基于人机互动接口的微型风扇性能测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于人机互动接口的微型风扇性能测试系统。测试系统的人机控制显示模块分别与驱动电机模块、性能参数数据采集模块、牵引电机模块连接，人机控制显示模块包括通信接口、控制器及人机互动接口，人机控制显示模块通过人机互动接口获得用户的指令，经控制器处理后，通过通信接口控制着驱动电机模块的转速以及牵引电机模块的频率，并与性能参数数据采集模块进行数据交换，获得所需要的信息。本发明专利技术适用于各种微型风扇的性能测试，主要测试的性能参数有静压、流量、转速、扭矩及风速等，本发明专利技术为微型风扇的高性能设计提供了实测数据，对进一步优化微型风扇的结构和参数发挥着重要的作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种基于人机互动接口的微型风扇性能测试系统。
技术介绍
风扇在国民经济各部门中运用十分广泛。为使风扇能够经常在高性能区运行，需 参照风扇性能曲线来选择风扇的最佳运行工况点，风扇性能测试是科学、合理、客观地评价 其性能指标的方法。需测试的参数有流量、风压、扭矩、转速、风速及环境参数如气温、气压 等。目前，我国风扇性能测试方法以传统常规方法为主，主要以人工读取表计的方法做试 验，不仅费时费力，而且在人工读数及记录过程中易产生各种误差，试验的精度难以得到保 证。它存在着参与人员多、可靠性差、测试效率低等弊端，给风扇设计、使用、教学、科研等部 门对其性能研究带来诸多不便。为适应现代试验技术的要求，国内已开展了风扇性能自动 测试的试验。如西安交通大学开发了风管型风机性能试验自动测试装置，推动了自动化测 试技术在风扇领域的应用，但仅适应用于大、中型空调风扇性能测试，无法针对微型风扇进 行性能测试，基于人机互动接口的微型风扇性能测试装置则可很好的解决上述难题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于人机互动接口的微型风扇性 能测试系统，它不仅避免了传统常规方法测试风扇性能的众多弊端，而且能够针对微型风 扇进行自动性能测试，测试的性能参数有静压、流量、转速、扭矩及风速等。基于人机互动接口的微型风扇性能测试系统具有人机控制显示模块，人机控制显 示模块分别与驱动电机模块、性能参数数据采集模块、牵引电机模块连接，人机控制显示模 块具有人机互动接口，人机互动接口由按键及液晶显示器组成，人机互动接口的按键与控 制器的输入端口连接，人机互动接口的液晶显示器与控制器的输出端口连接，控制器的控 制端口分别与通信接口的串口通信芯片及通用串行总线通信芯片连接，通信接口的一号串 行端口与驱动电机模块连接，通信接口的二号串行端口与牵引电机模块连接，通信接口的 通用串行总线端口与性能参数数据采集模块连接；所述的通信接口包括串口通信芯片、通 用串行总线通信芯片、一号串行端口、二号串行端口及通用串行总线端口，串口通信芯片分 别与一号串行端口、二号串行端口连接，通用串行总线通信芯片与通用串行总线端口连接。所述的控制器包括输入端口、输出端口、微处理器、存储器、复位芯片、看门狗芯 片、时钟晶振、控制端口和程序下载端口，微处理器分别与输入端口、输出端口存储器、复位 芯片、看门狗芯片、时钟晶振、控制端口及程序下载端口连接。所述的驱动电机模块包括可编程稳压电源、直流无刷电机及驱动器，可编程稳压 电源与驱动器连接，驱动器与直流无刷电机连接，可编程稳压电源与人机控制显示模块中 通信接口的一号串行端口连接。所述的性能参数数据采集模块包括静压传感变送器、差压传感变送器、转矩转速 传感器、扭矩仪、热线探针、热线风速仪和数据采集卡，数据采集卡分别与静压传感变送器、差压传感变送器、扭矩仪及热线风速仪连接，转矩转速传感器与扭矩仪连接，热线探针与热 线风速仪连接，数据采集卡与人机控制显示模块中通信接口的通用串行总线端口连接。所述的牵引电机模块包括变频器和离心风机，变频器与离心风机连接，变频器与 人机控制显示模块中通信接口的二号串行端口连接。本专利技术的优点在于它不仅避免了传统常规方法测试风扇性能的众多弊端，而且能 够针对微型风扇进行自动性能测试，自动采集风扇的原始参数即差压、静压、转矩、转速、风 速等，并计算出相应的流量、效率、轴功率，绘制出压力、效率、轴功率随流量的变化的有因 次和无因次曲线，打印输出曲线及数据报表。附图说明图1是基于人机互动接口的微型风扇性能测试系统电路框图；图2是本专利技术的人机控制显示模块中控制器的电路框图；图3是本专利技术的驱动电机模块的电路框图；图4是本专利技术的牵引电机模块的电路框图；图5是本专利技术的性能参数数据采集模块的电路框图；图6是本专利技术的系统软件流程图。具体实施例方式本专利技术采用了基于人机互动接口的人机控制显示模块，不仅可以接受用户的指 令，而且可以提供用户所需要的实测数据以及性能曲线；不仅可以向驱动电机模块以及牵 引电机模块发送指令，而且可以从性能参数数据采集模块中获取差压、静压、转矩、转速、风 速等实时实测数据。如图1所示，基于人机互动接口的微型风扇性能测试系统具有人机控制显示模 块，人机控制显示模块分别与驱动电机模块、性能参数数据采集模块、牵引电机模块连接， 人机控制显示模块具有人机互动接口，人机互动接口由按键及液晶显示器组成，人机互动 接口的按键与控制器的输入端口连接，人机互动接口的液晶显示器与控制器的输出端口连 接，控制器的控制端口分别与通信接口的串口通信芯片(型号MAX233)及通用串行总线通 信芯片(型号CH373)连接，通信接口的一号串行端口与驱动电机模块连接，通信接口的二 号串行端口与牵弓I电机模块连接，通信接口的通用串行总线端口与性能参数数据采集模块 连接；所述的通信接口包括串口通信芯片、通用串行总线通信芯片、一号串行端口、二号串 行端口及通用串行总线端口，串口通信芯片分别与一号串行端口、二号串行端口连接，通用 串行总线通信芯片与通用串行总线端口连接。首先，用户通过人机控制显示模块中人机互动接口的按键设定一些基本信息，如 电机转速、频率、温度等。人机控制显示模块中的控制器一旦检测到这些基本信息，即通过 人机控制显示模块中通信接口的一号串行端口将电机转速信息发送给驱动电机模块的可 编程稳压电源，同时通过人机控制显示模块中通信接口的二号串行端口将频率信息发送给 牵引电机模块的变频器。然后，人机控制显示模块中的控制器就在一直不断的检测是否有 来自性能参数数据采集模块中的实时实测数据，性能参数数据采集模块中的实时实测数据 是通过人机控制显示模块中通信接口的通用串行总线(USB)端口传送给控制器的，控制器将接收到的数据储存并传送给人机互动接口的液晶显示器进行显示，实时实测数据主要包 括静压、流量、转速、扭矩及风速等。串口通信芯片接收到来自控制器的控制端口的脉冲后，分别通过一号串行端口传 送给驱动电机模块的可编程稳压电源和二号串行端口传送给牵引电机模块的变频器，一旦 可编程稳压电源和变频器准备就绪后，将通过一号串行端口和二号串行端口向串口通信芯 片发送就绪脉冲信号，通用串行总线通信芯片通过通用串行总线端口接收来自性能参数数 据采集模块的数据采集卡(型号USB2816)的脉冲信号，然后传送给控制器的控制端口。如图2所示，所述的控制器包括输入端口、输出端口、微处理器(型号S3C2440A)、 存储器(型号HY57v561620CT)、复位芯片(型号CAT1162)、看门狗芯片(型号MAX708)、时 钟晶振(16. 9344MHz)、控制端口和程序下载端口(JTAG)，微处理器分别与输入端口、输出 端口存储器、复位芯片、看门狗芯片、时钟晶振、控制端口及程序下载端口连接。微处理器的 芯片管脚(M10、T11、L11、U13)不断的检测输入端口的电平，该电平信号来自人机互动接口 的按键触发，微处理器将电平信号识别处理后，发送脉冲信号给控制端口，控制端口将脉冲 信号传送给通信接口的串口通信芯片(型号MAX233)，然后微处理器在不断的检测控制端 口来自通信接口的通用串行总线通信芯片的脉冲信号，微处理器将脉冲信号进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于人机互动接口的微型风扇性能测试系统，其特征在于，它具有人机控制显示模块，人机控制显示模块分别与驱动电机模块、性能参数数据采集模块、牵引电机模块连接，人机控制显示模块具有人机互动接口，人机互动接口由按键及液晶显示器组成，人机互动接口的按键与控制器的输入端口连接，人机互动接口的液晶显示器与控制器的输出端口连接，控制器的控制端口分别与通信接口的串口通信芯片及通用串行总线通信芯片连接，通信接口的一号串行端口与驱动电机模块连接，通信接口的二号串行端口与牵引电机模块连接，通信接口的通用串行总线端口与性能参数数据采集模块连接；所述的通信接口包括串口通信芯片、通用串行总线通信芯片、一号串行端口、二号串行端口及通用串行总线端口，串口通信芯片分别与一号串行端口、二号串行端口连接，通用串行总线通信芯片与通用串行总线端口连接。

【技术特征摘要】
一种基于人机互动接口的微型风扇性能测试系统，其特征在于，它具有人机控制显示模块，人机控制显示模块分别与驱动电机模块、性能参数数据采集模块、牵引电机模块连接，人机控制显示模块具有人机互动接口，人机互动接口由按键及液晶显示器组成，人机互动接口的按键与控制器的输入端口连接，人机互动接口的液晶显示器与控制器的输出端口连接，控制器的控制端口分别与通信接口的串口通信芯片及通用串行总线通信芯片连接，通信接口的一号串行端口与驱动电机模块连接，通信接口的二号串行端口与牵引电机模块连接，通信接口的通用串行总线端口与性能参数数据采集模块连接；所述的通信接口包括串口通信芯片、通用串行总线通信芯片、一号串行端口、二号串行端口及通用串行总线端口，串口通信芯片分别与一号串行端口、二号串行端口连接，通用串行总线通信芯片与通用串行总线端口连接。2.根据权利要求1所述的一种基于人机互动接口的微型风扇性能测试系统，其特征在 于所述的控制器包括输入端口、输出端口、微处理器、存储器、复位芯片、看门狗芯片、时钟 晶振、控制端口和程序下载端口，微处理器分别与输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：金英子，张立，朱红亮，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]