CN109541251A - 电机转速分段测量方法及测量装置 - Google Patents

电机转速分段测量方法及测量装置 Download PDF

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CN109541251A CN201910004505.8A CN201910004505A CN109541251A CN 109541251 A CN109541251 A CN 109541251A CN 201910004505 A CN201910004505 A CN 201910004505A CN 109541251 A CN109541251 A CN 109541251A
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    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/36—Devices characterised by the use of optical means, e.g. using infrared, visible, or ultraviolet light

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Abstract

本发明公开了一种电机转速分段测量方法，包括以下步骤：S1：将待测电机的转速范围分为k个转速区间(k≥2)，每个转速区间均配置一用于采集转速数据的光栅和光耦，其中，转速区间的转速值越大，对应光栅的叶片数或歇槽数越少；S2：启动待测电机，信号处理单元获取待测电机的设置转速，并判断所述设置转速处于哪个转速区间；S3：根据设置转速处于的转速区间，信号处理单元获取对应的光耦在t时间内采集的脉冲信号总数s以及光栅的叶片数或歇槽数i，计算出待测电机的实际转速n，其中n＝s/(i·t)。本发明还公开了一种电机转速分段测量装置。本发明的电机转速分段测量方法，在很广的转速范围内，测得的转速都很准确。

Description

电机转速分段测量方法及测量装置
技术领域
本发明涉及转速测量技术领域，具体涉及一种电机的转速分段测量方法及测量装置。
背景技术
微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上，自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。
离心式微流控芯片是通过马达旋转盘状芯片产生的离心力处理流体，从而实现不同流体的混合和反应。由于不需要繁杂的***驱动设备，只需要调节转速就能控制驱动力，进而控制流体运动，且不受地球引力的约束，因而具有极大的优越性，不仅极大降低了分析成本，而且检测时间短，灵敏度高，便于携带，引领生化分析仪器向智能化和微型化发展。
现有的离心设备都是通过光栅配合反射光耦或对射光耦配合来测定转速，如图1所示，当采用反射光耦采集时，光栅旋转会周期性遮蔽反射光耦，每次遮蔽都会产生脉冲信号，因此可以得出：
转速＝脉冲信号总算/光栅的叶片数/时间；
如图2所示，当采用对射光耦采集时，光栅旋转会周期性打开对射光耦的光路，每次打开都会产生脉冲信号，因此可以得出：
转速＝脉冲信号总算/光栅的歇槽/时间；
以上两种测速方式在转速范围较小的情况下是没有问题的，但是转速范围太大就不行了，测得的转速误差较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电机转速分段测量方法，该转速分段测量方法在很广的转速范围内，测得的转速都很准确。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电机转速分段测量方法，包括以下步骤：
S1：将待测电机的转速范围分为k个转速区间(k≥2)，每个转速区间均配置一用于采集转速数据的光栅和光耦，其中，转速区间的转速值越大，对应光栅的叶片数或歇槽数越少；
S2：启动待测电机，信号处理单元获取待测电机的设置转速，并判断所述设置转速处于哪个转速区间；
S3：根据设置转速处于的转速区间，信号处理单元获取对应的光耦在t时间内采集的脉冲信号总数s以及光栅的叶片数或歇槽数i，计算出待测电机的实际转速n，其中n＝s/(i·t)。
本发明中，通过将电机的转速范围分成多个转速区间，每个转速区间采用对应的光栅和光耦进行分段测速。其中，在低转速区间，采用叶片或歇槽较多的光栅进行测速，这样测定的转速值比较准确；而在高转速区间，采用叶片或歇槽较少的光栅进行测速，这样测定的转速值比较准确。从而，本发明的分段测量方法，在电机的全量程范围内均测速准确。
本发明中优选的方案为，步骤S1中，所述光栅为叶片光栅，所述光耦为反射光耦。
本发明中优选的方案为，步骤S1中，所述光栅为歇槽光栅，所述光耦为对射光耦。
本发明中优选的方案为，步骤S1中，将待测电机的转速范围分为2个转速区间，分别为0～5000rpm和5000～10000rpm。
本发明中优选的方案为，步骤S2中，所述信号处理单元为单片机。
本发明中优选的方案为，步骤S3中，所述信号处理单元电性连接有显示单元，所述显示单元用于显示电机的设置转速和/或实际转速。
本发明中优选的方案为，步骤S3中，所述信号处理单元电性连接有转速反馈单元，所述转速反馈单元获取待测电机的实际转速并传输给电机的控制***，以修正电机的转速。
此外，本发明还提供了一种电机转速分段测量装置，所述电机的转轴上依次固定有至少两个光栅，所述光栅的叶片数或歇槽数各不相同；所述电机的端面上固定设置有安装板，所述安装板上对应每个光栅均设有光耦。
本发明中优选的方案为，所述光栅为叶片光栅，所述光耦为反射光耦。
本发明中优选的方案为，所述光栅为歇槽光栅，所述光耦为对射光耦。
本发明的有益效果：
本发明的电机转速分段测量方法，通过将电机的转速范围分成多个转速区间，每个转速区间采用对应的光栅和光耦进行分段测速。其中，在低转速区间，采用叶片或歇槽较多的光栅进行测速，这样测定的转速值比较准确；而在高转速区间，采用叶片或歇槽较少的光栅进行测速，这样测定的转速值比较准确。从而，本发明的分段测量方法，在电机的全量程范围内均测速准确。
附图说明
图1是现有技术中采用反射光耦测速的示意图；
图2是现有技术中采用对射光耦测速的示意图；
图3是本发明一实施例的电机转速分段测量装置的示意图；
图中标号说明：
110、光栅；120、反射光耦；130、对射光耦；
200、安装板；210、安装槽；
310、第一光栅；320、第二光栅；330、歇槽；
410、第一对射光耦；420、第二对射光耦；
500、主轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图3所示，本发明的电机转速分段测量装置的一实施例，包括一离心电机。离心电机的上端面上固定设置有一方形的安装板200，且离心电机的主轴500穿过安装板200的中部位置。
离心电机的主轴500上自下而上依次固定有第一光栅310和第二光栅320，第一光栅310和第二光栅320均呈圆盘状，第一光栅310和第二光栅320的盘面上均匀开设有多个歇槽330。其中，第二光栅330盘面上的歇槽330的个数少于第一光栅310。
安装板200位于离心电机主轴500两侧的位置各设有一安装槽210，安装槽210中分别固定设置有第一对射光耦410和第二对射光耦420，其中，第一对射光耦410与第一光栅310配合测速，而第二对射光耦420与第二光栅320配合测速。
在一种实施例中，第一光栅310和第二光栅320可选择为具有多个叶片的叶片光栅，其中，第二光栅320盘面上的叶片的个数少于第一光栅310。相对应的光耦可选择为反射光栅。
本实施例中，电机转速分段测量装置还包括信号处理单元，优选为单片机。该信号处理单元用于获取待测离心电机的设置转速，并判断所述设置转速处于哪个转速区间；此外，信号处理单元还获取对应的光耦在预定时间内采集的脉冲信号总数以及光栅的叶片数或歇槽数，从而计算出离心电机的实际转速。
本实施例中，电机转速分段测量装置还包括一显示单元，该显示单元与信号处理单元电性连接，用于显示离心电机的设置转速和实际转速。
本实施例中，电机转速分段测量装置还包括与信号处理单元电性连接的转速反馈单元，该转速反馈单元获取待测电机的实际转速并传输给电机的控制***，以修正电机的转速。
本实施例的电机转速分段测量装置对应的分段测量方法，包括以下步骤：
S1：根据待测离心电机的转速范围(0-10000rpm)，将其分为2个转速区间，分别为0-5000rpm和5000-10000rpm；每个转速区间均配置一用于采集转速数据的第一光栅和第一对射光耦、第二光栅和第二对射光耦，其中，第二光栅盘面上的歇槽的个数少于第一光栅；
S2：设置好离心电机的转速并启动，信号处理单元获取待测离心电机的设置转速，并判断所述设置转速处于哪个转速区间；
S3：根据设置转速处于的转速区间，信号处理单元获取对应的光耦在t时间内采集的脉冲信号总数s以及光栅的歇槽数i，计算出待测离心电机的实际转速n，其中n＝s/(i·t)；
S4：显示单元获取信号处理单元传输过来的设置转速和实际转速，并显示出来；
S5：转速反馈单元获取待测电机的实际转速并传输给离心电机的控制***，离心电机的控制***根据收到的实际转速，修正离心电机的转速。
本实施例的电机转速分段测量方法，通过将电机的转速范围分成2个转速区间，每个转速区间采用对应的光栅和光耦进行分段测速。其中，在低转速区间(0-5000rpm)，采用歇槽较多的光栅进行测速，这样测定的转速值比较准确；而在高转速区间(5000-10000rpm)，采用歇槽较少的光栅进行测速，这样测定的转速值比较准确。从而，本实施例的分段测量方法，在电机的全量程范围内均测速准确。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种电机转速分段测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将待测电机的转速范围分为k个转速区间(k≥2)，每个转速区间均配置一用于采集转速数据的光栅和光耦，其中，转速区间的转速值越大，对应光栅的叶片数或歇槽数越少；
S2：启动待测电机，信号处理单元获取待测电机的设置转速，并判断所述设置转速处于哪个转速区间；
S3：根据设置转速处于的转速区间，信号处理单元获取对应的光耦在t时间内采集的脉冲信号总数s以及对应的光栅的叶片数或歇槽数i，计算出待测电机的实际转速n，其中n＝s/(i·t)。
2.如权利要求1所述的电机转速分段测量方法，其特征在于，步骤S1中，所述光栅为叶片光栅，所述光耦为反射光耦。
3.如权利要求1所述的电机转速分段测量方法，其特征在于，步骤S1中，所述光栅为歇槽光栅，所述光耦为对射光耦。
4.如权利要求1所述的电机转速分段测量方法，其特征在于，步骤S1中，将待测电机的转速范围分为2个转速区间，分别为0～5000rpm和5000～10000rpm。
5.如权利要求1所述的电机转速分段测量方法，其特征在于，步骤S2中，所述信号处理单元为单片机。
6.如权利要求1所述的电机转速分段测量方法，其特征在于，步骤S3中，所述信号处理单元电性连接有显示单元，所述显示单元用于显示电机的设置转速和/或实际转速。
7.如权利要求1所述的电机转速分段测量方法，其特征在于，步骤S3中，所述信号处理单元电性连接有转速反馈单元，所述转速反馈单元获取待测电机的实际转速并传输给电机的控制***，以修正电机的转速。
8.一种电机转速分段测量装置，其特征在于，所述电机的转轴上依次固定有至少两个光栅，所述光栅的叶片数或歇槽数各不相同；所述电机的端面上固定设置有安装板，所述安装板上对应每个光栅均设有光耦。
9.如权利要求8所述的电机转速分段测量装置，其特征在于，所述光栅为叶片光栅，所述光耦为反射光耦。
10.如权利要求8所述的电机转速分段测量装置，其特征在于，所述光栅为歇槽光栅，所述光耦为对射光耦。
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