一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种检测系统，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统，采用非接触式测量且对轴进行直接测量，适用于高度转动的转速转矩检测。激光探头Ⅰ和激光探头Ⅱ的输出端都与整形电路模块的输入端相连。计数器Ⅰ的输入端与整形电路模块的输出端相连。与非门芯片的输入端与整形电路模块的输出端相连，与非门芯片的输出端上连接有计数器Ⅱ。计数器Ⅰ和计数器Ⅱ都与现场可编程门阵列相连通用串行总线的一端与现场可编程门阵列相连，通用串行总线的另一端与计算机相连。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种检测系统，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统。
技术介绍
随着低功耗微电子技术的发展，各类转矩传感器被赋予了新的生命，其性能也越来越好，可测的精度与转速也越来越高。常用的转矩转速测量有弹性轴两端的信号激发齿轮与固定的磁电拾讯头组成的磁电型信号发生器。有弹性轴两端的光格盘与分别固定在光格盘两侧的光源和光电元件组成的透射式光电型信号发生器。有弹性轴两端的磁栅与固定的磁头组成的磁栅型信号发生器等。接触型信号发生器由于触点时开、时闭，工作频率低，触点烧蚀、磨损严重，工作寿命较低。透射式光电型和磁电型信号发生器，由于光格盘和信号齿轮在加工及安装过程中，不可避免的要产生质量偏心，导致扭轴组件的临界转速降低，只能在中低转速下运行。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是：提供一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统，采用非接触式测量且对轴进行直接测量，适用于高度转动的转速转矩检测。 为解决上述技术问题，本技术涉及一种检测系统，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统，包括被测轴、激光探头Ⅰ、激光探头Ⅱ、整形电路模块、与非门芯片、计数器Ⅰ、计数器Ⅱ、现场可编程门阵列、定时器、存储器、通用串行总线和计算机，采用非接触式测量且对轴进行直接测量，适用于高度转动的转速转矩检测。 激光探头Ⅰ和激光探头Ⅱ的输出端都与整形电路模块的输入端相连，激光探头Ⅰ和激光探头Ⅱ用于发送和接收激光并识别被测轴的转动圈数并输出脉冲信号，整形电路模块用于对输入端脉冲信号进行滤波整形。计数器Ⅰ的输入端与整形电路模块的输出端相连，计数器Ⅰ用于脉冲计数。与非门芯片的输入端与整形电路模块的输出端相连，与非门芯片的输出端上连接有计数器Ⅱ，与非门芯片用于选通计数器Ⅱ，计数器Ⅱ用于脉冲计数。计数器Ⅰ和计数器Ⅱ都与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列用作脉冲信号的接收端并对脉冲信号进行预处理。定时器与现场可编程门阵列相连，定时器对测量周期的长度进行预定。存储器与现场可编程门阵列相连，存储器用于数据和程序的存储并供现场可编程门阵列调取内部信息。通用串行总线的一端与现场可编程门阵列相连，通用串行总线的另一端与计算机相连，计算机用于数据的显示并对输入信号进行处理得出转速和转矩波形。作为本方案的进一步优化，本技术一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统所述的通用串行总线为USB3.0。 本技术一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统的有益效果为：a. 采用非接触式测量，测量精度高；b. 无磨损；c. 适用于高速测量。附图说明图1为本技术一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统的结构示意图。具体实施方式在图1中，本技术涉及一种检测系统，更具体地说涉及一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统，包括被测轴、激光探头Ⅰ、激光探头Ⅱ、整形电路模块、与非门芯片、计数器Ⅰ、计数器Ⅱ、现场可编程门阵列、定时器、存储器、通用串行总线和计算机，采用非接触式测量且对轴进行直接测量，适用于高度转动的转速转矩检测。激光探头Ⅰ和激光探头Ⅱ的输出端都与整形电路模块的输入端相连，激光探头Ⅰ和激光探头Ⅱ用于发送和接收激光并识别被测轴的转动圈数并输出脉冲信号，整形电路模块用于对输入端脉冲信号进行滤波整形。在被测轴的两端对称位置喷涂二个由反光材料组成的形状相同的反光条纹，由于激光探头Ⅰ和激光探头Ⅱ自带平行光源和光电接受器件，在被测轴转动时，激光探头Ⅰ和激光探头Ⅱ的光源照射到反光条纹上并接受反射光而产生电脉冲信号。被测轴每转一周，计数器Ⅰ接收两个脉冲信号，相位相差180°，经电路整形模块进行电路转换和电压比较器整形后得到脉冲方波系列，送入计数器Ⅰ进行计数，之后计数信号送入现场可编程门阵列进行转速判断。计数器Ⅰ的输入端与整形电路模块的输出端相连，计数器Ⅰ用于脉冲计数。与非门芯片的输入端与整形电路模块的输出端相连，与非门芯片的输出端上连接有计数器Ⅱ，与非门芯片用于选通计数器Ⅱ，计数器Ⅱ用于脉冲计数。在被测轴空载时，被测轴扭转角为零，两列脉冲间无相位差，与非门芯片的与门是关闭的，计数器Ⅱ没有输入信号，测量系统载荷输出为零。当被测轴传递载荷时，产生扭转角φ，两列脉冲间产生相位差为θ，与门打开并和高频脉冲序列相与，送入计数器Ⅱ，经数据处理系统输出转矩的数值。计数器Ⅰ和计数器Ⅱ都与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列用作脉冲信号的接收端并对脉冲信号进行预处理。定时器与现场可编程门阵列相连，定时器对测量周期的长度进行预定。在转速测量中，定时器定的一个时间周期内的脉冲个数的一半即为转速。存储器与现场可编程门阵列相连，存储器用于数据和程序的存储并供现场可编程门阵列调取内部信息。通用串行总线的一端与现场可编程门阵列相连，通用串行总线的另一端与计算机相连，计算机用于数据的显示并对输入信号进行处理得出转速和转矩波形。通用串行总线为USB3.0，满足高速脉冲数据的实时同步传输。当然上述说明并非对本技术的限制，本技术也不仅限于上述举例，本
的普通技术人员在本技术的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统，包括被测轴、激光探头Ⅰ、激光探头Ⅱ、整形电路模块、与非门芯片、计数器Ⅰ、计数器Ⅱ、现场可编程门阵列、定时器、存储器、通用串行总线和计算机，其特征在于：激光探头Ⅰ和激光探头Ⅱ的输出端都与整形电路模块的输入端相连，激光探头Ⅰ和激光探头Ⅱ用于发送和接收激光并识别被测轴的转动圈数并输出脉冲信号，整形电路模块用于对输入端脉冲信号进行滤波整形；计数器Ⅰ的输入端与整形电路模块的输出端相连，计数器Ⅰ用于脉冲计数；与非门芯片的输入端与整形电路模块的输出端相连，与非门芯片的输出端上连接有计数器Ⅱ，与非门芯片用于选通计数器Ⅱ，计数器Ⅱ用于脉冲计数；计数器Ⅰ和计数器Ⅱ都与现场可编程门阵列相连，现场可编程门阵列用作脉冲信号的接收端并对脉冲信号进行预处理；定时器与现场可编程门阵列相连，定时器对测量周期的长度进行预定；存储器与现场可编程门阵列相连，存储器用于数据和程序的存储并供现场可编程门阵列调取内部信息；通用串行总线的一端与现场可编程门阵列相连，通用串行总线的另一端与计算机相连，计算机用于数据的显示并对输入信号进行处理得出转速和转矩波形。

【技术特征摘要】
1.一种基于现场可编程门阵列的转速转矩测量系统，包括被测轴、激光探头Ⅰ、激光探头Ⅱ、整形电路模块、与非门芯片、计数器Ⅰ、计数器Ⅱ、现场可编程门阵列、定时器、存储器、通用串行总线和计算机，其特征在于：激光探头Ⅰ和激光探头Ⅱ的输出端都与整形电路模块的输入端相连，激光探头Ⅰ和激光探头Ⅱ用于发送和接收激光并识别被测轴的转动圈数并输出脉冲信号，整形电路模块用于对输入端脉冲信号进行滤波整形；计数器Ⅰ的输入端与整形电路模块的输出端相连，计数器Ⅰ用于脉冲计数；与非门芯片的输入端与整形电路模块的输出端相连，与非门芯片的输出端上连接有计数器Ⅱ，与非门芯片用...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵石磊，申作林，刘鑫，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23