CN108957032A - 一种转速传感器动态测试信号源生成装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转速传感器动态测试信号源生成装置，它包括机箱、电机、电机控制板、供电电源接口、第一金属圆盘、第二金属圆盘、传感器安装支架、旋转轴、支架紧固螺丝、转速传感器，机箱内部安装有电机控制板、供电电源接口和电机，机箱的顶面上开设有安装孔，安装孔位于电机的顶侧，第一金属圆盘、第二金属圆盘安装在电机传动轴上，第一金属圆盘、第二金属圆盘位于安装孔内，机箱的顶面安装有旋转轴，传感器安装支架的一端套装在旋转轴上，传感器安装支架的另一端设置有传感器安装夹孔，转速传感器安装在传感器安装夹孔内且位于第二金属圆盘的顶侧，本发明结构体积小、简单、携带方便，成本低、易于制造，操作简便，能够解决检修、维护人员现场测试转速传感器动态性能的难题。

Description

一种转速传感器动态测试信号源生成装置

技术领域

本发明涉及测量设备领域，尤其涉及一种转速传感器动态测试信号源生成装置。

背景技术

目前，对于汽轮机、发电机、制氧空压机等机组转速测量使用的电涡流、磁电式等转速传感器在生产现场检修、维护工作中只简单通过外观观察、测量对比阻值变化、绝缘测试等静态测试方法(对于电涡流传感器还可以进行位移特性标定)，来判断其是否满足技术要求，是否可以继续使用。但电涡流、磁电式等转速传感器往往正常工作时测量的转速基本都能达到3000转/分钟，甚至更高。为保证传感器能够正常可靠使用，还需要进一步测试传感器的动态性能，判断其动态特性是否满足使用的技术要求。在现场进行动态测试不方便，基本不做，如必须对传感器做动态测试常常需要送到标准实验室对传感器进行检定、校准，费时费力。

1.一种转速传感器测试设备，申请号：201610700264.7，该设备包括：支撑台；采用伺服电机，通过配套的伺服驱动器进行驱动和控制，伺服驱动器将对伺服电机转速进行精确的控制和实时反馈；工装安装在转速源的轴向侧方向，其一侧安装固定在伺服电机的转动轴上，另一侧分别安装用于触发电感式接近开关的金属圆盘或安装转速编码器的固定金属柱，支架安装在转速源的轴向侧方向，工装的一侧，用于安装电感式接近开关或配合固定金属柱安装转速编码器；信号采集装置进行采集和存储；干扰源，采用电磁感应线圈或电阻丝绕组进行干扰信号的模拟。该设备可对风电机组内采用的各类转速传感器通过系统测量的方式确定其准确度和可靠性，检测使用方法简便。

2.一种转速传感器测试台，申请号：201110454351.6，它包括支架、固定在支架上被电机驱动的齿轮、设置在齿轮外的防护箱、用于安装转速传感器的安装架、用于控制电机转动的控制箱；安装架包括固定在支架上的固定架、被固定架横向架起的转盘、用于人工旋转转盘的手动旋钮、设置在转盘上用于固定传感器的多个圆周均布的传感器安装座。该发明提供的一种转速传感器测试台，解决了现有转速传感器测试系统只能测试一个传感器所导致的测试差异性及测试周期长的技术问题。

3.一种转速传感器测试试验台，申请号：201410723035.8，它包括操作台机柜和控制柜；所述控制柜内包括有工控机系统、UPS电源、前台控制器及传感器供电装置；所述操作台机柜内设置有测试台主体，所述测试台主体包括有测试台机体、电机驱动系统、机械传动系统、润滑系统、信号轮固定装置、传感器固定装置及标准信号源生成装置。通过本技术方案的试验台，所使用信号轮和传感器都是可以更换的，在同一传感器匹配不同信号轮，或者更改信号轮设计的时候，可以大大的节约时间。转速试验台提供了一个非常理想的转速传感器测试平台，通过固定的工装，可以对车用磁电式或和霍尔式两种不同的传感器进行检测，亦可以调整信号轮和传感器的空气间隙。

但是上述技术方案均存在问题和不足：1中的转速传感器测试设备涉及的是一种检测风电机组内部转速相关的电感式接近开关和转速编码器等转速测量传感器的测试设备，通过系统测量的方法来确定电感式接近开关和转速编码器准确度和可靠性。2中的转速传感器测试台解决的是现有转速传感器测试系统只能测试一个传感器所导致的测试差异性及测试周期长的技术问题。现有转速传感器测试系统用电机驱动齿轮作为转速信号发生源，模拟工况下旋转轴上测速齿盘的运动，采用的齿轮体积大笨重，设备到现场使用不方便。3中的转速传感器测试试验台实现的是通过固定的工装既可以对车用磁电式或霍尔式转速传感器进行检测，亦可以实现信号轮和传感器的空气间隙调整。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种转速传感器动态测试信号源生成装置，结构体积小、简单、携带方便，成本低、易于制造，操作简便，能够解决检修、维护人员现场测试转速传感器动态性能的难题。

为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。

一种转速传感器动态测试信号源生成装置，它包括机箱、电机、电机控制板、供电电源接口、第一金属圆盘、第二金属圆盘、弹簧、金属圆盘紧固螺丝、传感器安装支架、旋转轴、支架紧固螺丝、转速传感器、传感器固定夹紧装置，所述机箱为箱体，其内部安装有电机控制板、供电电源接口和电机，所述机箱的顶面上开设有安装孔，所述安装孔位于电机的顶侧，所述第一金属圆盘安装在电机传动轴上，所述第二金属圆盘安装在第一金属圆盘上，所述第二金属圆盘顶部的传动轴上套装有弹簧和金属圆盘紧固螺丝，所述第一金属圆盘、第二金属圆盘位于安装孔内，所述机箱的顶面安装有旋转轴，所述传感器安装支架的一端套装在旋转轴上，所述旋转轴上设置有支架紧固螺丝，所述传感器安装支架的另一端设置有安装夹孔，所述安装夹孔的侧面设置有传感器固定夹紧装置，所述转速传感器安装在安装夹孔内且位于第二金属圆盘的顶侧，所述旋转轴的两侧的机箱的顶面上分别设置有支架活动限位柱，所述机箱的顶面设置有传感器固定夹紧快速定位平台，所述传感器固定夹紧快速定位平台比机箱的顶面高1mm。

进一步的，所述机箱的顶面电源开关和调速旋钮，所述电源开关通过电线连接供电电源接口，所述供电电源接口与市电220VAC相连，所述调速旋钮通过电线连接电机控制板，所述电机控制板通过电线分别连接电源开关和电机。

进一步的，所述第一金属圆盘上设置有两个定位凹槽。

进一步的，所述第二金属圆盘上设置有一个定位凹槽。

进一步的，所述第二金属圆盘是由第一金属圆盘水平翻转180°而形成的。

本发明的一种转速传感器动态测试信号源生成装置，结构体积小、简单、携带方便，成本低、易于制造，操作简便，能够解决检修、维护人员现场测试转速传感器动态性能的难题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明的第一金属圆盘的孔洞形状及分布结构示意图；

图4为本发明的第二金属圆盘的孔洞形状及分布结构示意图；

图5为本发明的第一、第二金属圆盘组孔洞调整变化的原理示意图；

图6为本发明的第一、第二金属圆盘组孔洞调整变化的结构示意图；

图中：1、第一金属圆盘；2、第二金属圆盘；3、定位凹槽；4、弹簧；5、金属圆盘紧固螺丝；6、传感器固定夹紧装置；7、转速传感器；8、传感器安装支架；9、支架紧固螺丝；10、旋转轴；11、支架活动限位柱；12、电机；13、机箱；14、电源开关；15、调速旋钮；16、供电电源接口；17、电机控制板；18、固定夹紧快速定位平台；81、安装夹孔；121、传动轴；131、安装孔。

具体实施方式

下面结合实施案例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。

如图1、2所示：一种转速传感器动态测试信号源生成装置，它包括：机箱13、电机12、电机控制板17、供电电源接口16、第一金属圆盘1、第二金属圆盘2、弹簧4、金属圆盘紧固螺丝5、传感器安装支架8、旋转轴10、支架紧固螺丝9、转速传感器7、传感器固定夹紧装置6，机箱13为箱体，其内部安装有电机控制板17、供电电源接口16和电机12，电源开关14通过电线连接供电电源接口16，供电电源接口16与市电220VAC相连，调速旋钮15通过电线连接电机控制板17，电机控制板17通过电线分别连接电源开关14和电机12，机箱13的顶面上开设有安装孔131，安装孔131位于电机12的顶侧，第一金属圆盘1安装在电机12的传动轴121上，第二金属圆盘2安装在第一金属圆盘1上，第二金属圆盘2顶部的传动轴121上套装有弹簧4和金属圆盘紧固螺丝5，第一金属圆盘1、第二金属圆盘2位于安装孔131内，机箱13的顶面安装有旋转轴10，传感器安装支架8的一端套装在旋转轴10上，旋转轴10上设置有支架紧固螺丝9，可以控制传感器安装支架8在旋转轴10上的松紧度，进而控制传感器安装支架8的旋转，使支架可以固定在某一位置上不动，传感器安装支架8的另一端设置有传感器安装夹孔81，传感器安装夹孔81的侧面设置有传感器固定夹紧装置6，转速传感器7安装在传感器安装夹孔81内且位于第二金属圆盘2的顶侧，通过拧动传感器固定夹紧装置6可以控制转速传感器7在传感器安装夹孔81内固定。旋转轴10的两侧的机箱13的顶面上分别设置有支架活动限位柱11，可以限制控制传感器安装支架8的转动范围。机箱13的顶面还设置有传感器固定夹紧快速定位平台18、电源开关14和调速旋钮15，传感器固定夹紧快速定位平台18比机箱13的顶面高1mm，当旋转传感器安装支架8，使得转速传感器7刚好位于传感器固定夹紧快速定位平台18上时，旋转传感器固定夹紧装置6使转速传感器7固定，这样旋转传感器安装支架8使转速传感器7位于第二金属圆盘2测试孔洞上侧时，与第二金属圆盘2的距离也是1mm。电源开关14通过电线连接电源，控制电源的供给，调速旋钮15通过电线连接电机控制板17，可以控制电机的旋转速度。电机控制板17为现有技术，是靠改变电路电阻调整电机供电电源电压值来控制电机的旋转速度。

金属圆盘组与机箱台面在同一水平高度；传感器固定夹紧快速定位平台比机箱台面高1mm。

金属圆盘组由两片带有孔洞的第一金属圆盘1和第二金属圆盘2组成。第一金属圆盘1的孔洞形状及分布如图3所示。第二金属圆盘2是由第一金属圆盘1水平翻转180°而成的(即第二金属圆盘2是第一金属圆盘1的背面)。第二金属圆盘2的孔洞形状及分布如图4所示。其中第一金属圆盘1上有两个定位凹槽3，第二金属圆盘2上有一个定位凹槽3。将两金属圆盘重叠，2在上，1在下，第二金属圆盘2上的定位凹槽3与第一金属圆盘1上的其中一个定位凹槽3重合。金属圆盘组孔洞调整变化如图5所示。可以看出，顺时针或逆时针旋转第二金属圆盘2，使第二金属圆盘2上的定位凹槽3分别调整到与第一金属圆盘1上的两个定位凹槽3其中一个定位凹槽3重合的位置，金属圆盘组孔洞数就可以调整为3个或6个,如图6所示。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用电机驱动带有孔洞的金属圆盘组以一定速度旋转模拟现场生产中旋转机械转轴上测速齿盘的运动情况作为转速信号发生源，将传感器垂直固定在金属圆盘孔洞运转轨迹的正上方，距离金属圆盘平面1mm距离，对于电涡流传感器还可以根据零位输出电压调整固定位置，传感器信号线仍接在现场转速测量实际检测回路中不用动或单独接入转速仪、示波器、频率计等设备上，通过调整电机转速变化，观察转速测量值变化情况，这样就可测试传感器的动态性能是否满足使用要求，保证传感器上线后能够正常可靠使用。该装置还设有传感器固定夹紧快速定位平台，通过它可以保证传感器测试时距离金属圆盘平面1mm距离，无需进行测量。同时，设计金属圆盘组孔洞的形状和位置，通过旋转调整两金属圆盘重叠位置可以改变孔洞的数量，这样在电机固定转速的情况下，转速信号发生源发出的信号将成倍变化，方便传感器动态性能的判断。

本发明是利用电机驱动带有孔洞的金属圆盘组以一定速度旋转模拟现场生产中旋转机械转轴上测速齿盘的运动情况作为转速信号发生源，通过调整电机转速变化调整信号发生源转速变化，用现场安装使用的磁电式或电涡流转速传感器对转速信号源发出的转速进行测量，观察转速传感器测量值的变化情况，来测试传感器的动态性能是否满足使用要求。同时，金属圆盘组两金属圆盘通过旋转调整重叠位置还可以改变孔洞数量，这样在电机转速固定的情况下，转速信号发生源发出的信号将成倍变化，方便传感器检测动态性能的测试判断。

转速传感器动态测试信号源生成装置包括机箱、电机、被电机驱动的孔洞数可调整变化的金属圆盘组、用于安装转速传感器的安装支架及支架行程限位柱、传感器固定夹紧装置及传感器固定夹紧快速定位平台、用于控制电机转动速度的电机控制单元等。

在生产现场测试磁电式或电涡流转速传感器的动态性能过程：松开转速传感器动态测试信号源生成装置的支架紧固螺丝，移动传感器安装支架到传感器固定夹紧快速定位平台处(支架活动非工作端限位处)，将现场使用的磁电式或电涡流转速传感器插入传感器固定安装夹孔，传感器头部与传感器固定夹紧快速定位平台接触。由于传感器固定夹紧快速定位平台在机箱台面上且比机箱台面高1mm,金属圆盘组与机箱台面在同一水平高度，这样就能保证移动传感器安装支架到支架活动工作端限位处时，传感器可以垂直固定在金属圆盘孔洞运转轨迹的正上方，距离金属圆盘平面1mm距离。对于电涡流传感器还可以根据零位输出电压调整固定位置。移动传感器安装支架到支架活动工作端限位处，锁紧支架紧固螺丝，这样传感器就安装完毕。传感器信号线仍接在现场转速测量实际检测回路中不用动或单独接入转速仪、示波器、频率计等设备上。接通转速传感器动态测试信号源生成装置外供电源，打开电源开关通过调整调速旋钮调整电机转速变化，观察转速测量值变化情况，这样就可测试传感器的动态性能是否满足使用要求，保证传感器上线后能够正常可靠使用。通过旋转调整第一金属圆盘使其上定位凹槽与第一金属圆盘上定位凹槽重叠位置可以改变孔洞的数量，这样在电机固定转速的情况下，转速信号发生源发出的信号将成倍变化，方便传感器动态性能的判断。

本发明是利用电机驱动带有孔洞的金属圆盘组以一定转速旋转作为转速测试信号源生成装置，模拟工况下旋转轴上测速齿盘的运动，解决在现场对磁电式或电涡流转速传感器进行动态测试的难题。

本发明通过设计制作一种转速传感器动态测试信号源生成装置，解决了现有方法中存在的到现场对磁电式或电涡流转速传感器进行动态测试不方便，送到标准实验室进行检定、校准也不具备条件，费时费力等问题。

本发明的有益效果是：解决了在现场对磁电式或电涡流转速传感器进行动态性能测试的难题。一种转速传感器动态测试信号源生成装置，可用来对汽轮机、发电机、制氧空压机等大型高转速旋转机组内采用的电涡流、磁电式等转速测量传感器在生产现场进行动态性能测试。本发明具有结构体积小、简单、携带方便，成本低、易于制造，操作简便特点，可以推广应用到在生产现场对电涡流、磁电式等转速测量传感器进行测试、校准、比对等计量确认工作。通过对转速传感器进行动态性能测试后，可以保证传感器能够在线正常可靠使用，保证了大型旋转机械转速参数检测的可靠性,确保了机组的安全稳定运转。而且本发明具有结构体积小、简单，成本低、易于制造等特点，可以自行加工制作使用,节约大量采购检测设备费用和传感器外送检费用。可以投入批量生产制作，对外销售，增加经济效益。

本发明的一种转速传感器动态测试信号源生成装置，结构体积小、简单、携带方便，成本低、易于制造，操作简便，能够解决检修、维护人员现场测试转速传感器动态性能的难题。

显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (5)

1.一种转速传感器动态测试信号源生成装置，其特征在于：它包括机箱(13)、电机(12)、电机控制板(17)、供电电源接口(16)、第一金属圆盘(1)、第二金属圆盘(2)、弹簧(4)、金属圆盘紧固螺丝(5)、传感器安装支架(8)、旋转轴(10)、支架紧固螺丝(9)、转速传感器(7)、传感器固定夹紧装置(6)，所述机箱(13)为箱体，其内部安装有电机控制板(17)、供电电源接口(16)和电机(12)，所述机箱(13)的顶面上开设有安装孔(131)，所述安装孔(131)位于电机(12)的顶侧，所述第一金属圆盘(1)安装在电机(12)的传动轴(121)上，所述第二金属圆盘(2)安装在第一金属圆盘(1)上，所述第二金属圆盘(2)顶部的传动轴(121)上套装有弹簧(4)和金属圆盘紧固螺丝(5)，所述第一金属圆盘(1)、第二金属圆盘(2)位于安装孔(131)内且两金属圆盘组上平面与机箱(13)顶面在同一水平面高度相等，所述机箱(13)的顶面安装有旋转轴(10)，所述传感器安装支架(8)的一端套装在旋转轴(10)上，所述旋转轴(10)上设置有支架紧固螺丝(9)，所述传感器安装支架(8)的另一端设置有传感器安装夹孔(81)，所述传感器安装夹孔(81)的侧面设置有传感器固定夹紧装置(6)，所述转速传感器(7)安装在传感器安装夹孔(81)内且位于第二金属圆盘(2)的顶侧，所述旋转轴(10)的两侧的机箱(13)的顶面上分别设置有支架活动限位柱(11)，所述机箱(13)的顶面设置有传感器固定夹紧快速定位平台(18)，所述传感器固定夹紧快速定位平台(18)比机箱(13)的顶面高1mm。

2.根据权利要求1所述的一种转速传感器动态测试信号源生成装置，其特征在于：所述机箱(13)的顶面电源开关(14)和调速旋钮(15)，所述电源开关(14)通过电线连接供电电源接口(16)，所述供电电源接口(16)与市电220VAC相连，所述调速旋钮(15)通过电线连接电机控制板(17)，所述电机控制板(17)通过电线分别连接电源开关(14)和电机(12)。

3.根据权利要求1所述的一种转速传感器动态测试信号源生成装置，其特征在于：所述第一金属圆盘(1)上设置有两个定位凹槽(3)。

4.根据权利要求1所述的一种转速传感器动态测试信号源生成装置，其特征在于：所述第二金属圆盘(2)上设置有一个定位凹槽(3)。

5.根据权利要求1所述的一种转速传感器动态测试信号源生成装置，其特征在于：所述第二金属圆盘(2)是由第一金属圆盘(1)水平翻转180°而形成的。