CN103197091B - 短距急拉速度校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于漆包线速度测量领域，公开了一种短距急拉速度校准装置。该装置包括激光测量系统、PCI采集系统、急拉断试验仪、数据分析系统。高精度激光传感器经由固定安装支座安装在急拉断试验仪的固定夹头上，并确保激光测量点对准反光装置的中心区域；在动夹头的移动过程中，激光发射器通过镜头将红色激光射向反光装置，经反光装置反射的激光通过高精度激光传感器的接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收后输出信号；PCI采集系统采集并存储数据，然后由数据软件分析系统在急拉过程结束后对采集到的信号进行分析处理，最终把移动夹头的实际移动状况用曲线实时显示。该装置可以满足各级计量技术部门对短距高速参量进行有效检测的要求。

Description

短距急拉速度校准装置

技术领域

本发明属于漆包线速度测量领域，更具体的涉及一种短距急拉速度校准装置，该装置能够满足计量技术部门对短距高速参量进行有效检测的要求。

背景技术

漆包线漆膜附着性是漆膜经受伸长机械应力而不发生可见开裂或与导体分离的综合性能，反映了绕组线经受拉伸、卷绕、弯曲或扭绞等外作用力时，其绝缘层不发生开裂或失去附着性的能力。

现有技术中使用急拉断试验仪监测漆膜对导体的附着性能力，急拉断试验仪是用气泵产生气压，经三联件稳压、过滤并产生油雾之后，再经阀门控制使气缸活塞以>2m/s的速度位移，将漆包圆线急速拉断，用以检测漆包圆线漆膜的附着性能。

JB/T4279.5-2008《漆包绕组线试验仪器设备检定方法  第5部分：急拉断试验仪》中对急拉速度的校准方法为：将一条10mm±0.1mm宽金属片固定于活动夹具上，急拉时在金属片遮住光照期间，脉宽为0.01ms的脉冲信号通过光电控制输出，脉冲数n由专用仪器测定，急拉速度v=1000/n。

上述方法存在的问题是：1）只能测量有限个离散的速度点，不能对整个急拉过程连续测量，更不能对急拉时“启动-加速-停止”完整过程进行有效分析；2）只能测量某一特定距离内的平均速度，而JB/T4279.5-2008要求的急拉速度为最大瞬时速度；3）测量结果受宽金属片长度、装夹角度、光敏准确度、脉冲计数等因素影响，造成测量结果准确度较差，因测量数据的离散性，无法校准修正。

发明内容

1、本发明的目的。

本发明目的是要提供一种能够对漆包线急拉断试验仪急拉速度进行准确测量的校准装置，能够全程过程连续分析，解决目前计量技术部门无法对短距高速参数进行有效检测的难题。

2、本发明所采用的技术方案。

整个装置包括数据分析系统1、PCI采集系统2、激光测量系统、急拉断试验仪6，激光测量系统包括激光传感器和反光装置。高精度激光传感器7经由固定安装支座3安装在急拉断试验仪6的固定夹头4上，并确保激光测量点对准反光装置8的中心区域；在移动夹头5的移动过程中，激光发射器通过镜头将红色激光射向反光8装置，经反光装置8反射的激光通过高精度激光传感器7的接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收后输出信号； PCI采集系统2将激光传感器7的输出信号进行采集并存储，然后由数据软件分析系统在急拉过程结束后对采集到的信号进行分析处理，最终把移动夹头5的实际移动状况用曲线实时显示。

PCI采集系统采集数据：因激光位移传感器的采样周期为1ms,故AD采样速率需达10kHz,以确保对传感器位移数据的准确获取，确保测量准确度。

3、本发明的有益效果。

1）本发明通过数据采集及分析处理能对急拉类仪器短距内的“启动—加速—停止”过程进行完整分析，可显示每1ms内的近似瞬时速度、任一时间段的平均速度和全过程平均速度，能找到整个运动过程的最大瞬时速度和其对应的位移和时间点。

2）本发明还可以将数据采集信号生成多种曲线形式，即速度/时间、位移/时间、速度/位移等，从而进行实时的分析。

附图说明

图1是根据本发明的系统测量原理图。

图2是本发明的系统结构图。

具体实施方式

以下结合附图，详细说明本发明的实施方式。

实施例

本发明选用激光传感器IL-300，测量范围：160～450（有效量程范围290mm），光电直径：φ500 μm，线性度：±0.25%FS(160mm～440mm)，重复性：30μm，采样速率：0.33/1/2/5ms，温度特性：0.08%FS/℃。

PCI数据采集，线性度：±0.01%FS，重复性：±0.005%FS，采样速率：0.1ms，温度特性：0.01%FS/℃。

参见图1，激光测量系统对急拉断试验仪动夹头的实时位移量进行测量并转换为电信号，该信号经由高精度高速PCI数据采集系统采集并存储，由数据软件分析系统在急拉过程结束后对采集到的信号进行分析处理，最终把移动夹头的实际移动状况用位移/时间、速度/时间和速度/位移曲线实时显示。

参见图2，把高精度激光传感器7经由固定安装支座3安装在急拉断试验仪6的固定夹头4上，并确保激光测量点对准反光装置8的中心区域。在移动夹头5的移动过程中，激光发射器通过镜头将红色激光射向反光8装置，经反光装置8反射的激光通过高精度激光传感器7的接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收后输出信号。高速PCI采集系统2将激光传感器7的输出信号进行采集并存储，因激光位移传感器的采样周期为1ms,所以AD采样速率需达10kHz,，由数据软件分析系统1在急拉速度结束后对采集到的数据进行分析处理，如急拉速度为1m/s时，10mm位移距离约需10ms，激光传感器如以1ms的采样速率，约可以传送10次数据，如急拉速度为5m/s时，10mm位移距离约需2ms，激光传感器如以1ms的采样速率，约可以传送2次数据，两次传送的位移变化率，就是该段位移的急拉速度。

数据软件分析系统1的急拉速度计算方法采用堆栈法，预设采样次数10次，堆栈中的数据采用挤出法，保留10次的数据于堆栈中，采用挤出法即后进先出的方法对数据进行舍弃。

根据激光传感器的采样率，刷新急拉速度，即1ms计算一次，计算公式如下：V = 堆栈中累加位移/(次数*采样时间)。

本装置的技术指标：1、位移量程：≤250 mm160～450），2、位移误差：±0.1mm，3、速度量程：≤10m/s,4、速度误差：±1%，5、位移采样率：1ms，6、AD采样速率：10kHz。通过电脑显示器对移动夹头5的实际移动状况用位移/时间、速度/时间和速度/位移曲线实时显示。

上述实施例不以任何方式限制本发明，凡是采用等同替换或等效变换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1. 一种短距急拉速度校准装置，其特征在于：包括数据分析系统（1）、PCI采集系统（2）、激光测量系统、急拉断试验仪（6）、激光测量系统包括激光传感器（7）和反光装置（8）；把高精度激光传感器（7）经由固定安装支座（3）安装在急拉断试验仪（6）的固定夹头（4）上，并确保激光测量点对准反光装置（8）的中心区域；在移动夹头（5）的移动过程中，激光发射器通过镜头将红色激光射向反光（8）装置，经反光装置（8）反射的激光通过高精度激光传感器（7）的接收器镜头，被内部的CCD线性相机接收后输出信号； PCI采集系统（2）将激光传感器（7）的输出信号进行采集并存储，然后由数据软件分析系统在急拉过程结束后对采集到的信号进行分析处理，最终把移动夹头（5）的实际移动状况用曲线实时显示。

2. 根据权利要求1所述的短距急拉速度校准装置，其特征在于：所述的移动夹头（5）实际移动状况用位移/时间、速度/时间和速度/位移实时显示。

3. 根据权利要求1或2所述的短距急拉速度校准装置，其特征在于：所述的激光传感器（7）的输出信号传送到PCI采集系统中的位移变化率为急拉速度，计算急拉速度采用堆栈法，保留设定采样次数的数据在堆栈中，超出设定次数的数据采用挤出法舍弃。

4. 根据权利要求3所述的短距急拉速度校准装置，其特征在于所述的急拉速度计算公式为：V = 堆栈中累加位移/(次数*采样时间)。

5. 根据权利要求1所述的短距急拉速度校准装置，其特征在于：所述的PCI采集系统位移采样率：1ms，AD采样速率为10kHz。

6. 根据权利要求3所述的短距急拉速度校准装置，其特征在于：设定采样次数为2-10次。