[發明專利]可調節電機轉速測量裝置及其測量方法

在審

• 申請號: 202010633308.5
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111948422A
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 張永剛;司文凱;倪振興;肖健
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: G01P3/481
• 分類號: G01P3/481;G01P1/00;G01P1/04;G01P1/08;H03K19/0175
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 陳娟

本發明公開了可調節電機轉速測量裝置及其測量方法，包括信號采集部分、控制芯片、按鍵輸入部分和顯示輸出部分，信號采集部分選用編碼器，該編碼器的信號采集測采用6N137光耦芯片實現電氣隔離，并且其輸入端串聯接入滑動變阻器以增加輸入信號的電壓范圍。本發明的可調節電機轉速測量裝置及其測量方法，通過增設的按鍵輸入模塊可以根據實際中編碼器的線數來進行實時調整，可以很好的適用于大多數場合的要求，本發明在電機高速和低速時分別使用了不同的算法以適應對電機轉速控制精度的要求，轉速精度可以達到0.01r/min，本發明操作簡單，總體設計較為廉價，對降低使用成本，不同的復雜場合都可以達到很好的要求。

技術領域

本發明涉及電機測量技術領域，尤其涉及可調節電機轉速測量裝置及其測量方法。

背景技術

如今電機已經是我們生活中經常接觸的儀器，無論是宇宙飛船還是深潛海底幾萬米的潛艇都需要電機來執行設備中需要運動的部分，所以對電機控制技術的要求是十分重要的，很多場所我們需要對電機的轉速進行精準的閉環控制，進而實現我們對目標移動或者跟蹤目標的要求，這需要我們對電機的實時轉速進行相應的反饋，除此之外在開環控制中，也同樣需要得知轉速的數值，通過人為的改變給定頻率或者電壓的方法進行粗略的轉速控制。目前市場上有很多轉速測量儀器，部分測速產品，對編碼器需要進行配套設置，內部轉速的計算方法較為單一，沒有考慮高低速時，采樣所表現不同的特性，這使得普遍存在著準確性不高，而設定規定線數的測速儀器，無法應對不同環境要求，導致適用性不廣，有些產品過于笨重，難于在一些復雜的場合下進行安裝，而高性能的測量儀器需要高于常規十幾倍或者幾十倍的價格，這使得用戶需要額外承擔經濟負擔。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出可調節電機轉速測量裝置，針對于300-2000線數的旋轉編碼器可以通過設置，進行準確測量，同時使用元器件較少，成本較為低廉。

本發明提出可調節電機轉速測量裝置，包括信號采集部分、控制芯片、按鍵輸入部分和顯示輸出部分，信號采集部分選用編碼器，該編碼器的信號采集測采用6N137光耦芯片實現電氣隔離，并且其輸入端串聯接入滑動變阻器以增加輸入信號的電壓范圍，采用6N137高速光耦對編碼器的信號進行光電隔離，保護了控制電路的安全。

優選的，按鍵輸入部分為由六個按鈕組成的按鍵輸入模塊，通過按鍵輸入模塊更新編碼器內部的線數，實際在用戶使用過程中可能會因為設備的升級或原裝的編碼器的損害又缺少相同型號的編碼器材，以至于不得不用其他品牌的編碼器作為替代，為此可能編碼器的線數會有所改變，這導致原先的測速計算方法將不再準確，因此，本發明通過按鍵輸入模塊可以對編碼器的線數進行相關的設置，芯片內部會利用最新更新的線數進行計算轉速，從而達到準確測量。

優選的，按鍵輸入部分的六個按鈕分別為K1-設置按鈕，K2-數值增加1000 按鈕，K3-數值加100按鈕，K4-數值加10按鈕，K5-數值加1按鈕，K6-設置完成按鈕；其中K1-設置按鈕還帶有自動復位功能。

優選的，顯示輸出部分采用四個共陰極數碼管來進行顯示轉速，所述數碼管采用74HC595驅動芯片以并行輸出的方式所驅動，74HC595驅動芯片能夠減少使用芯片引腳，驅動芯片以并行輸出的方式則可以達到減少數碼管閃爍感，增強了顯示效果。

優選的，顯示輸出部分根據電機的轉速分為三種顯示方式，分別為小于 100r/min時顯示精度為0.01r/min，大于100r/min且小于1000r/min顯示精度為0.1r/min，大于1000r/min顯示精度為1r/min，三種不同的顯示方式可以適應對電機轉速控制精度的要求。