CN105403723B - 电机转速测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了电机转速测量方法，包括如下步骤：S1红外光信号转换为数字信号，激光在挡光板内形成激光点；S2处理单元根据数字信号计算得出粗测转速A；S3调整标准电机的转速大于粗测转速，记录激光点在挡光板内侧顺时针最慢速度移动时标准电机的转速A1；S4调整标准电机的转速小于粗测转速，记录激光点在挡光板内侧顺时针最慢速度移动时标准电机的转速A2；S5计算得出待测电机的精确转速A3，其中A3=（A1+A2）/2。本发明的电机转速测量方法采用了激光比较法测量电机转速，突破了一般用光电或电磁的方法测量电机转速，可高精确测量电机的转速。

Description

电机转速测量方法
技术领域
本发明涉及转速测量方法，具体涉及电机转速测量方法。
背景技术
工业生产中,常要测量刚体定轴转动的速率。水轮机、内燃机、三相交流电动机等大功率的机器,可用接触式机械转速表测转速。但是这类转速表必须与转动体接触,需要转动体付出一定的动能带动转速表的“探头”转动才能获得读数。对于微、小型电动机如电唱机、录音机的马达,若使用机械式转速表, 即使被测体能带动它也会严重影响测量精度,何况许多小功率电动机根本无法带动机械转速表。对于电风扇, 其转轴不露出防护罩外;对于大型电锯、大型电动砂轮,用机械转速表测转速是不安全的，可见机械式转速表的适用范围很有限。对于不宜用机械转速表的情况,一般使用闪光测速仪，由于闪光测速仪较贵, 所以个人或业余者常采用“日光灯测速法”或其他简易方法。然而这些简易方法操作不便，测量误差大，适用范围也有限。至于用光电测量转速的方法以及用电磁测量转速的方法，虽然比较准确，但由于会受电磁干扰、温度等的影响，测量精度也会有较大误差。
发明新型内容
针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种测量精度高的电机转速测量方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
电机转速测量方法，包括以下步骤：
S1、在待测电机的转轴上安装一个光栅盘，在光栅盘的两侧分别设置红外光发射器和红外光接收器，光栅盘的周向上均匀分布有若干红外光孔，光栅盘转动时，红外光发射器发出的红外线由红外光孔穿过并被红外光接收器接收，红外光接收器将其接收到的红外光信号传送至电压比较器，由电压比较器转换为数字信号并将该数字信号传送至处理单元；在光栅盘的后侧设置激光发射器，光栅盘中分布有一激光孔，光栅盘转动时，激光发射器发出的激光穿过激光孔并照射在双面反射镜上，双面反射镜将激光反射在挡光板内侧上，双面反射镜由标准电机带动旋转；
S2、处理单元接收数字信号，计算得出待测电机的粗测转速Ａ；
S3、调整标准电机的转向和待测电机转向保持一致，并使得标准电机的转速B1大于待测电机的粗测转速A，当标准电机的转速大于并接近待测电机的实际转速时，挡光板内侧上的激光点会缓慢顺时针移动，记录激光点在挡光板内侧顺时针最慢速度移动时标准电机的转速A1；
S4、整标准电机的转向和待测电机转向保持一致，并使得标准电机的转速B2小于并接近待测电机的粗测转速A，当标准电机的转速小于待测电机的实际转速时，挡光板内侧上的激光点会缓慢逆时针移动，记录激光点在挡光板内侧逆时针最慢速度移动时标准电机的转速A2；
S5、计算得出待测电机的精确转速A3，其中A3=（A1+A2）/2。
进一步地，所述标准电机的转速B1在A到（A+5%A）的范围内。
进一步地，所述标准电机的转速B2在A到（A-5%A）的范围内。
进一步地，所述处理单元信号连接有显示单元，用于显示待测电机的粗测转速。
进一步地，所述标准电机为带有显示电机主轴转速功能的电机。
进一步地，所述处理单元为单片机。
进一步地，所述红外光孔呈弧形状，并且至少设置有4个。
进一步地，所述挡光板的横截面呈正五边形状。
进一步地，所述显示单元为数码管。
本发明的有益效果在于：
1）本发明的电机转速测量方法分两步测量待测电机的转速，采用光电门测转速（粗测部分）的目的是为了缩小标准电机的调试范围，从而能够大大提高测量的精度。
（2）本发明的电机转速测量方法采用普通光学原理，避免了电子元器件、电磁测量的较大误差，原理简单，操作性强。
（3）本发明的电机转速测量方法所采用的元气件均是由价格低廉的材料或仪器，制作成本低，具有一定的市场推广效益。
附图说明
图1为本发明电机转速测量方法的流程图；
图2为本发明电机转速测量方法所涉及地元器件的位置关系图；
图中：1、光栅盘；2、待测电机；3、激光孔；4、红外光孔；5、红外光发射器；6、红外光接收器；7、电压比较器；8、激光发射器；9、双面反射镜；10、挡光板；11、标准电机。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1-2所示，本发明电机转速测量方法具体包括如下步骤：
S1、在待测电机2的转轴上安装一个光栅盘1，在光栅盘1的两侧分别设置红外光发射器5和红外光接收器6，光栅盘1的周向上均匀分布有若干红外光孔4，光栅盘1转动时，红外光发射器5发出的红外线由红外光孔4穿过并被红外光接收器6接收，红外光接收器6将其接收到的红外光信号传送至电压比较器7，由电压比较器7转换为数字信号并将该数字信号传送至处理单元；在光栅盘1的后侧设置激光发射器8，光栅盘1中分布有一激光孔3，光栅盘1转动时，激光发射器8发出的激光穿过激光孔3并照射在双面反射镜9上，双面反射镜9将激光反射在挡光板10内侧上，双面反射镜9由标准电机11带动旋转；
S2、处理单元接收数字信号，计算得出待测电机2的粗测转速Ａ；
S3、调整标准电机11的转向和待测电机2转向保持一致，并使得标准电机11的转速B1大于待测电机的粗测转速A，，当标准电机11的转速值大于并接近待测电机2的实际转速值时，挡光板10内侧上的激光点会缓慢顺时针移动（基于“频闪法”的原理：当目标的转速与高频闪光的曝光频率相当的时候，在观测者的眼中目标物是静止的），此时，记录激光点在挡光板10内侧顺时针最慢速度移动时标准电机11的转速A1；
S4、调整标准电机11的转向和待测电机2转向保持一致，并使得标准电机11的转速B2小于待测电机的粗测转速A，当标准电机11的转速值小于并接近待测电机2的实际转速值时，挡光板10内侧上的激光点会缓慢逆时针移动（基于“频闪法”的原理：当目标的转速与高频闪光的曝光频率相当的时候，在观测者的眼中目标物是静止的），此时，记录激光点在挡光板10内侧逆时针最慢速度移动时标准电机11的转速A2；
S5、计算得出待测电机2的精确转速A3，其中A3=（A1+A2）/2。
如表1所示，为采用本发明电机转速测量方法所得出的待测电机的转速数据表：
表1
表1中的数据可知，虽然粗侧部分与精测部分的误差差别不是很大，但是从整体效果来看，精测部分得数据要更为准确些，误差更小。
其中，上述的标准电机的转速B1在A到（A+5%A）的范围内，以准确调整激光点的旋转速度。
其中，上述的标准电机的转速B2在A到（A-5%A）的范围内，以准确调整激光点的旋转速度。
其中，为了便于让操作人员获得处理单元所计算得出的待测电机2的粗转速A这一信息，该处理单元还信号连接有显示单元（未图示），待测电机2的粗转速A则在显示单元中显示，更进一步地，该显示单元为数码管，以进一步降低制作成本。当然该显示处理单元所计算得出的待测电机2的粗转速A，不仅仅可以通过显示单元来让操作人员获得此信息，还可以通过声音单元等来传达此信息。
优选地，上述的处理单元为单片机，当然也可以采用其他数字信号处理器。
其中，为了便于知道标准电机11的转速，该标准电机11为带有显示电机主轴转速功能的电机。
其中，上述的红外光孔4呈弧形状，并且至少设置有4个。弧形状的红外光孔便于制作，降低了光栅盘4的生产成本，同时为了保证测量的精度，红外光孔4至少设置有4个，当然，红外光孔4的数目设置的越多，测量的精度就越高。
其中，上述的挡光板10的横截面呈正五边形状，对称地设置在双面发射镜的四周，以便于激光点在挡光板10内侧上的显示。
由上述可知，本发明的电机转速测量方法采用了激光比较法测量电机转速，突破了一般用光电或电磁的方法测量电机转速，可高精确测量电机的转速；适用于需要高精度测量高转速的领域，普通的光学原理能够大大减少测量的误差；整个技术方案没有比较昂贵的材料或者仪器，造价便宜，具有一定的市场推广效益
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.电机转速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在待测电机的转轴上安装一个光栅盘，在光栅盘的两侧分别设置红外光发射器和红外光接收器，光栅盘的周向上均匀分布有若干红外光孔，光栅盘转动时，红外光发射器发出的红外线由红外光孔穿过并被红外光接收器接收，红外光接收器将其接收到的红外光信号传送至电压比较器，由电压比较器转换为数字信号并将该数字信号传送至处理单元；在光栅盘的后侧设置激光发射器，光栅盘中分布有一激光孔，光栅盘转动时，激光发射器发出的激光穿过激光孔并照射在双面反射镜上，双面反射镜将激光反射在挡光板内侧上，双面反射镜由标准电机带动旋转；
S2、处理单元接收数字信号，计算得出待测电机的粗测转速Ａ；
S3、调整标准电机的转向和待测电机转向保持一致，并使得标准电机的转速B1大于待测电机的粗测转速A，当标准电机的转速大于并接近待测电机的实际转速时，挡光板内侧上的激光点会缓慢顺时针移动，记录激光点在挡光板内侧顺时针最慢速度移动时标准电机的转速A1；
S4、整标准电机的转向和待测电机转向保持一致，并使得标准电机的转速B2小于待测电机的粗测转速A，当标准电机的转速小于并接近待测电机的实际转速时，挡光板内侧上的激光点会缓慢逆时针移动，记录激光点在挡光板内侧逆时针最慢速度移动时标准电机的转速A2；
S5、计算得出待测电机的精确转速A3，其中A3=（A1+A2）/2。
2.如权利要求1所述的电机转速测量方法，其特征在于,所述标准电机的转速B1在A到（A+5%A）的范围内。
3.如权利要求1所述的电机转速测量方法，其特征在于,所述标准电机的转速B2在A到（A-5%A）的范围内。
4.如权利要求1所述的电机转速测量方法，其特征在于，所述处理单元信号连接有显示单元，用于显示待测电机的粗测转速。
5.如权利要求1所述的电机转速测量方法，其特征在于，所述标准电机为带有显示电机主轴转速功能的电机。
6.如权利要求1所述的电机转速测量方法，其特征在于，所述处理单元为单片机。
7.如权利要求1所述的电机转速测量方法，其特征在于，所述红外光孔呈弧形状，并且至少设置有4个。
8.如权利要求1所述的电机转速测量方法，其特征在于，所述挡光板的横截面呈正五边形状。
9.如权利要求4所述的电机转速测量方法，其特征在于，所述显示单元为数码管。
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