要每次采集一定數量的脈沖，然后再根據采集這些脈沖所花費的時間計算出測得的頻率值，從而犧牲了數據采集的靈敏度；另外，在測量電機的機械特性時，應同步采集轉矩及轉速的數據，但是，由于轉矩與轉速的輸出頻率不同，因此，又不可能在同一時間長度里采集同樣數量的脈沖，這樣就導致了轉矩及轉速檢測的不等時性，致使電機機械特性的測量曲線失真。
有鑒于上述現有技術的不足，本發明主要目的在于提供一種電機機械特性測量的方法及其裝置，以被測脈沖周期作為計數時間長度，將每次采集多個脈沖改變為一個每次僅采集一個脈沖，從而在保證數據采集精度的同時提高數據采集的靈敏性。
本發明的另一目的在于提供一種電機機械特性測量的方法及其裝置，同時采集轉矩及轉速的測量數據，保證轉矩及轉速檢測的等時性。
本發明的目的是通過如下的技術方案實現的一種電機機械特性測量的方法，同時測量傳感器輸出的每一調頻脈沖波形，獲取轉速和轉矩的數據；計算機同時讀取該轉速和轉矩數據。其包括如下的步驟1、用一基準時鐘測量脈沖波形的周期數值；2、保存該周期數值；3、讀取該周期數值，并取其倒數。
上述的傳感器為轉速傳感器或轉矩傳感器。
在保存周期數值時，每次保存的周期數值均在原存儲位置覆蓋前一次保存的周期數值。
一種電機機械特性測量的裝置，它設有一個以上的測量通道，該測量通道包括一調頻脈沖處理電路、一計數脈沖發生電路、一與門、一計數數據鎖存電路及一計算機數據讀寫接口，其中調頻脈沖處理電路接收由傳感器發送的調頻脈沖信號，該調頻脈沖處理電路將該信號轉變為標準的方波信號輸出；計數脈沖發生電路產生和輸出計數脈沖信號；調頻脈沖處理電路和計數脈沖發生電路的輸出通過一與門連接到計數數據鎖存電路的輸入端，使計數脈沖信號與調頻脈沖處理電路輸出的信號相與后輸入到計數數據鎖存電路；計數數據鎖存電路的輸出端連接到計算機數據讀寫接口，由計算機控制讀取鎖存的數據。
上述的計數脈沖發生電路所產生的計數脈沖的頻率大于輸入的調頻脈沖的頻率。
上述的傳感器為轉速傳感器或轉矩傳感器。
由上述的技術方案可知本發明具有以下的特點和技術效果1、本發明利用一基準時鐘，可以測量到由傳感器輸入的每一個脈沖波形的周期數值，將每次采集多個脈沖改變為一個每次僅采集一個脈沖，因此，改變了以往對調頻信號的測量統計方式，從而在保證數據采集精度的同時提高了數據采集的靈敏度。
2、本發明由于將各通道所采集的測量數據存放在相應的計數數據鎖存電路中鎖存，并且每次保存的周期數值均在原存儲位置覆蓋前一次保存的周期數值，因此，可以由計算機同時采集各個通道的采集數據，即可同時讀取轉矩及轉速的測量數據，從而能夠保證轉矩及轉速檢測的等時性。
以下結合附圖及實施例對本發明作進一步的詳細說明
圖1本發明電機機械特性測量的原理框圖。
圖2本發明電機機械特性測量的計算機采集原理框圖。
圖3本發明電機機械特性測量裝置的一計數鎖存通道的電路原理圖。
圖4本發明電機機械特性測量裝置的計算機數據讀寫接口電路原理圖。
如圖1、2所示，本發明的一種電機機械特性測量的裝置，該裝置設有一個以上的測量通道，每個測量通道包括一調頻脈沖處理電路、一計數脈沖發生電路、一與門、一計數數據鎖存電路及一計算機數據讀寫接口，其中調頻脈沖處理電路接收由轉速傳感器或轉矩傳感器(圖中未示)發送的調頻脈沖信號，該調頻脈沖處理電路將該信號轉變為標準的方波信號輸出；計數脈沖發生電路產生和輸出計數脈沖信號；調頻脈沖處理電路和計數脈沖發生電路的輸出通過一與門連接到計數數據鎖存電路的輸入端，使計數脈沖信號與調頻脈沖處理電路輸出的信號相與后輸入到計數數據鎖存電路；該計數脈沖發生電路所產生的計數脈沖的頻率大于輸入的調頻脈沖的頻率。
計數數據鎖存電路的輸出端連接到計算機數據讀寫接口，由計算機控制讀取鎖存的數據。
通過上述的設有一個以上的測量通道的電機機械特性測量的裝置，可以同時測量由傳感器輸出的每一調頻脈沖波形，獲取轉速和轉矩的數據；計數數據鎖存電路在保存所測得的數據時，每次保存的數據均在原存儲位置覆蓋前一次所保存的數據，因此，計算機可同時讀取該轉速和轉矩數據。
如圖3所示，由傳感器送來的信號經光耦合隔離U1之后，由光敏三極管集電極的負載電阻R5輸出方波信號P1，該方波信號P1被送到觸發器U3A，該觸發器U3A的輸出分兩路送出，一路送到與門U4A的一輸入端，另一路送到單穩態觸發器U11B。
由與非門U2A、U2B、U2C和石英晶體組成一計數脈沖發生電路，該計數脈沖發生電路的輸出連接到與門U4A的另一輸入端，該與門輸出的信號P4送到由U5、U6組成的一16位二進制移位計數器的輸入端，該移位計數器輸出的計數數據傳送到U7、U8所組成的鎖存電路，每一拍計數的時間長度等于傳感器輸入波形的一個周期，即為被測周期；該周期的倒數即為的頻率為傳感器輸入的該調頻信號的頻率。
計數脈沖發生電路輸出的信號P2觸發單穩態觸發器U11B；單穩態觸發器U11B的非輸出信號P5為短暫的低電平，其被送到鎖存器U7、U8作為鎖存控制信號，用于將鎖存器輸入端的數據(即移位計數器的輸出狀態值)鎖存起來。單穩態觸發器U11B的正脈沖輸出信號送到單穩態觸發器U11A，其觸發單穩態觸發器U11A，單穩態觸發器U11A的正脈沖輸出P6送計數器清零復位，由此，當新的計數數據到來時，鎖存器U7、U8鎖存的數據被刷新、覆蓋。
U9、U10構成受控數據開關，當計算機讀取數據時，計算機控制其RCS1信號端為低電平，鎖存器U7鎖存的數據就會經該數據開關輸出到數據信號線上，計算機控制其RCS2信號端為低電平，鎖存器U8鎖存的數據就會經該數據開關輸出到數據信號線上。
如圖4所示，U1’、U2’、U4’、U8’及U9’組成地址譯碼電路，譯碼器U2’、U4’由計算機控制選擇“讀”出數據或“寫”入數據的芯片。
U3’、U5’、U6’、U7’構成數據開關控制電路，由計算機控制數據的流向，以讀取或寫入與U3’相連接的數據線上的數據。
U12’、U13’為二個鎖存器，U12’鎖存由計算機發出的控制信號，經光耦隔離器輸出控制相應的被測電機啟動與停止電路及轉矩、轉速報警電路(圖中未示)。
計算機可借助該上述的數據接口電路將由圖3所示的計數鎖存通道所采集的數據讀取到計算機中。
權利要求
1.一種電機機械特性測量的方法，其特征在于同時測量傳感器輸出的每一調頻脈沖波形，獲取轉速和轉矩的數據；計算機同時讀取該轉速和轉矩數據。
2.如權利要求1所述的電機機械特性測量的方法，其特征在于測量傳感器輸出的每一調頻脈沖波形，獲取轉速和轉矩數據的方法包括如下的步驟a、用一基準時鐘測量脈沖波形的周期數值；b、保存該周期數值；c、讀取該周期數值，并取其倒數。
3.如權利要求1或2所述的電機機械特性測量的方法，其特征在于所述的傳感器為轉速傳感器。
4.如權利要求1或2所述的電機機械特性測量的方法，其特征在于所述的傳感器為轉矩傳感器。
5.如權利要求2所述的電機機械特性測量的方法，其特征在于每次保存的周期數值均在原存儲位置覆蓋前一次保存的周期數值。
6.一種電機機械特性測量的裝置，其特征在于它設有一個以上的測量通道，該測量通道包括一調頻脈沖處理電路、一計數脈沖發生電路、一與門、一計數數據鎖存電路及一計算機數據讀寫接口，其中調頻脈沖處理電路接收由傳感器發送的調頻脈沖信號，該調頻脈沖處理電路將該信號轉變為標準的方波信號輸出；計數脈沖發生電路產生和輸出計數脈沖信號；調頻脈沖處理電路和計數脈沖發生電路的輸出通過一與門連接到計數數據鎖存電路的輸入端，使計數脈沖信號與調頻脈沖處理電路輸出的信號相與后輸入到計數數據鎖存電路；計數數據鎖存電路的輸出端連接到計算機數據讀寫接口，由計算機控制讀取鎖存的數據。
7.如權利要求6所述的電機機械特性測量的裝置，其特征在于計數脈沖發生電路所產生的計數脈沖的頻率大于輸入的調頻脈沖的頻率。
8.如權利要求6所述的電機機械特性測量的裝置，其特征在于所述的傳感器為轉速傳感器。
9.如權利要求6所述的電機機械特性測量的裝置，其特征在于所述的傳感器為轉矩傳感器。
全文摘要
一種電機機械特性測量的方法及其裝置,該方法同時測量傳感器輸出的每一調頻脈沖波形,獲取轉速和轉矩的數據;計算機同時讀取該轉速和轉矩數據;該裝置設有一個以上的測量通道,該測量通道的調頻脈沖處理電路接收調頻脈沖信號,計數脈沖發生電路輸出計數脈沖;調頻信號和計數脈沖通過一與門連接到計數數據鎖存電路實現計數數據鎖存;計數數據輸出到計算機數據讀寫接口;從而保證了數據采集的靈敏度和轉矩、轉速檢測的等時性。
文檔編號G01L3/24GK1381712SQ0111048
公開日2002年11月27日 申請日期2001年4月16日 優先權日2001年4月16日
發明者張力, 蔡耀陸 申請人:張力