CN111751568A - 一种基于数据采集的转速实时测试系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及测试设备与智能监控领域，具体涉及一种基于数据采集的转速实时测试系统及控制方法。包括转速实时测试单元、数据采集系统、控制信号处理模块和控制中心。所述转速实时测试单元包括隔离模块、供电模块、频率电压转换模块，所述数据采集系统通过采集转速电压、压强信号，判断转速电压和压强信号，所述控制信号处理模块用于处理数据采集系统产生的控制信号；所述控制中心根据控制信号处理模块产生的信号对转速进行适时测试和监控。本发明可实现转速传感器输出脉冲频率的实时测试，根据频率和压力作出快速判读，并向控制中心发出反馈信号，从而提高试验实时测试与控制的可靠性、精确性，提升试验测控水平，扩展试验测控范围。
Description
技术领域
本发明涉及测试设备与智能监控领域，具体涉及一种基于数据采集的转速实时测试系统及控制方法。
背景技术
某一特定试验中要求实时监测伺服机构油泵转速传感器输出频率以及油泵出口压力传感器输出信号，并要在试验前2秒根据实时测试的数据要实时作出判断，当转速传感器频率和压力值分别满足各自的判断条件后表明伺服机构工作正常，才能向控制中心发送反馈信号，控制中心只有收到该反馈信号可以继续往下进行试验。因此该泵转速传感器输出频率以及油泵出口压力传感器输出信号的测试与判断是至关重要的，是该试验成败的关键。目前对转速传感器频率测试无法实现实时测试与判断，只能将传感器输出原始脉冲数据测试下来，试后处理才能确定转速传感器输出频率，此外，数据采集系统条件判读只限于对一种信号进行判断且只输出单个相应的反馈信号，对于任务中两个信号同时判断还未实现过，因此现有频率测试方法无法满足背景技术中有关该试验的测试要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题：
本发明提供一种基于数据采集的转速实时测试系统及控制方法，实现转速传感器输出脉冲频率的实时测试，根据频率和压力作出快速判读，并向控制中心发出反馈信号，从而提高试验实时测试与控制的可靠性、精确性，提升试验测控水平，扩展试验测控范围。
为解决存在的技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种基于数据采集的转速实时测试系统，包括转速实时测试单元、数据采集系统、控制信号处理模块和控制中心；
所述转速实时测试单元包括隔离模块、供电模块、频率电压转换模块，所述隔离模块用于隔离干扰，所述供电模块为频率电压转换模块提供工作电压，所述频率电压转换模块用于将来自试验现场的转速或频率信号实时的转换为0-5V的电压值；
所述数据采集系统通过采集转速电压、压强信号，判断转速电压和压强信号，并将控制信号传给控制信号处理模块；
所述控制信号处理模块用于处理数据采集系统产生的控制信号；
所述控制中心根据控制信号处理模块产生的信号对转速进行适时测试和监控。
进一步地，所述光电隔离模块主要是由光电耦合器D及其外围电路R1、R2及5V电源组成，共同完成输入与输出信号的隔离。
进一步地，频率电压转换模块包括频率电压转换电路、放大电路、分频电路和控制电路。
进一步地，所述供电模块为频率电压模块提供24V直流电压。
进一步地，所述控制信号处理模块由门电路组成，完成输入控制信号的输出。
进一步地，所述数据采集系统主要控制流程为：
1) 在数据采集系统软件中设定转速判断条件和压强判断条件及参数的配置；
2) 启动采集程序，采集转速信号和压强信号，同时进行数据转换，将电压信号转换为工程值；
3) 对采集的转速和压强信号进行条件判断，当转速判断条件满足时输出控制信号1，当压强判断条件满足时输出控制信号2。
一种基于数据采集的转速实时测试系统控制方法，包括如下步骤：
1) 转速实时测试单元的调试和软件判断与控制部分的调试；
2) 按图1进行设备与线路的连接；
3) 打开数据采集系统软件进行参数设置与通道配置并确认、下载；
4) 进行传感器校准，获取转速和压强传感器校准系数，并在数据采集系统软件输入校准系数；
5) 在数据采集系统软件中设定好转速判断条件和压强判断条件；
6) 输入转速电压信号和压强电压信号进行整个系统调试；
7) 触发采集程序启动，采集转速和压强电压信号并判断；
8) 当条件满足发出相应的控制信号；
9) 当所有控制信号都发出向则控制中心发送反馈控制信号；
10) 控制中心接收到反馈控制信号才可以进行后续操作；
11) 控制信号发送正常后才可以进行下一步正式试验。
本发明的有益效果：
本发明可实现转速或频率信号的快速实时测试，实时性强，响应频率高，该方法实现了对被控制对象的实时控制，时效性强；转速或频率测试与控制精度高，自动化水平高，不会出现人为操作带来的不确定性，保证了测试与控制的精确性；软件可以灵活设置判读与控制条件，条件判读与控制灵活性强，可实现任意多个条件的判断与控制；可操作性强，提高了试验进度；硬件线路连接简便，提高了工作效率。
附图说明
图1、基于数据采集的转速实时测试、判断系统原理图；
图2、隔离模块电路原理图；
图3、频率电压转换模块组成原理图；
图4、控制信号处理模块原理图；
图5、软件控制流程图；
图6、基于数据采集的转速实时测试、判断系统控制方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图并以推进剂电磁辐射感度测试装置及方法具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种基于数据采集的转速实时测试系统，包括转速实时测试单元、数据采集系统、控制信号处理模块和控制中心；所述转速实时测试单元包括隔离模块、供电模块、频率电压转换模块，所述隔离模块用于隔离干扰，所述供电模块为频率电压转换模块提供工作电压，所述频率电压转换模块用于将来自试验现场的转速或频率信号实时的转换为0-5V的电压值；所述数据采集系统通过采集转速电压、压强信号，判断转速电压和压强信号，并将控制信号传给控制信号处理模块；所述控制信号处理模块用于处理数据采集系统产生的控制信号；所述控制中心根据控制信号处理模块产生的信号对转速进行适时测试和监控。
如图2所示，隔离模块对来自试验现场等外部干扰进行隔离，维持数据的完整性和准确性并保护数据采集系统。隔离模块主要是由光电耦合器D及其外围电路R1、R2及5V电源组成，共同完成输入与输出信号的隔离。其工作原理为：当Vin为低电平时，光电隔离模块中的发光二极管不会亮，三极管截止，Vout为0V，测试单元识别到的信号为低电平；当Vin为高电平时，光电隔离模块的发光二极管会亮，那么三极管导通，Vout为5V，测试单元识别到的信号为高电平，这样不管输入进来的信号有多大干扰都会通过光电隔离模块隔离掉，不会受外界因素的影响产生信号的误读。
如图3所示，频率电压转换模块就是将输入的转速频率信号（脉冲信号）转换成直流电压信号输出的硬件电路，其输出的直流电压与输入的脉冲频率成线性关系，通过测量其输出端的电压值来间接测量输入的脉冲频率。频率电压转换模块包括频率电压转换电路、放大电路、分频电路、控制电路。其中分频电路利用脉冲计数方式进行分频，用于将输入的高频信号降为低频信号，便于后续电路对频率信号的准确测量；频率电压转换电路用于将分频后的低频率信号转换为电压信号，便于后续电路或设备的测量，频率电压转换电路主要包括计数、数据处理、DA转换、滤波等电路；放大电路主要完成对转换后的电压值的放大与缓冲输出标准的TTL信号；控制电路主要完成对各部分电路的时序控制。
如图4所示，所述控制信号处理模块对数据采集系统两种判断条件产生的两个控制信号进行与处理，即当转速频率达到设定值同时压强信号达到设定值，这两个条件同时满足即控制信号1和控制信号2同时产生才向控制中心发送一个总的反馈控制信号。该模块主要由与门电路组成，完成两个输入控制信号的与输出。
如图5所示，首先进行两个控制与判断条件的设定及参数的配置，然后启动采集程序，采集转速信号和压强信号，同时进行数据转换，将电压信号转换为工程值，对采集的转速和压强信号进行条件判断，当条件满足则分别输出控制信号1和控制信号2。
如图6所示，首先进行转速实时测试单元的调试和软件判断与控制部分的调试，均调试通过后进行硬件及线路的连接，然后运行采集软件，进行参数设置与通道的配置以及判断与控制条件的设置，最后触发采集软件启动，边采集数据边进行判断，当条件满足发出控制信号，当所有控制信号都发出向则控制中心发送反馈控制信号，控制中心接收到反馈控制信号才可以进行后续操作。
Claims (7)
1.一种基于数据采集的转速实时测试系统，其特征在于，包括转速实时测试单元、数据采集系统、控制信号处理模块和控制中心；
所述转速实时测试单元包括隔离模块、供电模块、频率电压转换模块，所述隔离模块用于隔离干扰，所述供电模块为频率电压转换模块提供工作电压，所述频率电压转换模块用于将来自试验现场的转速或频率信号实时的转换为0-5V的电压值；
所述数据采集系统通过采集转速电压、压强信号，判断转速电压和压强信号，并将控制信号传给控制信号处理模块；
所述控制信号处理模块用于处理数据采集系统产生的控制信号；
所述控制中心根据控制信号处理模块产生的信号对转速进行适时测试和监控。
2.根据权利要求1所述基于数据采集的转速实时测试系统，其特征在于：所述光电隔离模块主要是由光电耦合器D及其外围电路R1、R2及5V电源组成，共同完成输入与输出信号的隔离。
3.根据权利要求1所述基于数据采集的转速实时测试系统，其特征在于：频率电压转换模块包括频率电压转换电路、放大电路、分频电路和控制电路。
4.根据权利要求1所述基于数据采集的转速实时测试系统，其特征在于：所述供电模块为频率电压模块提供24V直流电压。
5.根据权利要求1所述基于数据采集的转速实时测试系统，其特征在于：所述控制信号处理模块由门电路组成，完成输入控制信号的输出。
6.根据权利要求1所述基于数据采集的转速实时测试系统，其特征在于：所述数据采集系统控制流程为：
1) 在数据采集系统软件中设定转速判断条件和压强判断条件及参数的配置；
2)启动采集程序，采集转速信号和压强信号，同时进行数据转换，将电压信号转换为工程值；
3)对采集的转速和压强信号进行条件判断，当转速判断条件满足时输出控制信号1，当压强判断条件满足时输出控制信号2。
7.一种基于数据采集的转速实时测试系统控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）转速实时测试单元的调试和软件判断与控制部分的调试；
2）按图1进行设备与线路的连接；
3）打开数据采集系统软件进行参数设置与通道配置并确认、下载；
4）进行传感器校准，获取转速和压强传感器校准系数，并在数据采集系统软件输入校准系数；
5）在数据采集系统软件中设定好转速判断条件和压强判断条件；
6）输入转速电压信号和压强电压信号进行整个系统调试；
7）触发采集程序启动，采集转速和压强电压信号并判断；
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