CN103575933B - 振动式发动机转速测量仪校准装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动式发动机转速测量仪校准装置及方法，装置包括振动台、上位机、发动机转速测量仪、振动控制仪、线性功率放大器。振动台、振动控制仪及线性功率放大器，能模拟发动机高压喷油所产生的脉动信号以检测发动机转速。使用时只要将振动式发动机转速测量仪接头固定在振动面板上，即可进行发动机转速测量仪的校准。本发明可保证被检振动发动机转速测量仪量值传递的准确性、溯源性，且结构简单实用、携带方便、运行可靠。

Description

振动式发动机转速测量仪校准装置及方法

技术领域

本发明属于发动机转速测量仪校准、检定领域，涉及一种振动式发动机转速测量仪校准装置及方法。

背景技术

随着汽车工业的迅猛发展，车辆状态检测日益重要，发动机转速测量是发动机故障诊断研究的重要内容，也是发动机性能测量中最基本的测量项目之一。发动机转速测量仪可分为柴油发动机转速测量仪和汽油发动机转速测量仪。为规范发动机转速测量仪的校准，国家有关部门制定了机动车发动机转速测量仪校准规范JJF1375-2012。

发明内容

为解决发动机转速测量仪校准量值传递和量值溯源难题，本发明提供一种振动式发动机转速测量仪校准装置及方法，以上位机系统与外部设备交互提高效率。

本发明解决技术问题所采取的技术方案为：

振动式发动机转速测量仪校准装置，包括振动台、上位机、发动机转速测量仪、振动控制仪、线性功率放大器。

发动机转速测量仪测量振动台的振动频率，并转化为转速，在测量仪表面板上显示；振动台、振动控制仪及线性功率放大器组成标准频率信号输入、测量一体化装置，其中振动控制仪一端连接线性功率放大器，另一端连接振动台；振动式发动机转速测量仪安装在振动台的振动台面上，测量振动台振动时的频率；振动台和振动式发动机转速测量仪通过串口连接上位机，完成数据传输与处理。

所述的振动台包括固定支架和振动机构，固定支架作为支撑基座与振动机构相连；所述的振动机构内设有环形弹簧、驱动器、转轴、振动器、轴套、位移输出轴、旋转编码器、振动台面、弹性挡圈、螺旋丝杠、内六角螺栓螺母。环形弹簧通过内六角螺栓螺母与振动机构下表面固定相连，振动机构上表面为振动器的振动台面。驱动器与环形弹簧紧密相连，振动器下表面与转轴相连，振动器上表面与螺旋丝杠相连。螺旋丝杠外表面设置有轴套和弹性挡圈，螺旋丝杠上表面与位移输出轴相连，位移输出轴内嵌有旋转编码器，振动台面上安装压力传感器及加速度传感器。

所述的环形弹簧防止振动冲击过大，造成对振动台的破坏。

所述的螺旋丝杠将转轴的旋转运动转化为直线运动，使振动器上下轴向运动。

所述的螺旋丝杠、轴套及弹性挡圈实现振动台轴向定位，位移输出轴使振动台输出更加精密。

所述的旋转编码器测量位移输出轴的直线位移。

所述的压力传感器和加速度传感器分别测量振动台振动时轴向压力和加速度。

一种振动式发动机转速测量仪校准方法包括三个步骤：

1、根据振动式发动机转速测量仪的量程范围，设定若干个校准点，旋转线性功率放大器频率按钮，依次调整振动台的振动频率。

2、由发动机转速与频率关系，计算出振动台理论转速；振动式发动机转速测量仪测出的振动台转速，上位机自动-记录各校准点时对应实际转速。

3、上位机系统根据理论转速与实际转速，计算出示值误差结果，并给出不确定度，判定结果是否满足控制限，打印校准结果表。

本发明的有益效果：

1、振动台的振动频率、加速度、压力均由计算机控制；示值误差、不确定度及示值重复性均由上位机自动计算生成，自动化程度高、结果准确可靠，可快捷地实现振动式发动机转速测量仪校准。

2、线性功率放大器、振动台及振动控制仪组成的振动式发动机转速模拟装置，使振动台的振动频率输入可调。该装置及方法对发动机转速测量仪进行校准，实现了量值（转速）传递，且保证了量值（转速）溯源性。

3、螺旋丝杠、轴套、弹性挡圈及位移输出轴，组成的振动台输出定位装置，提高了输出精度。

附图说明

图1为本发明装置的主视图。

图2为本发明装置振动台的主视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步说明。

振动式发动机转速测量仪校准装置，如图1所示，包括振动台1、上位机2、发动机转速测量仪3、振动控制仪4、线性功率放大器5。线性功率放大器内置多种备选信号源，通过运算放大器对信号源进行放大，放大信号用来驱动振动器，带动振动台上下运动；内置备选信号源，实现振动频率输入可调。振动台安装旋转编码器、压力及加速度传感器实时测量振动台输出信息，振动控制仪接收输出信息后，通过调节功率放大器信号源，实现振动台自动控制。发动机转速测量仪测量振动台的振动频率，并转化为转速，在测量仪表面板上显示。振动台、振动控制仪及线性功率放大器，组成标准频率（转速）信号输入、测量一体化装置，它能在不启动发动机的情况下，模拟产生并输出现场所需的转速（频率）信号。振动式发动机转速测量仪，在使用前需选择按键缸数和冲程数。假设缸数与冲程数相等，则发动机转速与频率关系为，振动基频信号频率。

如图2所示，振动台包括振动机构19和固定支架6，固定支架作为支撑基座与振动机构相连，振动机构19内含有环形弹簧7、驱动器8、转轴9、振动器10、压力传感器11、加速度传感器12、轴套13、位移输出轴14、旋转编码器15、振动台面16、弹性挡圈17、螺旋丝杠18、内六角螺栓螺母20。

环形弹簧7通过内六角螺栓螺母20与振动机构19下表面固定相连，振动机构19上表面为振动器的振动台面16。驱动器8与环形弹簧7紧密相连，振动器10下表面与转轴9相连，振动器10上表面与螺旋丝杠18相连。螺旋丝杠18外表面与轴套13和弹性挡圈17，螺旋丝杠18上表面与位移输出轴14相连，位移输出轴14内嵌有旋转编码器15，振动台面16安装了压力传感器11及加速度传感器12。环形弹簧7安装在驱动器8和振动机构19之间，可防止振动冲击过大，造成对振动台的破坏。螺旋丝杠18将转轴9的旋转运动转化为直线运动，使振动器上下轴向运动。螺旋丝杠18、轴套13及弹性挡圈17实现振动台轴向定位，位移输出轴14使振动台1输出更加精密。旋转编码器15测量位移输出轴14的直线位移；压力传感器11及加速度传感器12，分别测量振动台振动时轴向压力与加速度。

发动机转速测量仪校准实现方法如下：

依据发动机转速测量仪的量程范围，首先选定若干个所需的校准点。

按照所选的校准点，通过振动控制仪依次旋转线性功率放大器频率按钮，使线性功率放大器频率与标准输入频率完全相同。

根据转速与频率的线性关系，通过线性功率放大器调节标准信号源的频率，并计算出相应的转速（即振动台标准输入频率、转速）。振动台振动时，发动机转速测量仪会测出振动台振动频率和转速。

上位机自动计算振动式发动机转速测量仪的转速误差、示值重复性，给出不确定度，并判断示值误差是否超出控制限，自动生成校准结果表。

依照上述步骤，即可实现振动式发动机转速测量仪校准。

Claims (1)

1.振动式发动机转速测量仪校准装置，包括振动台、上位机、振动式发动机转速测量仪、振动控制仪、线性功率放大器，其特征在于：

振动式发动机转速测量仪测量振动台的振动频率，并转化为转速，在测量仪表面板上显示；振动台、振动控制仪及线性功率放大器组成标准频率信号输入、测量一体化装置，其中振动控制仪一端连接线性功率放大器，另一端连接振动台；振动式发动机转速测量仪安装在振动台的振动台面上，测量振动台振动时的频率；振动台和振动式发动机转速测量仪通过串口连接上位机，完成数据传输与处理；

所述的振动台包括固定支架和振动机构，固定支架作为支撑基座与振动机构相连；所述的振动机构内设有环形弹簧、驱动器、转轴、振动器、轴套、位移输出轴、旋转编码器、振动台面、弹性挡圈、螺旋丝杠、内六角螺栓螺母；环形弹簧通过内六角螺栓螺母与振动机构下表面固定相连，振动机构上表面为振动器的振动台面；驱动器与环形弹簧紧密相连，振动器下表面与转轴相连，振动器上表面与螺旋丝杠相连；螺旋丝杠外表面设置有轴套和弹性挡圈，螺旋丝杠上表面与位移输出轴相连，位移输出轴内嵌有旋转编码器，振动台面上安装压力传感器及加速度传感器；

所述的环形弹簧防止振动冲击过大，造成对振动台的破坏；

所述的螺旋丝杠将转轴的旋转运动转化为直线运动，使振动器上下轴向运动；

所述的螺旋丝杠、轴套及弹性挡圈实现振动台轴向定位，位移输出轴使振动台输出更加精密；

所述的旋转编码器测量位移输出轴的直线位移；

所述的压力传感器和加速度传感器分别测量振动台振动时轴向压力和加速度。