CN104075902B - 一种电梯限速器测试仪检定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电梯限速器测试仪检定装置，包括主机，所述主机外壳上设有按键及显示器，所述主机内部设有处理器，所述数字信号处理器包括步进电机控制电路、测速电路、电气动作脉冲信号产生电路和机械动作产生电路；所述主机的第一端口连接有一驱动装置，所述驱动装置可连接标准转速发生轮盘和模拟限速器轮盘，或者其中的一种，所述转速发生轮盘可产生标准转速，所述模拟限速器轮盘自由端可连接有电梯限速器测试仪的电机；本发明的优点有：本发明在具有电梯限速器模拟装置的同时，增加了标准转速发生装置，大大提高了检测的准确度，可以获得精确的误差结果；本发明可以单独检测测试仪上的转速传感器，可以检测不带电机的电梯限速器测试仪。

Description

一种电梯限速器测试仪检定装置

技术领域

本发明涉及电梯限速器测试仪检定领域，特别是一种具有标准转速发生装置的电梯限速器测试仪检定系统。

背景技术

电梯限速器，是电梯安全保护系统中的安全控制部件之一。当电梯在运行中无论何种原因使轿厢发生超速，甚至发生坠落的危险，而所有其他安全保护装置不起作用的情况下，则限速器和安全钳发生联动动作，使电梯轿厢停止。

现有的电梯限速器测试仪检测装置仅仅是简单的模拟电梯限速器，并且不能产生机械制动，使得模拟轮盘动作时轮盘不能立即停止，导致动作速度检测不准确。在检测时需要电梯限速器测试仪自带的电机带动模拟装置的轮盘转动，同时将转速传感器对准轮盘边缘，测量轮盘线速度。整个过程中必须要有电机带动轮盘，且因为依靠橡胶轮的摩擦带动轮盘，轮盘的转速非常不稳定，导致转速传感器在测量线速度时也非常不稳定，因此难以获得准确的检测结果，所以现有产品不能单独检测转速传感器，不能检测不带电机的电梯限速器测试仪。没有标准转速的发生装置不能产生恒定的转速，所以检测的准确度不高，难以得到精确的误差结果，检测不够全面，检测的适应性不强。

目前，对电梯限速器测试仪的检定研究较少，特别是现有技术存在一些明显的缺点：

1、不能产生标准转速，所以不能设定多个检测点以恒定转速检测电梯限速器测试仪；

2、不能检测不带电机的电梯限速器测试仪，即不能单独检测转速传感器。

3、不能产生机械制动，使得模拟轮盘动作时轮盘不能立即停止，导致动作速度检测不准确。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种电梯限速器测试仪检定装置，其不仅具有常规的电梯限速器模拟装置，也具有可机械制动的装置，同时也具有标准转速发生装置。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种电梯限速器测试仪检定装置，其特征在于，包括主机，所述主机外壳上设有按键及显示器，所述按键用于参数的设定，所述显示器用于参数及测试结果的显示；所述主机内部设有处理器，所述信号处理器包括步进电机控制电路、测速电路、电气动作脉冲信号产生电路和机械动作产生电路；所述主机的第一端口连接有一驱动装置，所述驱动装置可连接标准转速发生轮盘和模拟限速器轮盘，或者其中的一种，所述标准转速发生轮盘可产生标准转速，所述模拟限速器轮盘自由端可连接有电梯限速器测试仪的电机；所述标准转速发生轮盘上设有小磁钢或反光标签，用于检测测试仪的转速传感器。

一种电梯限速器测试仪检定装置，其特征在于，所述处理器为数字信号处理器DSP。

一种电梯限速器测试仪检定装置，其特征在于，所述驱动装置为步进电机。

一种电梯限速器测试仪检定装置，其特征在于，所述步进电机上连接有标准转速发生轮盘，所述主机上的第二端口连接有直流电机，所述直流电机连接有模拟限速器轮盘，所述直流电机用于产生机械动作，使模拟限速器轮盘突然停止。

一种电梯限速器测试仪检定装置，其特征在于，所述步进电机上连接有标准转速发生轮盘，所述主机上的第二端口连接有模拟限速器机械制动轮盘，所述轮盘自由端连接有电梯限速器测试仪的电机，所述主机上还设有第三端口，所述第三端口连接有转速频率仪，用于准确检测模拟限速器机械动作轮盘的机械动作速度。

一种电梯限速器测试仪检定装置的检测方法，其特征在于，所述标准转速发生轮盘的检测具体步骤包括：

步骤一，由键盘管理电路输入参数，设置步进电机转速、标准转速发生轮盘的直径大小；

步骤二，参数通过串口发送给处理器，根据设置的参数，通过步进电机控制电路使步进电机带动标准转速发生轮盘按设定的转速旋转；

步骤三，在电梯限速器测试仪上设置好标准转速发生轮盘的直径大小，将测试仪的转速传感器对准标准转速发生轮盘，测量该轮盘的速度大小；

步骤四，检定装置由自身的光电正交编码器测量轮盘速度的大小，比较检定装置及测试仪检测的轮盘速度大小，如果误差在规定的范围之内，那么说明电梯限速器测试仪的速度测量准确；

一种电梯限速器测试仪检定装置的检测方法，其特征在于，所述模拟限速器轮盘的检测具体步骤包括：

步骤一，由键盘管理电路输入参数，设置模拟限速器轮盘的直径大小、电气动作速度大小和机械动作速度大小；

步骤二，将设置的参数发送给处理器控制部分，在电梯限速器测试仪上设置模拟限速器轮盘直径的大小，并使测试仪的电机带动模拟限速器轮盘缓慢加速，当速度达到设定的电气动作速度大小的时候，处理器产生一个电气动作脉冲信号，电梯限速器测试仪检测到该信号时，记录下此时的电气动作速度大小；

步骤三，测试仪的电机带动模拟限速器轮盘继续加速，当到达设定的机械动作速度大小的时候，处理器控制检定装置的电机产生机械动作，使模拟限速器轮盘突然停止，测试仪同时检测并记录下此时的机械动作速度；

步骤四，比较测试仪记录的电气动作速度大小和检定装置设置的电气动作速度大小之间的误差。比较测试仪记录的机械动作速度大小和检定装置设置的机械动作速度大小之间的误差。若以上两种误差均在允许的范围之内，说明电梯限速器测试仪动作速度测量准确。

一种电梯限速器测试仪检定装置的检测方法，其特征在于，当第二端口连接有模拟限速器机械制动轮盘时，检测的具体步骤包括：

步骤一，由键盘管理电路输入参数，设置模拟限速器机械制动轮盘的直径大小；

步骤二，转速频率仪对准模拟限速器机械动作轮盘，使测试仪的电机带动模拟限速器机械制动轮盘缓慢加速，当达到一定速度时，模拟限速器机械制动轮盘中的质量块带动飞臂脱离弹簧，从而勾住固定棘齿，使模拟限速器机械制动轮盘机械停止；

步骤三，转速频率仪检测模拟限速器机械动作轮盘其机械停止时的动作速度，并记录下来，同时测试仪检测并记录机械停止时的动作速度；

步骤四，比较测试仪记录的机械动作速度大小和转速频率仪记录的机械动作速度大小之间的误差，若在允许的范围之内，说明电梯限速器测试仪动作速度检测准确。

本发明的原理为：电梯限速器测试仪检测电梯限速器时，检测的主要内容是电梯限速器动作速度的大小，根据电梯限速器测试仪的检测内容和原理，提出的电梯限速器测试仪检定装置要检测的主要参数包括：(1)初速度的大小，该速度检测的范围是0～30m/s，分辨力是0.001m/s，最大允许的误差是±0.2％，检测方法是由检定装置产生标准转速，电梯限速器测试仪速度测量和检定装置速度测量对比进行；(2)动作速度的大小，①包括电气动作速度大小和机械动作速度的大小，该参数在检定装置上设置，由电梯限速器测试仪带动检定装置的轮盘转动，达到设定动作速度的大小的时候，由检定装置产生相应的动作信号，测试仪检测到动作速度的大小与检定装置实际设定或测量的动作速度的大小进行对比，看是否在误差范围之内；②将具有机械制动轮盘直接连接在检定装置上，测试仪内置有高精度转速频率仪(精度高于测试仪)，同时检测限速器模拟机械制动轮盘的机械动作速度，测试仪检测到动作速度的大小与转速频率仪测得的动作速度的大小进行对比，看是否在误差范围之内。

本发明的有益之处在于：1.本发明在具有电梯限速器模拟装置的同时，增加了标准转速发生装置，大大提高了检测的准确度，可以获得精确的误差结果；2.本发明因具有可机械停止的模拟限速器机械制动轮盘，因而使得轮盘停止更加迅速，完全模拟了电梯限速器的工作状态，使得检测过程更加接近现场。3.本发明可以单独检测测试仪上的转速传感器，可以检测不带电机的电梯限速器测试仪，可以任意设定轮盘直径，进而设定多个转速检测点；4.本发明的核心控制器采用DSP进行处理，并采用了多线的光电旋转编码器，速度测量分辨率高，计算速度快，实时性好，采用步进电机作为速度产生源，控制简单，成本低；5.灵敏度高，精度高，对电梯限速器测试仪进行全面的检测，使用方便，便于携带，提高了效率。

附图说明

图1是本发明的电梯限速器测试仪检定装置第一种示意图；

图2是本发明的电梯限速器测试仪检定装置第二种示意图；

图3是本发明的电梯限速器测试仪检定装置第三种示意图；

图4是本发明的电梯限速器测试仪检定装置信号走向示意图。

图中附图标记的含义：

1.主机，2.显示器，3.按键，4.第一端口，5.步进电机，6.标准转速发生轮盘，7.模拟限速器轮盘，8.电梯限速器测试仪电机，9.第二端口，10.电机，11.模拟限速器机械制动轮盘，12.第三端口，13.转速频率仪。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

结合图1和图4，本发明的电梯限速器测试仪检定装置，包括主机1，所述主机1外壳上设有按键3及显示器2，所述按键3用于参数的设定，所述显示器2用于参数及检测结果的显示，该部分以单片机为控制核心，主要包括键盘管理电路，液晶显示电路和串口通讯电路；所述主机1内部设有DSP(图中未示出)，所述DSP包括步进电机控制电路、测速电路、电气动作脉冲信号产生电路和机械动作产生电路；所述主机1的第一端口4连接有步进电机5，所述步进电机5同时连接标准转速发生轮盘6和模拟限速器轮盘7，步进电机5用于驱动标准转速发生轮盘6的转动，以及使模拟限速器轮盘7停止，所述模拟限速器轮盘7自由端连接有电梯限速器测试仪的电机8，用于带动模拟限速器轮盘7的转动；所述标准转速发生轮盘6上设有小磁钢和反光标签(图中未示出)，用于电梯限速器测试仪检测标准转速发生轮盘6的速度。

结合图2和图4，本发明的电梯限速器测试仪检定装置，包括主机1，所述主机1外壳上设有按键3及显示器2，所述按键3用于参数的设定，所述显示器2用于参数及检测结果的显示，该部分以单片机为控制核心，主要包括键盘管理电路，液晶显示电路和串口通讯电路；所述主机1内部设有DSP(图中未示出)，所述DSP包括步进电机控制电路、测速电路、电气动作脉冲信号产生电路和机械动作产生电路；所述主机1的第一端口4连接有一步进电机5，所述步进电机5同时连接标准转速发生轮盘6，所述主机1上的第二端口9连接有直流电机10，所述直流电机10连接有模拟限速器轮盘7，所述直流电机10用于产生机械动作，使模拟限速器轮盘7停止；所述模拟限速器轮盘7自由端连接有电梯限速器测试仪的电机8，用于带动模拟限速器轮盘7的转动；所述标准转速发生轮盘6上设有小磁钢和反光标签(图中未示出)，用于测试仪检测标准转速发生轮盘6的速度；该设置可提高2种轮盘的使用效率及精度，且可同时检测标准转速发生轮盘6及模拟限速器轮盘7。

结合图3，本发明的电梯限速器测试仪检定装置，包括主机1，所述主机1外壳上设有按键3及显示器2，所述按键3用于参数的设定，所述显示器2用于参数及检测结果的显示，该部分以单片机为控制核心，主要包括键盘管理电路，液晶显示电路和串口通讯电路；所述主机1内部设有DSP(图中未示出)，所述DSP包括步进电机控制电路、测速电路、电气动作脉冲信号产生电路和机械动作产生电路；所述主机1的第一端口4连接有一步进电机5，所述步进电机5同时连接标准转速发生轮盘6，所述标准转速发生轮盘6上设有小磁钢和反光标签(图中未示出)，用于测试仪检测标准转速发生轮盘6的速度；所述主机1上的第二端口9连接有模拟限速器机械制动轮盘11，所述模拟限速器机械制动轮盘11自由端连接有电梯限速器测试仪的电机8，所述主机1上还设有第三端口12，所述第三端口12连接有精度更高的转速频率仪13，用于检测模拟限速器机械制动轮盘11的机械动作速度；该设置还原了电梯限速器模拟情景，能够完全模拟电梯限速器在电梯下滑时的情景，使检测效果更为贴近实际情况。

所述单片机芯片型号为STC11F32XE，具有高速、低功耗、抗干扰能力强等优点，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成高可靠复位电路，针对高速通信，智能控制，强干扰等场合；所述STC11F32XE购自宏晶科技。

主机1设置好相应的参数后，需要将参数发送给DSP控制部分进行相应的检定过程，使用单片机的UART串口模块，进行参数的传递和单片机程序的烧录，在串口通讯电路中，在与计算机串口进行通讯的过程中，需要进行电平的转换，本发明采用MAX232来完成电平的转换工作；所述MAX232购自德州仪器公司(TI)，采用+5V电源供电。

所述DSP型号为16位定点型TMS320LF2407芯片，专为数字电机控制和其他控制应用系统而设计的一款高性能、低功耗、高性价比的数字信号处理芯片，它将数字信号处理的高速运算功能与面向电机的强大控制能力结合在一起，从而成为控制系统的一个理想的微处理器选择；所述TMS320LF2407购自德州仪器公司(TI)。

在初速度检定和动作速度检定的过程中，都需要用光电编码器来采集标准转速发生轮盘和模拟限速器轮盘的转速信号，该信号不能直接送给DSP进行处理，必须先经过一定的调理电路，本发明的产生调理电路的硬件为SN74LS14N(施密特反向触发器)，是一款四2输入异或门芯片。

本发明的电梯限速器测试仪检定装置的检测方法，具体步骤包括：

标准转速的检定步骤包括：

步骤一，由键盘管理电路输入参数，设置步进电机5转速、标准转速发生轮盘6的直径大小；

步骤二，参数通过串口发送给DSP，根据设置的参数，通过步进电机控制电路使步进电机5带动标准转速发生轮盘按设定的转速旋转；

步骤三，在电梯限速器测试仪上设置好标准转速发生轮盘的直径大小，将测试仪的转速传感器对准标准转速发生轮盘6，测量标准转速发生轮盘6的速度大小；

步骤四，检定装置由自身的光电正交编码器测量标准转速发生轮盘6速度的大小，比较检定装置及测试仪检测的标准转速发生轮盘6速度大小，如果误差在规定的范围之内，那么说明电梯限速器测试仪的速度测量准确。

所述模拟限速器轮盘的校准(图1、图2所示装置)步骤包括：

步骤一，由键盘管理电路输入参数，设置模拟限速器轮盘7的直径大小、电气动作速度大小和机械动作速度大小，

步骤二，将设置的参数发送给DSP，在电梯限速器测试仪上设置模拟限速器轮盘7直径的大小，并使测试仪的电机8带动模拟限速器轮盘7缓慢加速，当速度达到设定的电气动作速度大小的时候，DSP产生一个电气动作脉冲信号，电梯限速器测试仪检测到该信号时，记录下此时的电气动作速度大小；

步骤三，测试仪的电机8带动模拟限速器轮盘7继续加速，当达到设定的机械动作速度大小的时候，DSP控制检定装置的电机10产生机械动作，使模拟限速器轮盘7电动停止，测试仪同时检测并记录下此时的机械动作速度；

步骤四，比较测试仪记录的电气动作速度大小和检定装置设置的电气动作速度大小之间的误差。比较测试仪记录的机械动作速度大小和检定装置设置的机械动作速度大小之间的误差。若以上两种误差均在允许的范围之内，说明电梯限速器测试仪动作速度测量准确。

所述模拟限速器机械制动轮盘的检定(图3所示装置)步骤包括：

步骤一，由键盘管理电路输入参数，设置模拟限速器机械制动轮盘11的直径大小；

步骤二，转速频率仪13对准模拟限速器机械动作轮盘11，使测试仪的电机8带动模拟限速器机械制动轮盘11缓慢加速，当达到一定速度时，模拟限速器机械制动轮盘11中的质量块带动飞臂脱离弹簧，从而勾住固定棘齿，使模拟限速器机械制动轮盘11机械停止；

步骤三，转速频率仪13检测模拟限速器机械动作轮盘11其机械停止时的动作速度，并记录下来，同时测试仪检测并记录机械停止时的动作速度；

步骤四，比较测试仪记录的机械动作速度大小和转速频率仪记录的机械动作速度大小之间的误差，若在允许的范围之内，说明电梯限速器测试仪动作速度检测准确。

本发明的电梯限速器测试仪检定装置的检测效果如下：

初速度检定结果：

初速度检定时，需要设置的参数有标准转速发生轮盘的直径d(单位为mm)和步进电机的转速大小n(单位为rpm)，结果如表1所示：

表1 设置转速值与实际的转速值比较

对表1中的测试结果进行分析，初速度检定时，控制步进电机实际的转速值与设置的转速值之间的误差在0.15％以内，在允许的误差范围之内，转速控制精度达到了设定的要求。

动作速度检定结果：

动作速度检定时，需要设置的参数有模拟限速器轮盘的直径d(单位为mm)，电气动作速度大小et(单位为m/s)，机械动作速度大小mt(单位为m/s)，对电梯限速器测试仪进行动作速度检定时，首先设置电气动作速度和机械动作速度的大小，然后用电梯限速器测试仪带动模拟限速器轮盘转动，轮盘在加速过程中，达到设定的动作速度大小时，产生相应的电气动作和机械动作，电梯限速器测试仪检测到动作速度信号，将电气动作速度大小和机械动作速度大小进行存储和打印，同时检定装置自身也测出实际发生动作速度时的电气动作速度和机械动作速度大小，将两者测得的实际值进行比较，判断误差是否在允许的范围之内。实验中电气动作速度测试结果如图表2所示，机械动作速度测试结果如表3所示：

表2 电气动作速度测量结果

由表2结果分析，检定装置测得的实际的电气动作速度大小和设置的电气动作速度大小之间的误差最大为0.002m/s，在允许的误差范围之内，电气动作速度检测的结果符合精度要求。

表3 机械动作速度测量结果

由表3的测试结果分析，检定装置在产生机械动作速度大小的时候，检定装置自身实际测得的机械动作速度大小和设置的机械动作速度大小的最大误差在0.002m/s，在允许的误差范围之内，检定装置的机械动作速度检定功能正常运行。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种电梯限速器测试仪检定装置，其特征在于，包括主机，所述主机外壳上设有按键及显示器，所述按键用于参数的设定，所述显示器用于参数及测试结果的显示；所述主机内部设有处理器，所述处理器包括步进电机控制电路、测速电路、电气动作脉冲信号产生电路和机械动作产生电路；所述主机的第一端口连接有步进电机，所述步进电机上连接有标准转速发生轮盘，所述标准转速发生轮盘可产生标准转速，所述标准转速发生轮盘上设有小磁钢和反光标签，用于检测标准转速发生轮盘的速度，所述主机上的第二端口连接有直流电机或模拟限速器机械制动轮盘；

当主机上的第二端口连接直流电机时，直流电机自由端连接有模拟限速器轮盘，所述模拟限速器轮盘自由端连接有电梯限速器测试仪的电机，所述直流电机用于产生机械动作，使模拟限速器轮盘突然停止；

当主机上的第二端口连接模拟限速器机械制动轮盘时，所述模拟限速器机械制动轮盘自由端连接有电梯限速器测试仪的电机，所述主机上的第三端口连接有转速频率仪，用于准确检测模拟限速器机械动作轮盘的机械动作速度。

2.根据权利要求1所述的电梯限速器测试仪检定装置，其特征在于，所述处理器为数字信号处理器DSP。

3.基于权利要求1所述的一种电梯限速器测试仪检定装置的检测方法，其特征在于，所述标准转速发生轮盘的检测具体步骤包括：

步骤一，由键盘管理电路输入参数，设置步进电机转速、标准转速发生轮盘的直径大小；

步骤二，参数通过串口发送给处理器，根据设置的参数，通过步进电机控制电路使步进电机带动标准转速发生轮盘按设定的转速旋转；

步骤三，在电梯限速器测试仪上设置好标准转速发生轮盘的直径大小，将测试仪的转速传感器对准标准转速发生轮盘，测量该轮盘的速度大小；

步骤四，检定装置由自身的光电正交编码器测量轮盘速度的大小，比较检定装置及测试仪检测的轮盘速度大小，如果误差在规定的范围之内，那么说明电梯限速器测试仪的速度测量准确；

所述模拟限速器轮盘的检测具体步骤包括：

步骤一，由键盘管理电路输入参数，设置模拟限速器轮盘的直径大小、电气动作速度大小和机械动作速度大小；

步骤二，将设置的参数发送给处理器控制部分，在电梯限速器测试仪上设置模拟限速器轮盘直径的大小，并使测试仪的电机带动模拟限速器轮盘缓慢加速，当速度达到设定的电气动作速度大小的时候，处理器产生一个电气动作脉冲信号，电梯限速器测试仪检测到该信号时，记录下此时的电气动作速度大小；

步骤三，测试仪的电机带动模拟限速器轮盘继续加速，当到达设定的机械动作速度大小的时候，处理器控制检定装置的电机产生机械动作，使模拟限速器轮盘突然停止，测试仪同时检测并记录下此时的机械动作速度；

步骤四，比较测试仪记录的电气动作速度大小和检定装置设置的电气动作速度大小之间的误差，比较测试仪记录的机械动作速度大小和检定装置设置的机械动作速度大小之间的误差，若以上两种误差均在允许的范围之内，说明电梯限速器测试仪动作速度测量准确。

4.根据权利要求3所述的电梯限速器测试仪检定装置的检测方法，其特征在于，当第二端口连接有模拟限速器机械制动轮盘时，检测的具体步骤包括：

步骤一，由键盘管理电路输入参数，设置模拟限速器机械制动轮盘的直径大小；

步骤二，转速频率仪对准模拟限速器机械动作轮盘，测试仪转速传感器也对准模拟限速器机械动作轮盘，使测试仪的电机带动模拟限速器机械制动轮盘缓慢加速，当达到一定速度时，模拟限速器机械制动轮盘中的质量块带动飞臂脱离弹簧，从而勾住固定棘齿，使模拟限速器机械制动轮盘机械停止；

步骤三，转速频率仪检测模拟限速器机械动作轮盘其机械停止时的动作速度，并记录下来，同时测试仪检测并记录机械停止时的动作速度；

步骤四，比较测试仪记录的机械动作速度大小和转速频率仪记录的机械动作速度大小之间的误差，若在允许的范围之内，说明电梯限速器测试仪动作速度检测准确。

5.根据权利要求3-4任一项所述的电梯限速器测试仪检定装置的检测方法，其特征在于，所述处理器为数字信号处理器DSP。