CN103675680B - 一种机车电机光电编码器检测仪及检测方法 - Google Patents

一种机车电机光电编码器检测仪及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种机车电机光电编码器检测仪及检测方法，该检测仪包括电源、脉冲调理电路和连接脉冲调理电路的嵌入式芯片；脉冲调理电路用来将光电编码器输出的脉冲信号调理为适合嵌入式芯片检测的信号；嵌入式芯片用于转速脉冲数测量和脉冲电压测量。嵌入式芯片外部扩充存储器和外设接口，用于数据的存储和显示、参数的修改和数据传递；电源采用电池供电和外接隔离电源供电的方式；嵌入式芯片是高集成度嵌入式芯片，其内部集成有多路高速采集器和模拟输入接口。本发明通过采用高集成度嵌入式芯片和电池供电的方式实现了检测系统的小型化，能实现对现场电磁线路的物理隔离，解决机车电机光电编码器检测中变频器调速带来的地线干扰问题。

Description

一种机车电机光电编码器检测仪及检测方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域。
背景技术
目前，机车电机上都安装有光电编码器用于测量电机的转速以给变流器等电机驱动设备反馈信号，因此，机车电机生产厂家通常将光电编码器的检测作为电机出厂试验的一部分。但在实际中光电编码器检测仪都与电机试验台综合在一起，不方便现场抽检和实际工况下的测量，同时实际的机车电机光电编码器检测中常采用变频器调速带动电机转动，容易在地线上引入干扰，影响实际光电编码器输出脉冲的测量。
经检索，没有发现相同的国内现有技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种机车电机光电编码器检测仪及检测方法，以实现机车电机光电编码器检测仪的小型化，并提高在检测过程中的抗干扰能力。
本发明提供如下技术方案：机车电机光电编码器检测仪包括脉冲调理电路和连接脉冲调理电路的嵌入式芯片；所述脉冲调理电路用来将光电编码器输出的脉冲信号调理为适合嵌入式芯片检测的信号；所述嵌入式芯片用于转速脉冲数测量和脉冲电压测量。
所述嵌入式芯片外部扩充存储器和外设接口，用于数据的存储和显示、参数的修改和数据传递。
所述机车电机光电编码器检测仪还包括电源和电源管理器，所述电源采用电池供电和外接隔离电源供电的方式；机车电机光电编码器和嵌入式芯片通过电源管理器连接电源。
所述嵌入式芯片是高集成度嵌入式芯片，其内部集成有多路高速采集器和模拟输入接口，采集频率大于1MHz。
所述脉冲调理包括脉冲输入调理电路和脉冲电压输入调理电路。
所述存储器是FLASH存储器，用于存储脉冲信号数据和其他相关数据；所述外设接口包括显示屏接口、键盘接口和USB接口。
所述机车电机光电编码器检测方法，采用上述机车电机光电编码器检测仪进行检测，包括如下步骤：
A、先将机车电机光电编码器检测仪的脉冲调理电路连接到机车电机光电编码器上，通过外设接口连接好外部设备；外部设备包括显示屏、键盘和计算机；
B、接通电源，电源输出向机车电机光电编码器检测仪和光电编码器供电；
C、机车电机光电编码器测量机车电机的转速，并将相应的脉冲信号输出给脉冲调理电路；脉冲调理电路将机车电机光电编码器输出的脉冲信号调理为适合嵌入式芯片检测的信号并输出给嵌入式芯片；
D、嵌入式芯片进行数据的采集和存储，嵌入式芯片根据接收到的信号进行转速脉冲数测量和脉冲电压测量，将脉冲信号数据和其他相关数据保存到存储器上；
E、将脉冲信号数据和其他相关数据通过显示屏显示出来或通过USB接口上传到其他计算机中，对需要修改的参数作相应的操作，根据测量和分析的结果判断机车电机光电编码器是否符合要求，完成对机车电机光电编码器的检测。
在上述步骤C中，通过脉冲输入调理电路和脉冲电压输入调理电路分别对转速脉冲数信号和脉冲电压信号进行调理并输出给嵌入式芯片。
本发明机车电机光电编码器检测仪采用高集成度嵌入式芯片来完成整个光电编码器的脉冲信号采集和存储，并采用微型化的独立电源来保证检测仪和光电编码器电路与变频器的磁电隔离。
综上所述，本发明所提供的机车电机光电编码器检测仪中，通过采用高集成度嵌入式芯片和电池供电的方式实现了检测系统的小型化，电源采用电池供电和外接隔离电源供电两种方式，能实现对现场电磁线路的物理隔离，使得机车电机光电编码器检测仪小型化并解决机车电机光电编码器检测中变频器调速带来的地线干扰问题。
附图说明
图1是本发明机车电机光电编码器检测仪功能模块示意图。
具体实施方式
本发明机车电机光电编码器检测仪采用高集成度嵌入式芯片和独立电源组成。本发明所提供的机车电机光电编码器检测仪体积更小，能够在现场抽检中及机车上实施使用；同时，由于采用独立电源供电，使得机车电机光电编码器检测仪的整体电路与检测现场其他的电路实现了物理上的电磁隔离，保证了检测信号的完整性。
如图1所示，机车电机光电编码器检测仪包括嵌入式芯片(数据采集控制器)、脉冲调理电路、FLASH存储器、外设接口、电源和电源管理器。脉冲调理电路连接机车电机光电编码器和嵌入式芯片。
其中嵌入式芯片必须内部集成有多路高速采集器和模拟输入采集器，用于转速脉冲数测量和脉冲电压测量，采集频率大于1MHz，这样才能适用于机车电机用光电编码器检测数率要求。
脉冲调理电路用来将光电编码器输出的脉冲信号调理为适合嵌入式芯片检测的信号。脉冲调理包括二个并联的脉冲输入调理电路和脉冲电压输入调理电路。
FLASH存储器用于存储脉冲采样数据，其可通过LCD显示出来或通过USB接口上传到其他计算机中使用，其容量要求大于1Gbyte。
外设接口包括USB接口、LCD接口、键盘接口。
电源采用电池供电为主，同时兼容外接24V或12V隔离电源供电，以满足不同条件下的电源情况。电源连接有电源管理器，电源输出除了向检测仪供电外，还要满足光电编码器的供电要求。
采用上述机车电机光电编码器检测仪进行检测时：
A、先将机车电机光电编码器检测仪的脉冲调理电路连接到机车电机光电编码器上，通过外设接口连接好外部设备；外部设备包括显示屏（LCD）、键盘和计算机；
B、接通电源，电源输出向机车电机光电编码器检测仪和光电编码器供电；
C、机车电机光电编码器测量机车电机的转速，并将相应的脉冲信号输出给脉冲调理电路；脉冲调理电路将机车电机光电编码器输出的脉冲信号调理为适合嵌入式芯片检测的信号并输出给嵌入式芯片通过脉冲输入调理电路和脉冲电压输入调理电路分别将转速脉冲数信号和脉冲电压信号输出给嵌入式芯片。
D、嵌入式芯片进行数据采集和存储，嵌入式芯片根据接收到的信号进行转速脉冲数测量和脉冲电压测量，将脉冲信号数据和其他相关数据保存到存储器上；
E、将脉冲信号数据和其他相关数据通过显示屏显示出来或通过USB接口上传到其他计算机中，对需要修改的参数作相应的操作，根据测量和分析的结果判断机车电机光电编码器是否符合要求，完成对机车电机光电编码器的检测。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种机车电机光电编码器检测仪,其特征是，包括脉冲调理电路和连接脉冲调理电路的嵌入式芯片；所述脉冲调理电路用来将光电编码器输出的脉冲信号调理为适合嵌入式芯片检测的信号；所述嵌入式芯片用于转速脉冲数测量和脉冲电压测量；
所述嵌入式芯片外部扩充存储器和外设接口，用于数据的存储和显示、参数的修改和数据传递；
所述机车电机光电编码器检测仪还包括电源和电源管理器，所述电源采用电池供电和外接隔离电源供电的方式；机车电机光电编码器和嵌入式芯片通过电源管理器连接电源；
所述嵌入式芯片是高集成度嵌入式芯片，其内部集成有多路高速采集器和模拟输入接口，采集频率大于1MHz；
所述脉冲调理电路包括脉冲输入调理电路和脉冲电压输入调理电路；
所述存储器是FLASH存储器，用于存储脉冲信号数据和其他相关数据；所述外设接口包括显示屏接口、键盘接口和USB接口。
2.一种机车电机光电编码器检测方法，其特征是，采用权利要求1所述的机车电机光电编码器检测仪进行检测，包括如下步骤：
A、先将机车电机光电编码器检测仪的脉冲调理电路连接到机车电机光电编码器上，通过外设接口连接好外部设备；外部设备包括显示屏、键盘和计算机；
B、接通电源，电源输出向机车电机光电编码器检测仪和光电编码器供电；
C、机车电机光电编码器测量机车电机的转速，并将相应的脉冲信号输出给脉冲调理电路；脉冲调理电路将机车电机光电编码器输出的脉冲信号调理为适合嵌入式芯片检测的信号并输出给嵌入式芯片；
D、嵌入式芯片进行数据的采集和存储，嵌入式芯片根据接收到的信号进行转速脉冲数测量和脉冲电压测量，将脉冲信号数据和其他相关数据保存到存储器上；
E、将脉冲信号数据和其他相关数据通过显示屏显示出来或通过USB接口上传到其他计算机中，对需要修改的参数作相应的操作，根据测量和分析的结果判断机车电机光电编码器是否符合要求，完成对机车电机光电编码器的检测。
3.根据权利要求2所述的机车电机光电编码器检测方法，其特征是，在步骤C中，通过脉冲输入调理电路和脉冲电压输入调理电路分别对转速脉冲数信号和脉冲电压信号进行调理并输出给嵌入式芯片。
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