CN108303569B - 汽轮机转速测量的误差修正方法 - Google Patents

汽轮机转速测量的误差修正方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108303569B
CN108303569B CN201711494191.1A CN201711494191A CN108303569B CN 108303569 B CN108303569 B CN 108303569B CN 201711494191 A CN201711494191 A CN 201711494191A CN 108303569 B CN108303569 B CN 108303569B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
tooth
error correction
rotating speed
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711494191.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108303569A (zh
Inventor
郑陈
陈永华
黄寅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co Ltd
Shanghai Automation Instrumentation Co Ltd
Original Assignee
Shanghai Automation Instrumentation Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Automation Instrumentation Co Ltd filed Critical Shanghai Automation Instrumentation Co Ltd
Priority to CN201711494191.1A priority Critical patent/CN108303569B/zh
Publication of CN108303569A publication Critical patent/CN108303569A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108303569B publication Critical patent/CN108303569B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
    • G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
    • G01P21/02—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups of speedometers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种汽轮机转速测量的误差修正方法，包括控制运算芯片选择、定时计数器使用、数据计算流程和内部RAM管理，通过定时计数器的外部中断方法记录每个齿的准确脉冲间隔时间；将记录到的大数据进行误差分析，得到当前齿轮盘的特征数据；利用特征数据对两个脉冲的时间间隔进行误差修正，计算得到准确转速。实现仅通过两个脉冲信号就能准确测量出中心轴转速，在避免齿轮盘机械加工误差对测量精度影响的同时，大大提高整体响应速度。

Description

汽轮机转速测量的误差修正方法
技术领域
本发明涉及一种汽轮机转速测量方法，具体涉及一种汽轮机转速测量的误差修正计算方法。
背景技术
汽轮机的转速是衡量汽轮机工作状况的一项重要指标，牵涉到整个控制系统的各个方面。因此，对转速信号的测量也非常重要。
转速信号来自于转速传感器，其原理是将汽轮机转轴上齿轮盘的凸起和凹陷转变为电脉冲信号。理论上，计算两次脉冲信号的时间间隔，就能很方便地计算出当前转速。但是，由于机械加工精度所限，齿轮盘上的凹凸并不是均匀分布，有的齿凸起部分多，有的齿凹陷部分多，并且这种不均匀分布是无规则，随机的，每个齿轮盘都不一样。如果仅以两个脉冲信号的间隔时间作为计算转速的依据必然带来很大误差。
因此，在实际测量过程中，通常采用计时法与计数法混合的模式，如图1所示，即记录齿轮盘上齿数个脉冲后，再计算总时间。这种计算方法能够消除齿轮盘加工误差的原因是，加工一周，正负偏差必然相互抵消。但是这样的算法也存在响应时间慢这个问题，由于需要计数满一个齿轮盘的齿数后才计算频率，所以最快也要等中心轴转完一整圈才能得到准确转速。使得在转速测量这个问题上，准确与响应快，这两个性能往往不能兼顾。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种汽轮机转速测量的误差修正方法，该方法能通过两个脉冲信号就能准确测量出中心轴转速，在避免齿轮盘机械加工误差对测量精度影响的同时，大大提高整体响应速度。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种汽轮机转速测量的误差修正方法，包括控制运算芯片选择、定时计数器使用、数据计算流程和内部RAM管理， 其步骤为：
1）控制运算芯片选择：测量的主控制芯片，至少具有两个以上的16位定时器，并且可以由外部电平变化实现定时器数据锁存，并将两个16位定时器变为一个32位定时器，在脉冲信号的上升沿记录时间，确保在一个测量周期内定时器不溢出，不漏齿；
2）定时计数器使用：引入汽轮机的齿轮盘齿数这一参数，将控制运算芯片测量到的频率信号与汽轮机转速信号联系起来，通过定时计数器的外部中断方法记录每个齿的准确脉冲间隔时间，并记录最近一段时间的频率信号数据，记录个数为齿数的整数倍；
3）数据计算流程和内部RAM管理：
（1）判断数据是否稳定有效，如数据稳定有效判断成功，则可以作为误差修正的参考；
（2）判断成功计算每个单齿宽度在整个齿轮盘中所占的权重，即加工误差，不成功则跳过计算环节，沿用上次计算得到的权重；
（3）将当前最近一次测量到的脉冲信号周期，除以该齿对应的权重，对两个脉冲的时间间隔进行误差修正，得到准确的转速。
所述判断数据是否可以作为误差修正参考的过程为：
1）复制最近三个周期的数据到独立的RAM区域，作计算用；
2）判断最近三个周期参数计算得到的转速相差是否不大于1转；
3）判断不同周期的相同齿所记录到的时间数据误差是否不大于万分之一。
所述每个单齿宽度在整个齿轮盘中所占的权重的计算方法为：
本齿权重=本齿数据/(齿1数据+齿2数据+……+齿N数据)
其中，N为该齿轮盘总齿数，齿1～齿N数据必须为内存中同一周期数据。
本发明的有益效果是：本发明的方法既消除了在汽轮机转速信号测量过程中因齿轮盘加工误差引入的测量误差，又提高了算法整体的响应速度。
附图说明
图1是传统频率测量算法流程图；
图2是本发明的算法流程图；
图3是定时器中端函数程序流程框图；
图4是数据分析程序流程框图；
图5是内存数据安排及调用示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方法对本发明作进一步描述。
如图2至图5所示，一种汽轮机转速测量的误差修正方法，包括控制运算芯片选择、定时计数器使用、数据计算流程和内部RAM管理，其步骤为：
1)负责测量的主控制芯片，必须要有两个以上的16位定时器，并且可以由外部电平变化实现定时器数据锁存。通过软件设计将两个16位定时器变为一个32位定时器，在脉冲信号的上升沿记录时间，确保在一个测量周期内定时器不溢出，不漏齿。
2)引入汽轮机齿轮盘齿数这一参数，将控制运算芯片测量到的频率信号与转速信号联系起来。
3)通过定时计数器的外部中断方法记录每个齿的准确脉冲间隔时间，并记录下最近一段时间的频率信号数据，记录个数为齿数的整数倍。
4)判断数据是否稳定有效，如数据稳定有效判断成功，则可以作为误差修正的参考。
5)判断成功计算每个单齿宽度在整个齿轮盘中所占的权重，即加工误差，并保存成列表；不成功则跳过计算环节，沿用上次计算得到的权重。
6)将当前最近一次测量到的脉冲信号周期，除以该齿对应的权重，对两个脉冲的时间间隔进行误差修正，得到准确的转速。
判断数据是否可以作为误差修正参考的过程为：
1）复制最近三个周期的数据到独立的RAM区域，作计算用；
2）判断最近三个周期参数计算得到的转速相差是否不大于1转；
3）判断不同周期的相同齿所记录到的时间数据误差是否不大于万分之一。
每个单齿宽度在整个齿轮盘中所占的权重的计算方法为：
本齿权重=本齿数据/(齿1数据+齿2数据+……+齿N数据)
其中，N为该齿轮盘总齿数，齿1～齿N数据必须为内存中同一周期数据。

Claims (3)

1.一种汽轮机转速测量的误差修正方法，包括控制运算芯片选择、定时计数器使用、数据计算流程和内部RAM管理，其特征在于，其步骤为：
1)控制运算芯片选择：测量的主控制芯片，至少具有两个以上的16位定时器，并且可以由外部电平变化实现定时器数据锁存，并将两个16位定时器变为一个32位定时器，在脉冲信号的上升沿记录时间，确保在一个测量周期内定时器不溢出，不漏齿；
2)定时计数器使用：引入汽轮机的齿轮盘齿数这一参数，将控制运算芯片测量到的频率信号与汽轮机转速信号联系起来；通过定时计数器的外部中断方法记录每个齿的准确脉冲间隔时间，并记录最近一段时间的频率信号数据，记录个数为齿数的整数倍；
3) 数据计算流程和内部RAM管理：
（1）判断数据是否稳定有效，如数据稳定有效判断成功，则可以作为误差修正的参考；
（2）判断成功计算每个单齿宽度在整个齿轮盘中所占的权重，即加工误差，不成功则跳过计算环节，沿用上次计算得到的权重；
（3）将当前最近一次测量到的脉冲信号周期，除以该齿对应的权重，对两个脉冲的时间间隔进行误差修正，得到准确转速。
2.根据权利要求1所述的汽轮机转速测量的误差修正方法，其特征在于：所述判断数据是否可以作为误差修正参考的过程为：
1)复制最近三个周期的数据到独立的RAM区域，作计算用；
2)判断最近三个周期参数计算得到的转速相差是否不大于1转；
3)判断不同周期的相同齿所记录到的时间数据误差是否不大于万分之一。
3.根据权利要求1所述的汽轮机转速测量的误差修正方法，其特征在于：所述每个单齿宽度在整个齿轮盘中所占的权重的计算方法为：
本齿权重=本齿数据/(齿1数据+齿2数据+……+齿N数据)
其中，N为该齿轮盘总齿数，齿1～齿N数据必须为内存中同一周期数据。
CN201711494191.1A 2017-12-31 2017-12-31 汽轮机转速测量的误差修正方法 Active CN108303569B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711494191.1A CN108303569B (zh) 2017-12-31 2017-12-31 汽轮机转速测量的误差修正方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711494191.1A CN108303569B (zh) 2017-12-31 2017-12-31 汽轮机转速测量的误差修正方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108303569A CN108303569A (zh) 2018-07-20
CN108303569B true CN108303569B (zh) 2020-07-14

Family

ID=62867975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711494191.1A Active CN108303569B (zh) 2017-12-31 2017-12-31 汽轮机转速测量的误差修正方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108303569B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110687314A (zh) * 2019-09-29 2020-01-14 瑞安市麦格电子科技有限公司 差分式轮速传感器信号激励系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62137566A (ja) * 1985-12-10 1987-06-20 Mitsubishi Electric Corp パルス式回転数計測装置の補正方式
CN101509936A (zh) * 2008-02-16 2009-08-19 威伯科有限公司 用于校准车轮速度的方法
CN102472194A (zh) * 2009-07-06 2012-05-23 三井造船株式会社 发动机转速算出装置以及调速器控制系统
CN203191401U (zh) * 2013-04-28 2013-09-11 重庆宗申发动机制造有限公司 一种摩托车发动机转速测试装置
CN103993968A (zh) * 2014-02-20 2014-08-20 中国北方发动机研究所(天津) 一种飞轮齿圈齿形误差修正方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62137566A (ja) * 1985-12-10 1987-06-20 Mitsubishi Electric Corp パルス式回転数計測装置の補正方式
CN101509936A (zh) * 2008-02-16 2009-08-19 威伯科有限公司 用于校准车轮速度的方法
CN102472194A (zh) * 2009-07-06 2012-05-23 三井造船株式会社 发动机转速算出装置以及调速器控制系统
CN203191401U (zh) * 2013-04-28 2013-09-11 重庆宗申发动机制造有限公司 一种摩托车发动机转速测试装置
CN103993968A (zh) * 2014-02-20 2014-08-20 中国北方发动机研究所(天津) 一种飞轮齿圈齿形误差修正方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108303569A (zh) 2018-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102893132B (zh) 用于处理代表发动机的轴的角位置的信号的设备和方法
CN110146719A (zh) 一种齿盘测速系统和齿盘测速方法
CN108303569B (zh) 汽轮机转速测量的误差修正方法
CN103308707A (zh) 一种自适应转速测量方法
CN103913591A (zh) 旋转设备转速测量方法和装置
CN106645786A (zh) 永磁同步电机速度检测方法和装置
JP5576551B2 (ja) 系統的な誤差処理方法
CN109283354A (zh) 一种基于增量式光电编码器的变m/t测速方法
CN109211278B (zh) 一种mimu加速度计非线性度自动标定的系统与方法
CN203414479U (zh) 一种水轮发电机机组转速的监测装置
US6958599B2 (en) Angular velocity sensor
CN105158557B (zh) 一种频率测试方法和对应的频率测试系统
GB2073980A (en) Speed signal determination
CN105929198B (zh) 基于惯性原理的高稳定度实时预测转速测量方法
CN114383840B (zh) 一种齿轮双面啮合测试方法、装置、系统及存储介质
CN114047352B (zh) 发电机转速差测量方法及装置
JP2929307B2 (ja) 角度測定方法及び速度計測装置
CN111272104A (zh) 适用于极端环境下自动屏蔽位置传感器故障读数头的方法
CN118032027B (zh) 一种混合型绝对值编码器及其位置检测方法
CN108627670B (zh) 马达转速侦测方法及其装置
EP2660565B1 (en) Digital logic circuit and method for detecting a relative shaft position on geared shafts
CN112234878B (zh) 一种微型电机转速测量控制系统及方法
CN114520609A (zh) 一种编码器的测速方法、装置和电子设备
JPH05188067A (ja) サーボモータの速度検出装置
JP2523207Y2 (ja) 回転数検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231214

Address after: Building 36, No. 709 Guangzhong West Road, Jing'an District, Shanghai, 200072

Patentee after: SHANGHAI AUTOMATION INSTRUMENTATION Co.,Ltd.

Patentee after: Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute Co.,Ltd.

Address before: 200072 building 7, 191 Guangzhong West Road, Jing'an District, Shanghai

Patentee before: SHANGHAI AUTOMATION INSTRUMENTATION Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right