CN105301414A - 基于电压转换的电涡流缓速器测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电压转换的电涡流缓速器测试系统，包括电涡流缓速器，其特征在于，还包括分别与电涡流缓速器相连接的驱动器、温度传感器、电流变送器和扭矩传感器，分别与温度传感器、电流变送器和扭矩传感器相连接的处理单元，以及分别与驱动器和处理单元相连接的上位计算机；所述处理单元则由单片机，与单片机相连接的模数转换单元、电流/电压转换单元、A/D转换单元和CAN通讯单元，与模数转换单元相连接的温度信号放大单元等组成。本发明较现有技术相比，其对电涡流缓速器的工作电流检测精度更高，避免测试人员因电流检测存在误差而对电涡流缓速器的性能产生误判。

Description

基于电压转换的电涡流缓速器测试系统

技术领域

本发明涉及一种电涡流缓速器测试系统，具体是指一种基于电压转换的电涡流缓速器测试系统。

背景技术

电涡流缓速器是一种汽车辅助制动装置，俗称电刹，主要应用于大型客车、城市公交车辆及重型卡车。该装置安装在汽车驱动桥与变速箱之间，通过电磁感应原理实现无接触制动。

电涡流缓速器测试系统是针对出厂前的电涡流缓速器的性能进行检测，从而确保合格的电涡流缓速器才能在市场上流通，因此拥有良好性能的电涡流缓速器测试系统则显得优为重要。然而，传统的电涡流缓速器测试系统，需要人工看各种仪表显示，然后一一与标准值校验、记录，这样劳动强度大，效率低，而且容易误判或记录错误。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的电涡流缓速器测试系统，需要人工看各种仪表显示，然后一一与标准值校验、记录，这样劳动强度大，效率低，而且容易误判或记录错误的缺陷，提供一种基于电压转换的电涡流缓速器测试系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：基于电压转换的电涡流缓速器测试系统，包括电涡流缓速器，分别与电涡流缓速器相连接的驱动器、温度传感器、电流变送器和扭矩传感器，分别与温度传感器、电流变送器和扭矩传感器相连接的处理单元，以及分别与驱动器和处理单元相连接的上位计算机；所述处理单元则由单片机，与单片机相连接的模数转换单元、电流/电压转换单元、A/D转换单元和CAN通讯单元，与模数转换单元相连接的温度信号放大单元，以及与A/D转换单元相连接的扭矩信号放大单元组成；所述温度信号放大单元与温度传感器相连接，电流/电压转换单元与电流变送器相连接，扭矩信号放大单元则还与扭矩传感器相连接，CAN通讯单元则通过CAN总线与上位计算机相连接；所述电流/电压转换单元由差动放大器P1，差动放大器P2，三极管VT5，一端与差动放大器P1的正极相连接、另一端则与差动放大器P1的负极一起形成该电流/电压转换单元的输入端的电阻R6，一端经电阻R6后与差动放大器P1的正极相连接、另一端则与差动放大器P1的负极相连接的电阻R5，一端与差动放大器P1的正极相连接、另一端则顺次经电位器R8、电阻R9、电阻R13以及电位器R14后与差动放大器P2的输出端相连接的电阻R7，N极经电阻R10后与差动放大器P1的负极相连接、P极接地的稳压二极管D2，与稳压二极管D2相并联的电位器R11，一端与差动放大器P2的正极相连接、另一端则与电位器R11的控制端相连接的电阻R12，正极与差动放大器P2的负极相连接、负极则与三极管VT5的基极相连接的电容C11，以及一端与差动放大器P2的负极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接的电阻R15组成；所述差动放大器P1的输出端同时与电位器R8的控制端以及电位器R8和电阻R9的连接点相连接；所述差动放大器P2的正极与电阻R9和电阻R13的连接点相连接、其输出端与三极管VT5的发射极相连接的同时与三极管VT5的集电极一起形成该电流/电压转换单元的输出端；所述电位器R14的控制端则与差动放大器P2的输出端相连接；所述电流/电压转换单元的输入端与电流变送器相连接、其输出端则与单片机相连接。

进一步的，所述的A/D转换单元由信号采集电路，与信号采集电路输出端相连接的转换电路组成；所述信号采集电路的输入端与扭矩信号放大单元的输出端相连接，所述转换电路的输出端与单片机相连接。

所述的信号采集电路由三极管VT1，负极与三极管VT1的发射极相连接、正极则形成该信号采集电路的输入端的电容C2，与电容C2相并联的电容C1，正极与电容C2的正极相连接、负极则与三极管VT1的基极相连接的电容C3，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极则接地的电容C6，以及P极与电容C6的负极相连接、N极则与转换电路相连接的二极管D1组成；所述三极管VT1的发射极还与转换电路相连接。

所述的转换电路由转换芯片U，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，正极与转换芯片U的VPOS管脚相连接、负极接地的电容C4，与电容C4相并联的电容C5，正极与三极管VT2的基极相连接、负极接地的电容C8，与电容C8相并联的电容C7，负极与三极管VT2的发射极相连接、正极则与三极管VT3的集电极相连接的电容C9，负极与三极管VT3的基极相连接的同时接地、正极则与三极管VT3的集电极相连接的电容C10，一端与三极管VT3的发射极相连接、另一端则与转换芯片U的VOUT管脚相连接的电阻R1，一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端则经电阻R2后接地的电阻R3，以及串接在三极管VT4的发射极和基极之间的电阻R4组成；所述转换芯片U的VPOS管脚接+5V电压、其VINP管脚则与三极管VT1的发射极相连接、其COMM管脚和GNEG管脚则均与二极管D1的N极相连接、其VNEG管脚则与三极管VT2的基极相连接的同时接-5V电压、其GPOS管脚和VOUT管脚以及FDBK管脚则均与三极管VT2的发射极相连接；所述三极管VT2的集电极接地；所述三极管VT4的集电极与三极管VT3的集电极相连接、其基极则与电阻R3和电阻R2的连接点相连接；所述转换芯片U的VOUT管脚则形成该转换电路的输出端。

所述的转换芯片U为AD603集成芯片。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明可自动完成测试流程，无需人工校验、记录，降低了测试人员的劳动强度，提高了测试效率，并且避免测试过程中出现误判或记录错误等现像而影响测试人员对电涡流缓速器性能的评估。

(2)本发明较现有技术相比，其对电涡流缓速器的工作电流检测精度更高，避免测试人员因电流检测存在误差而对电涡流缓速器的性能产生误判。

(3)本发明结构简单，成本低廉，适于广泛推广。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图。

图2为本发明的处理单元的结构图。

图3为本发明的A/D转换单元的电路结构图。

图4为本发明的电流/电压转换单元的电路结构图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明的基于电压转换的电涡流缓速器测试系统，由驱动器，电涡流缓速器，温度传感器，电流变送器，扭矩传感器，处理单元以及上位计算机组成。

实施时，驱动器与电涡流缓速器相连接，其用于控制电涡流缓速器的加速、减速、启停等动作。该温度传感器、电流变送器以及扭矩传感器则均与电涡流缓速器相连接，该温度传感器用于采集电涡流缓速器的工作温度，其优先采用上海扬基电子科技有限公司生产的TN3000型LED数显温度传感器；电流变送器则用于采集电涡流缓速器的实时工作电流，其优先采用北京华智兴远科技有限公司生产的HZ-AC-D1系列电流变送器；而扭矩传感器则用于采集电涡流缓速器的实时扭矩信号，其优先采用江苏兰菱机电科技有限公司研发的ZJ-A型转矩转速传感器来实现。处理单元则同时与温度传感器、电流变送器以及扭矩传感器相连接，其用于对电涡流缓速器的温度信号、电流信号以及扭矩信号进行处理。该上位计算机与驱动器相连接，而处理单元还通过CAN总线与上位计算机相连接，该上位计算机作为人机交换窗口，测试人员可在上位计算机上输入对电涡流缓速器的控制指令，并由上位计算机把控制指令发送给驱动器，由驱动器对电涡流缓速器进行控制；同时，该上位计算机还可接收处理单元发送来的各种信号，测试人员可通过上位计算机了解电涡流缓速器的各种实时信息。

为了更好的对电涡流缓速器的各种实时信号进行处理，如图2所示，该处理单元则由单片机，模数转换单元，电流/电压转换单元，A/D转换单元，温度信号放大单元，扭矩信号放大单元以及CAN通讯单元组成。

其中，该温度信号放大单元用于对采集到的温度信号进行放大处理，因此其与温度传感器相连接，而模数转换单元则用于把放大后的温度信号转换为数字信号，其与温度信号放大单元相连接。该扭矩信号放大单元用于对扭矩信号进行放大处理，因此其与扭矩传感器相连接，该A/D转换单元则用于把放大后的扭矩信号转换为系统可识别的数字信号，其与扭矩信号放大单元相连接。该电流/电压转换单元与电流变送器相连接，其用于把采集到的电流信号转换为电压信号。单片机则同时与模数转换单元、电流/电压转换单元以及A/D转换单元相连接，其用于对温度信号、电压信号以及扭矩信号进行识别。该CAN通讯单元则与单片机相连接，其用于把处理后的各种信号传输给上位计算机。

如图3所示，所述的A/D转换单元由信号采集电路，与信号采集电路输出端相连接的转换电路组成。所述信号采集电路的输入端与扭矩信号放大单元的输出端相连接，所述转换电路的输出端与单片机相连接。

所述信号采集电路由电容C1，电容C2，电容C3，电容C6，二极管D1以及三极管VT1组成。所述转换电路则由转换芯片U，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，电容C4，电容C5，电容C7，电容C8，电容C9，电容C10，电阻R1，电阻R2，电阻R3以及电阻R4组成。

连接时，电容C2的负极与转换芯片U的VINP管脚相连接、其正极则形成该信号采集电路的输入端。电容C1则与电容C2相并联。电容C3的正极与电容C2的正极相连接、其负极则与三极管VT1的基极相连接。电容C6的正极与三极管VT1的集电极相连接、其负极则接地。二极管D1的P极与电容C6的负极相连接、其N极则同时与转换芯片U的COMM管脚以及GNEG管脚相连接。电容C4的正极与转换芯片U的VPOS管脚相连接、其负极接地。电容C5与电容C4相并联。电容C8的正极与三极管VT2的基极相连接、其负极接地。电容C7与电容C8相并联。电容C9的负极与三极管VT2的发射极相连接、其正极则与三极管VT3的集电极相连接。电容C10的负极与三极管VT3的基极相连接的同时接地、其正极则与三极管VT3的集电极相连接。电阻R1的一端与三极管VT3的发射极相连接、其另一端则与转换芯片U的VOUT管脚相连接。电阻R3的一端与三极管VT4的发射极相连接、其另一端则经电阻R2后接地。电阻R4串接在三极管VT4的发射极和基极之间。

同时，所述转换芯片U的VPOS管脚接+5V电压、其VNEG管脚则与三极管VT2的基极相连接的同时接-5V电压、其GPOS管脚和VOUT管脚以及FDBK管脚则均与三极管VT2的发射极相连接，其VOUT管脚还形成该转换电路的输出端。所述三极管VT2的集电极接地；所述三极管VT4的集电极与三极管VT3的集电极相连接、其基极则与电阻R3和电阻R2的连接点相连接。为了达到更好的实施效果，所述的转换芯片U优选为AD603集成芯片来实现。

如图4所示，所述电流/电压转换单元由差动放大器P1，差动放大器P2，三极管VT5，电阻R5，电阻R6，电阻R7，电位器R8，电阻R9，电阻R10，电位器R11，电阻R12，电阻R13，电位器R14，电阻R15，稳压二极管D2以及电容C11组成。

电阻R6的一端与差动放大器P1的正极相连接、其另一端则与差动放大器P1的负极一起形成该电流/电压转换单元的输入端，电阻R5的一端经电阻R6后与差动放大器P1的正极相连接、其另一端则与差动放大器P1的负极相连接，电阻R7的一端与差动放大器P1的正极相连接、其另一端则顺次经电位器R8、电阻R9、电阻R13以及电位器R14后与差动放大器P2的输出端相连接，稳压二极管D2的N极经电阻R10后与差动放大器P1的负极相连接、其P极接地，电位器R11则与稳压二极管D2相并联，电阻R12的一端与差动放大器P2的正极相连接、其另一端则与电位器R11的控制端相连接，电容C11的正极与差动放大器P2的负极相连接、其负极则与三极管VT5的基极相连接，电阻R15的一端与差动放大器P2的负极相连接、其另一端则与三极管VT5的集电极相连接。

同时，差动放大器P1的输出端同时与电位器R8的控制端以及电位器R8和电阻R9的连接点相连接。所述差动放大器P2的正极与电阻R9和电阻R13的连接点相连接、其输出端与三极管VT5的发射极相连接的同时与三极管VT5的集电极一起形成该电流/电压转换单元的输出端。所述电位器R14的控制端则与差动放大器P2的输出端相连接。所述电流/电压转换单元的输入端与电流变送器相连接、其输出端则与单片机相连接。

如上所述，便可很好的实施本发明。

Claims (5)

1.基于电压转换的电涡流缓速器测试系统，包括电涡流缓速器，其特征在于，还包括分别与电涡流缓速器相连接的驱动器、温度传感器、电流变送器和扭矩传感器，分别与温度传感器、电流变送器和扭矩传感器相连接的处理单元，以及分别与驱动器和处理单元相连接的上位计算机；所述处理单元则由单片机，与单片机相连接的模数转换单元、电流/电压转换单元、A/D转换单元和CAN通讯单元，与模数转换单元相连接的温度信号放大单元，以及与A/D转换单元相连接的扭矩信号放大单元组成；所述温度信号放大单元与温度传感器相连接，电流/电压转换单元与电流变送器相连接，扭矩信号放大单元则还与扭矩传感器相连接，CAN通讯单元则通过CAN总线与上位计算机相连接；所述电流/电压转换单元由差动放大器P1，差动放大器P2，三极管VT5，一端与差动放大器P1的正极相连接、另一端则与差动放大器P1的负极一起形成该电流/电压转换单元的输入端的电阻R6，一端经电阻R6后与差动放大器P1的正极相连接、另一端则与差动放大器P1的负极相连接的电阻R5，一端与差动放大器P1的正极相连接、另一端则顺次经电位器R8、电阻R9、电阻R13以及电位器R14后与差动放大器P2的输出端相连接的电阻R7，N极经电阻R10后与差动放大器P1的负极相连接、P极接地的稳压二极管D2，与稳压二极管D2相并联的电位器R11，一端与差动放大器P2的正极相连接、另一端则与电位器R11的控制端相连接的电阻R12，正极与差动放大器P2的负极相连接、负极则与三极管VT5的基极相连接的电容C11，以及一端与差动放大器P2的负极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接的电阻R15组成；所述差动放大器P1的输出端同时与电位器R8的控制端以及电位器R8和电阻R9的连接点相连接；所述差动放大器P2的正极与电阻R9和电阻R13的连接点相连接、其输出端与三极管VT5的发射极相连接的同时与三极管VT5的集电极一起形成该电流/电压转换单元的输出端；所述电位器R14的控制端则与差动放大器P2的输出端相连接；所述电流/电压转换单元的输入端与电流变送器相连接、其输出端则与单片机相连接。

2.根据权利要求1所述的基于电压转换的电涡流缓速器测试系统，其特征在于，所述的A/D转换单元由信号采集电路，与信号采集电路输出端相连接的转换电路组成；所述信号采集电路的输入端与扭矩信号放大单元的输出端相连接，所述转换电路的输出端与单片机相连接。

3.根据权利要求2所述的基于电压转换的电涡流缓速器测试系统，其特征在于，所述的信号采集电路由三极管VT1，负极与三极管VT1的发射极相连接、正极则形成该信号采集电路的输入端的电容C2，与电容C2相并联的电容C1，正极与电容C2的正极相连接、负极则与三极管VT1的基极相连接的电容C3，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极则接地的电容C6，以及P极与电容C6的负极相连接、N极则与转换电路相连接的二极管D1组成；所述三极管VT1的发射极还与转换电路相连接。

4.根据权利要求3所述的基于电压转换的电涡流缓速器测试系统，其特征在于，所述的转换电路由转换芯片U，三极管VT2，三极管VT3，三极管VT4，正极与转换芯片U的VPOS管脚相连接、负极接地的电容C4，与电容C4相并联的电容C5，正极与三极管VT2的基极相连接、负极接地的电容C8，与电容C8相并联的电容C7，负极与三极管VT2的发射极相连接、正极则与三极管VT3的集电极相连接的电容C9，负极与三极管VT3的基极相连接的同时接地、正极则与三极管VT3的集电极相连接的电容C10，一端与三极管VT3的发射极相连接、另一端则与转换芯片U的VOUT管脚相连接的电阻R1，一端与三极管VT4的发射极相连接、另一端则经电阻R2后接地的电阻R3，以及串接在三极管VT4的发射极和基极之间的电阻R4组成；所述转换芯片U的VPOS管脚接+5V电压、其VINP管脚则与三极管VT1的发射极相连接、其COMM管脚和GNEG管脚则均与二极管D1的N极相连接、其VNEG管脚则与三极管VT2的基极相连接的同时接-5V电压、其GPOS管脚和VOUT管脚以及FDBK管脚则均与三极管VT2的发射极相连接；所述三极管VT2的集电极接地；所述三极管VT4的集电极与三极管VT3的集电极相连接、其基极则与电阻R3和电阻R2的连接点相连接；所述转换芯片U的VOUT管脚则形成该转换电路的输出端。

5.根据权利要求4所述的基于电压转换的电涡流缓速器测试系统，其特征在于，所述的转换芯片U为AD603集成芯片。