CN113341170B - 一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及测量领域，提供了一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法及装置，通过在实验室中将样品磁性物以固定加速度穿过导电闭合线圈，并根据感应电压变化规律获取样品磁性物在导电闭合线圈中两个特定电压值对应的特定点的时间节点信号，并得到间隔时间T1，利用激光测速装置测量样品磁性物在两个特定点的速度并计算得到位移S，在具体测量时，将被测物磁化处理后以固定加速度穿过所述导电闭合线圈，并根据感应电压变化规律获取被测物在两个特定点的时间节点信号并计算间隔时间T2，再根据所述间隔时间T2和所述位移S计算得到被测物通过两个特定点之间的平均速度。本发明提供了一种低成本、高精度的测速方法和装置，提升了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法及装置。
背景技术
速度测量技术在工业生产和生活中的应用越来越广泛，在高精度速度测量领域通常采用激光多普勒测速技术，该技术具有测量速度快、精度高、抗干扰能力强等优点，能适应各种恶劣环境,测量稳定可靠。
但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
激光多普勒测速仪造价高昂，通常用作实验室测量仪器，并且大多数是从国外进口，应用在工业上成本过高。
发明内容
针对上述现有技术中存在的技术问题，提供了一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法及装置，所述方法及装置通过在实验室中将样品磁性物1以固定加速度穿过导电闭合线圈2，并根据感应电压变化规律获取样品磁性物1在导电闭合线圈2中两个特定电压值对应的特定点的时间节点信号，并得到间隔时间T1，利用激光测速装置3测量样品磁性物1在两个特定点的速度并计算得到位移S，在具体测量时，将被测物磁化处理后以固定加速度穿过所述导电闭合线圈2，并根据感应电压变化规律获取被测物在两个特定点的时间节点信号并计算间隔时间T2，再根据所述间隔时间T2和所述位移S计算得到被测物通过两个特定点之间的平均速度。
根据本发明的第一个方面，一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，包括：
将样品磁性物以第一加速度a1穿过导电闭合线圈；当所述导电闭合线圈的感应电压达到第一特定值和第二特定值时，获取所述样品磁性物通过所述导电闭合线圈对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，并计算间隔时间T1：T1＝t1-t2；利用激光测速装置测量所述样品磁性物通过所述两个特定点的速度v1和v2，并通过公式
计算所述两个特定点之间的位移S,或，在所述第一加速度a1已知的情况下，通过公式
计算所述两个特定点之间的位移S；将被测物磁化处理；将所述被测物以第二加速度a2穿过所述导电闭合线圈；当所述导电闭合线圈的感应电压达到所述第一特定值和所述第二特定值时，获取所述被测物通过所述两个特定点的时间节点信号t3和t4，并计算间隔时间T2：T2＝t3-t4；通过以下公式计算所述被测物位于所述两个特定点的瞬时速度vo、vt，以及通过所述导电闭合线圈的平均速度ve：
vt＝a2*T2；
进一步地，当所述导电闭合线圈的感应电压达到第一特定值和第二特定值时，具体包括，所述第一特定值为感应电压的正向最大值，且所述第二特定值为感应电压的反向最大值。
进一步地，当所述导电闭合线圈的感应电压达到第一特定值和第二特定值时，获取所述样品磁性物通过所述导电闭合线圈对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，具体包括，采用示波器获取所述感应电压随时间变化的波形曲线，从而获取所述波形曲线上所述第一特定值和第二特定值时的时间节点信号t1和t2。
进一步地，当所述导电闭合线圈的感应电压达到第一特定值和第二特定值时，获取所述样品磁性物通过所述导电闭合线圈对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，具体包括，采用双通道采集卡获取所述感应电压随时间变化的信号，从而获取所述波形曲线上所述第一特定值和第二特定值时的时间节点信号t1和t2。
进一步地，获取所述样品磁性物通过所述导电闭合线圈对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，具体包括，采用Labview软件获取所述感应电压随时间变化的信号，从而获取所述波形曲线上所述第一特定值和第二特定值时的时间节点信号t1和t2。
进一步地，利用激光测速装置测量所述样品磁性物通过所述两个特定点的速度v1和v2，具体包括，利用激光多普勒测速仪进行测量。
根据本发明的另一个方面，提供了一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的装置，包括：
样品磁性物；磁化装置，用于使被测物带上磁性；导电闭合线圈，采用导电线围成中空、闭合的平面线圈，且形状大小使所述样品磁性物或被测物能够按照预定方向穿过；计时模块，与所述导电闭合线圈连接，用于当所述导电闭合线圈的感应电压达到所述第一特定值和所述第二特定值时，获取所述样品磁性物或被测物通过所述两个特定点的时间节点信号，并计算间隔时间；激光测速装置，与所述计时模块连接，用于测量所述样品磁性物通过所述两个特定点的速度；计算模块，分别与所述计时模块和所述激光测速装置连接，用于计算所述磁性物或被测物通过所述两个特定点的时间、位移和平均速度；显示模块，分别与所述计时模块和所述计算模块连接，用于显示测量数据和计算数据。
进一步地，所述磁化装置包括，辅助磁性物，所述辅助磁性物与被测物可拆卸式连接。
进一步地，所述磁化装置包括，直流电源装置和双控开关装置；所述直流电源装置和双控开关装置与所述导电闭合线圈通过导电线路相连；在所述双控开关装置处于第一状态的情况下，所述闭合线圈处于闭合状态且所述电源装置处于断开状态，在所述双控开关装置处于第二状态的情况下，所述电源装置与所述闭合线圈处于通路状态。
进一步地，所述装置还包括，存储单元，所述存储单元与所述计算模块和所述显示模块连接，用于存储所述两个特定点对应的电压特定值信息和所述两个特定点的之间的位移信息。
通过本发明提供的基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法和装置，解决了相关技术中成本高的问题，并提供了一种低成本、高精度的测速方法和装置，提升了用户体验。
附图说明
图1是根据本发明实施例提供的一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法的流程图；
图2是根据本发明实施例提供了一种感应电压随时间变化的坐标示意图；
图3是根据本发明实施例提供的一种采用双通道采集卡获得里氏硬度计的感应电压随时间变化的模拟信号波形曲线图；
图4是根据本发明实施例提供的一种采用示波器测量的感应电压随时间变化的波形曲线图；
图5是是根据本发明实施例提供的一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的装置的结构框图；
图6是根据本发明实施例提供的一种包括直流电源装置、双控开关装置和导电闭合线圈的测速装置的电路示意图；
图7是根据本发明实施例提供的另一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的装置的结构框图；
附图标记：
样品磁性物-1、导电闭合线圈-2、激光测速装置-3、磁化装置-4、计时模块-5、计算模块-6、显示模块-7、存储模块-8、直流电源装置-9、双控开关装置-10。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。本发明的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如包含了一系列步骤S或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚的列出的那些步骤S或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤S和单元。
为使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供了一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，图1是根据本发明实施例的测量方法的流程图，如图1所示，包括：
步骤S102，将样品磁性物1以第一加速度a1穿过导电闭合线圈2；
步骤S104，当所述导电闭合线圈2的感应电压达到第一特定值和第二特定值时，获取所述样品磁性物1通过所述导电闭合线圈2对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，并计算间隔时间T1：T1＝t1-t2；
步骤S106，利用激光测速装置3测量所述样品磁性物1通过所述两个特定点的速度v1和v2，并通过公式
计算所述两个特定点之间的位移S,或，在所述第一加速度a1已知的情况下，通过公式
计算所述两个特定点之间的位移S；
步骤S108，将被测物磁化处理；
步骤S110，将所述被测物以第二加速度a2穿过所述导电闭合线圈2；
步骤S112，当所述导电闭合线圈2的感应电压达到所述第一特定值和所述第二特定值时，获取所述被测物通过所述两个特定点的时间节点信号t3和t4，并计算间隔时间T2：T2＝t3-t4；
步骤S114，通过以下公式计算所述被测物位于所述两个特定点的瞬时速度vo、vt，以及通过所述导电闭合线圈2的平均速度ve：
vt＝a2*T2；
通过上述步骤，在实验室中测出的样品磁性物1在导电闭合线圈2两个特定位置的瞬时速度和时间节点，并计算得到所述两个特定位置的位移，在具体测量被测物的速度时，根据测出的被测物在导电闭合线圈2两个特定位置的时间节点和所述两个特定位置的位移，计算得到被测物通过两个特定点的平均速度，解决了相关技术中为达到高精度测量而需要大规模使用激光测速装置3造成的高成本问题，提供了一种新的测速方法和装置，提升了用户体验。
需要说明的是，在本发明中，所述第一特定值和第二特定值为感应电压的极值或零值，所述极值包括极大值和极小值，所述零值为零电压值。
同时，通过感应电压与时间的变化规律，获取所述样品磁性物1通过所述导电闭合线圈2对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，并计算得到间隔时间T1，相比其他测量时间的方式，通过电压感应的方式测量更加精准，从而保证测量的速度值有更高的精确度。
具体实施过程中，由于穿过导电闭合线圈2的磁性物体的磁感应强度或者运动速度发生改变，产生的感应电压曲线也会相应改变，但改变的只是电压值，而磁性物体处于电压极值或零值时的位置相对于闭合线圈不会改变。
需要说明的是，具体实施过程中，样品磁性物1或被测物穿过导电闭合线圈2的过程，所述导电闭合线圈2产生感应电压的同时，会对所述样品磁性物1或被测物产生一个与其运动方向相反的电磁力，但由于通过所述两个特定点的时间极其短暂，通常只有几毫秒，因此在本发明实施例中，将所述电磁力视为恒定的作用力，且将所述样品磁性物1或被测物通过所述两个特定点的运动过程视为匀加速运动。
具体实施过程中，步骤S106中利用激光测速装置3测量所述样品磁性物1通过所述两个特定点的速度v1和v2，具体实施过程中，所述激光测速装置3与所述在所述两个特定点的时间节点t1和t2时刻分别发射单色激光对所述样品磁性物1进行速度测量,并通过公式
计算所述两个特定点之间的位移S。
其中，在所述第一加速度a1已知的情况下，可以仅测量所述两个特定点的速度v1和v2中的其中一个，并通过公式
计算所述两个特定点之间的位移S；
其中，步骤S108中通过将被测物磁化处理的方式，使不带磁性的被测物带上磁性，并产生稳定的磁场。
需要说明的是，将所述被测物磁化处理，可以是将所述被测物加入磁性材料的方式，例如将永磁体与所述被测物固定连接，也可以是将所述被测物放置在有直流电通过的线圈所形成的磁场里进行充磁处理的方式，此处不做限定。
本发明实施例还提供了一种感应电压随时间变化的坐标示意图，如图2所示，其中，感应电压u随时间t的变化曲线类似于正弦曲线。
具体实施过程中，样品磁性物1或被测物穿过闭合线圈的过程中，感应电压从零开始上升并且当感应电压上升到一个波峰的突变点时记录时间节点ta，感应电压开始下降并且当感应电压降低到零值时记录时间节点tb,当感应电压继续降低到一个波谷的突变点时记录时间节点tc，因此在本发明实施例中，所述感应电压的第一特定值和第二特定值为上述时间节点ta、tb、tc时刻的任意两个时刻的感应电压值。
本发明实施例可以应用在多个方面，例如，在里氏硬度计测量硬度值时进行应用，图3是根据本发明实施例提供的一种采用双通道采集卡获得里氏硬度计的感应电压随时间变化的模拟信号波形曲线图。具体实施过程中，利用里氏硬度计硬度计中三爪抓钩夹住冲击体后端的小凸起，按下释放按钮，顶杆向前移动，使抓钩张开，然后在弹簧的作用下，带有永磁体的冲击体以20g的加速度向下运动，此时调整冲击装置前部的闭合线圈的位置，使得冲击体穿过线圈，同时在双通道采集卡中记录电压零值时刻和发生突变点的时刻。这个时间间隔即为冲击体的运动时间，这段时间冲击体所经过的位移可以事先利用多普勒激光测速装置准确测量出来。当冲击体穿过闭合线圈，在反向电压出现极值后，运动方向突然改变，电压与时间函数曲线如图3所示。
里氏硬度计的基本原理是具有一定质量的冲击体在一定的试验力作用下冲击试样表面，测量冲击体距试样表面1mm处的冲击速度与回跳速度之比。而目前的里氏硬度计在使用过程中，并不能准确测量冲击速度和回弹速度，他们是利用速度引起的感应电压量，从而通过电压量的比值，间接得到速度的比值，并得出里氏硬度值。其次，里氏硬度测量中，冲击体速度是一个很关键的量值，这个基本参数的值如果不够准确，将会使得里氏值产生很大的偏差；在最新版的ISO16859和GB/T17394中，都对里氏硬度冲击体冲击速度的最佳估计值有了具体的要求，而目前在高精度的测速方法中，通常采用激光多普勒效应测速法进行测速，但激光多普勒测速仪造价高昂，且直接对里氏硬度计的冲击体进行测速有诸多不便，而本发明实施例的方法与之相比更适合应该在该领域。
由此可见，本发明实施例中，所述基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，与现有技术相比，至少具备以下技术效果：提供了一种低成本、高精度的测速方法和装置，提升了用户体验。
实施例二
在上述实施例一的基础上，本发明实施例还提供了另一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，如图1所示，包括：
步骤S102-S114及其具体实施方式可参照上述实施例一中的详细说明，本发明实施例中不再赘述。
在一个优选的实施例中，步骤S104，当所述导电闭合线圈2的感应电压达到第一特定值和第二特定值时，具体包括，所述第一特定值为感应电压的正向最大值，且所述第二特定值为感应电压的反向最大值。
具体实施过程中，由于所述样品磁性物1以一定加速度穿过所述导电闭合线圈2的过程时间极其短暂，而感应电压从电压最大值到下一次到达零值的时间更短，不到2ms，因此在利用激光测速装置3测量其通过两个特定点的速度时，在过于短的时间内连续发射激光带来一些不便，将导致误差增加，而感应电压从正向的电压最大值到反向的电压最大值的过程，在更长时间内连续发射激光进行测量时更容易，从而使测量的位移和被测物通过所述导电闭合线圈2的平均速度值更加精准。
由此可见，本发明实施例中，所述基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，与现有技术相比，除了具备上述实施例所具备的技术效果外还至少具备以下技术效果：进一步提高测量精度。
在一个优选的实施例中，步骤S106，利用激光测速装置3测量所述样品磁性物1通过所述两个特定点的速度v1和v2，具体包括，利用激光多普勒测速仪进行测量。
在诸多激光测速装置3中，激光多普勒测速仪相比普通采用传感器等设备的激光测速装置3，具有精度高、抗干扰、适应各种工业环境等优点，因而使用在本实施例中，可以提高所述两个特定点的瞬时速度测量精度，从而提高位移和平均速度的测量精度。
其中，激光多普勒测速仪的工作原理为采用一束单色光照射到运动物体上，测出其散射光相对于入射光的位移偏移，进而确认运动物体的瞬时速度。
具体实施过程中，在第一特定电压值对应的时间节点t1时刻和第二特定电压值对应的时间节点t2时刻，激光多普勒测速仪分别发射一束单色光照射到样品磁性物1上，并测量出所述运动物体粒子发出的散射光相对于入射光的位移偏移，从而分别测量出在t1时刻和t2时刻所述样品磁性物1通过两个特定点的瞬时速度v1和v2。
由此可见，本发明实施例中，所述基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，与现有技术相比，除了具备上述所有实施例所具备的技术效果外还至少具备以下技术效果：进一步提高测量精度。
在上述实施例中，采用了在两个特定点分别发送激光的方式对所述样品磁性物1的瞬时速度进行测量，但是，在其中一个特定点发送激光的方式进行测量可以作为候选的方式，例如在第一特定电压值时刻发送一束激光测量所述样品磁性物1在第一特定点的瞬时速度v0，由于所述样品磁性物1通过所述导电闭合线圈2的过程中，受到的电磁力十分小，在本实施例中可忽略不计，根据所述样品磁性物1运动的加速度a和时间t，可计算得到在第二特定点的瞬时速度vt:vt＝v0+at，同时可计算得到第一特定点到第二特定点之间的位移S:
实施例三
在上述实施例一的基础上，本发明实施例还提供了另一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，如图1所示包括：
步骤S102-S114及其具体实施方式可参照上述实施例一中的详细说明，本发明实施例中不再赘述。
在一个优选的实施例中，步骤S104，获取所述样品磁性物1通过所述导电闭合线圈2对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，具体包括，采用示波器获取所述感应电压随时间变化的波形曲线，从而获取所述波形曲线上所述第一特定值和第二特定值时的时间节点信号t1和t2。
其中，示波器是能在屏幕上以图形方式显示、观测被测信号的瞬时值轨迹变化情况的仪器，用示波器能观察各种不同电信号幅度随时间变化的波形曲线，在这个基础上示波器可以应用于测量电压、时间、频率、相位差和调幅度等电参数。
具体实施过程中，本发明实施例提供了一种采用示波器测量的感应电压随时间变化的波形曲线图，如图4所示：
当样品磁性物1穿过闭合线圈的过程中，感应电压随时间的变化曲线随时间的变化波形曲线显示在示波器屏幕上，并将所述波形曲线的特定电压值及其时间节点记录下来，因此，使用示波器测量感应电压和时间关系的方式，测量更加便捷、高效。
具体实施过程中，从零时刻开始计时，此时感应电压处于上升过程中，当感应电压上升到一个波峰的突变点值246.079mv，此时时间节点约为5ms，感应电压开始下降并且当感应电压降低到零值时记录时间节点通过计算约为6.9ms,当感应电压继续降低到一个波谷的突变点值-248.312mv，此时时间节点通过计算约为8.8ms，因此在本发明实施例中，所述感应电压的第一特定值和第二特定值为上述时间节点5ms时刻、6.9ms时刻、8.8ms时刻的任意两个时刻的感应电压值。
需要说明的是，在上述测量和记录所述特定电压值及其时间节点时，所述正向感应电压值为246.079mv，反向感应电压为值为-248.312mv，电压误差在正常范围之内。
由此可见，本发明实施例中，所述基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，与现有技术相比，除了具备上述所有实施例具备的技术效果外还至少具备以下技术效果：测量更加便捷、高效。
在一个优选的实施例中，步骤S106，利用激光测速装置3测量所述样品磁性物1通过所述两个特定点的速度v1和v2，具体包括，利用激光多普勒测速仪进行测量。
本发明实施例中，具体实施方式可参照上述实施例二中的详细说明，本发明实施例中不再赘述。
实施例四
在上述实施例一的基础上，本发明实施例还提供了另一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，如图1所示包括：
步骤S102-S114及其具体实施方式可参照上述实施例一中的详细说明，本发明实施例中不再赘述。
在一个优选的实施例中，步骤S104，当所述导电闭合线圈2的感应电压达到第一特定值和第二特定值时，获取所述样品磁性物1通过所述导电闭合线圈2对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，具体包括，采用双通道采集卡获取所述感应电压随时间变化的信号，从而获取所述波形曲线上所述第一特定值和第二特定值时的时间节点信号t1和t2。
具体实施过程中，将电压感应传感器与所述双通道采集卡连接，当样品磁性物1穿过导电闭合线圈2过程中，所述电压感应传感器将采集到的感应电压随时间变化的模拟信号输入所述双通道采集卡，所述双通道采集卡对所述模拟信号进行滤波、放大、隔离、滤波、激励、线性化、数字信号调理等处理，得到一串电压随时间变化的数字信号，通过所述数字信号可读出各时间点的电压值，从而得到所述样品磁性物1通过所述导电闭合线圈2对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2。
本发明实施例中，所述双通道采集卡用于将感应电压随时间变化的模拟信号转化为电脑可识别的数字信号，根据所述数字信号得到所述样品磁性物1通过所述导电闭合线圈2对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，本实施例通过将模拟信号转化为数字信号的方式获取特定电压值的时间节点信号，相比直接对模拟信号进行读取的方式误差更小，从而使测量结果更加精准。
由此可见，本发明实施例中，所述基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，与现有技术相比，除了具备上述所有实施例具备的技术效果外还至少具备以下技术效果：进一步提高测量精度。
在一个优选的实施例中，步骤S106，利用激光测速装置3测量所述样品磁性物1通过所述两个特定点的速度v1和v2，具体包括，利用激光多普勒测速仪进行测量。
本发明实施例中，具体实施方式可参照上述实施例二中的详细说明，本发明实施例中不再赘述。
实施例五
在上述实施例一的基础上，本发明实施例还提供了另一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，如图1所示包括：
步骤S102-S114及其具体实施方式可参照上述实施例一中的详细说明，本发明实施例中不再赘述。
在一个优选的实施例中，步骤S104，当所述导电闭合线圈2的感应电压达到第一特定值和第二特定值时，获取所述样品磁性物1通过所述导电闭合线圈2对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，具体包括，采用Labview软件获取所述感应电压随时间变化的信号，从而获取所述波形曲线上所述第一特定值和第二特定值时的时间节点信号t1和t2。
随着测试和计算机技术的发展,虚拟仪器获得了更为广泛的应用,虚拟仪器充分利用计算机的强大功能和丰富资源,在相应测试软件的配合下,可以灵活高效地开发仪器系统。虽然通用编码语言可以完成虚拟仪器软件的开发,但是美国NI公司开发的图形化编程语言Labview作为虚拟仪器的专用软件开发平台,具有更为明显的优势，相对于实体仪器测量和计算的过程更快捷，操作方便，可提升用户体验。
具体实施过程中，将电压感应传感器与所述Labview软件的信号接收器相连接，当样品磁性物1穿过导电闭合线圈2过程中，所述接收器接收到感应电压随时间变化的模拟信号，并转化为电压极值或零值的两路数字信号，通过虚拟仪器进行测量两路数字信号先后出现的时间间隔。
其中，可以采用基于NI—TIOTM技术的专用计数器/定时器系列板卡进行信号时间间隔的测量,测量时通过调用Labview函数库中的Two—Signal Edge—Separa—tionsMeasurement.vi函数,并配合其他函数编程实现测量。测量时可以使用硬件板卡上自带的高精度时钟作为计数器的时基信号,通过将第一感应电压值对应的第一信号与计数器板卡上的AUX LINE相连,使用第一信号的下降沿启动计数器的时基脉冲计数，同时将被测第二感应电压值对应的第二信号与计数器板卡上的GATE相连,由第二信号的下降沿停止计数器，并由计数器的计数值计算出所述第一信号与第二信号的时间间隔。
由此可见，本发明实施例中，所述基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，与现有技术相比，除了具备上述所有实施例具备的技术效果外还至少具备以下技术效果：测量和计算的过程更快捷，操作方便，提升了用户体验。
在一个优选的实施例中，步骤S106，利用激光测速装置3测量所述样品磁性物1通过所述两个特定点的速度v1和v2，具体包括，利用激光多普勒测速仪进行测量。
本发明实施例中，具体实施方式可参照上述实施例二中的详细说明，本发明实施例中不再赘述。
实施例六
在上述方法实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的装置，如图5所示，还提供了一种包括直流电源装置、双控开关装置和导电闭合线圈的测速装置的电路示意图，如图6所示，包括：
样品磁性物1；
磁化装置4，用于使被测物带上磁性；
导电闭合线圈2，采用导电线围成中空、闭合的平面线圈，且形状大小使所述样品磁性物1或被测物能够按照预定方向穿过；
计时模块5，与所述导电闭合线圈2连接，用于当所述导电闭合线圈2的感应电压达到所述第一特定值和所述第二特定值时，获取所述样品磁性物1或被测物通过所述两个特定点的时间节点信号，并计算间隔时间；
激光测速装置3，与所述计时模块5连接，用于测量所述样品磁性物1通过所述两个特定点的速度；
计算模块6，分别与所述计时模块5和所述激光测速装置3连接，用于计算所述磁性物或被测物通过所述两个特定点的时间、位移和平均速度；
显示模块7，分别与所述计时模块5和所述计算模块6连接，用于显示测量数据和计算数据。
需要说明的是，所述闭合线圈采用导电线围成中空、闭合的平面线圈，且形状大小使所述样品磁性物1或被测物能够按照预定方向穿过，所述平面的形状可以为矩形、圆形、椭圆形等，此处不做限定。优选的，所述预定方向为垂直于所述闭合线圈平面的方向，可避免在测量速度和位移时因非垂直穿过所述闭合线圈平面需通过穿过角度进行换算带来的不便。
具体实施过程中，所述激光测速装置3与所述计时模块5可拆卸式连接，计算模块6与所述计时模块5固定连接，与所述激光测速装置3可拆卸式连接，以便在实验室中通过激光测速装置3测量样品磁性物通过两个特定点的瞬时速度并计算得到两个特点的之间的位移后，将所述激光测速装置3拆卸，并将除激光测速装置3以外的其他模块或装置用来测量被测物通过所述两个特定点的时间，从而计算得到平均速度。
本发明实施例中，在实验室中通过将样品磁性物1穿过导电闭合线圈2，采用激光测速装置3测量所述样品磁性物1在导电闭合线圈2两个特定位置的瞬时速度和时间节点，并计算得到所述两个特定位置的位移，在具体测量被测物的速度时，将被测物通过磁化装置4，使所述被测物带上磁性，并通过计时模块5测量所述被测物在导电闭合线圈2两个特定位置的时间节点，计算得到被测物通过两个特定点的平均速度，并且通过显示模块7将测量数据和计算数据显示给用户，解决了相关技术中为达到高精度测量而需要大规模使用激光测速装置3造成的高成本问题，提供了一种新的测速方法和装置，提升了用户体验。
需要说明的是，所述计时模块5和所述计算模块6，可以包括上述方法实施例中采用的示波器或双通道采集卡或Labview软件，此处不做限定，用于测量和计算在两个特定电压值时的时间节点，并计算间隔时间T1。同时，使用磁化装置4，用于使被测物带上磁性的方式，可以是将所述被测物加入磁性材料的方式，例如将永磁体与所述被测物固定连接，也可以是将所述被测物放置在有直流电通过的线圈所形成的磁场里进行充磁处理的方式，此处不做限定。
具体实施过程中，所述装置采用上述任一实施例所述的方法，具体实施方式可参照上述任一实施例中的详细说明，本发明实施例中不再赘述。
由此可见，本发明实施例中，所述基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，与现有技术相比，至少具备以下技术效果：提供了一种低成本、高精度的测速方法和装置，提升了用户体验。
在一个优选的实施例中，上述装置还包括，存储单元8，所述存储单元8与所述计算模块6和所述显示模块7连接，用于存储所述两个特定点对应的电压特定值信息和所述两个特定点的之间的位移信息。
本发明实施例中，所述两个特定点对应的电压特定值信息和所述两个特定点的之间的位移信息，是在实验室中采用激光测速装置3和相关时间测量装置进行测量得到，但在实际测量被测物的速度时，不需要使用激光测速装置3，只需要将所述两个特定点对应的电压特定值信息和所述两个特定点的之间的位移信息与测量的被测物通过所述两个特定点的时间，因此，采用存储单元8对相关数据进行存储的方式，方便数据读取，使测量过程更加便捷、高效，同时可以提升用户体验。
实施例七
在上述实施例六的基础上，本发明实施例还提供了一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的装置，如图5和图7所示，包括：
样品磁性物1；
磁化装置4，用于使被测物带上磁性；
导电闭合线圈2，采用导电线围成中空、闭合的平面线圈，且形状大小使所述样品磁性物1或被测物能够按照预定方向穿过；
计时模块5，与所述导电闭合线圈2连接，用于当所述导电闭合线圈2的感应电压达到所述第一特定值和所述第二特定值时，获取所述样品磁性物1或被测物通过所述两个特定点的时间节点信号，并计算间隔时间；
激光测速装置3，与所述计时模块5连接，用于测量所述样品磁性物1通过所述两个特定点的速度；
计算模块6，分别与所述计时模块5和所述激光测速装置3连接，用于计算所述磁性物或被测物通过所述两个特定点的时间、位移和平均速度；
显示模块7，分别与所述计时模块5和所述计算模块6连接，用于显示测量数据和计算数据；
所述磁化装置4包括，辅助磁性物，所述辅助磁性物与被测物可拆卸式连接。
具体实施过程中，所述装置测量物体运动速度的具体实施方式可参照上述实施例六中的详细说明，本发明实施例中不再赘述。
需要说明的是，所述辅助磁性物与被测物可拆卸式连接，具体连接方式例如可以采用螺栓连接或采用粘结连接等方式，方便安装和拆卸，此处不做限定。
本发明实施例中，将辅助磁性物可拆卸式固定连接在所述被测物上，使不带磁性的被测物与辅助磁性物组合体整体上带上磁性，对于在测量不易被磁化的物体的速度时，不易受材料性质的影响，且使用便捷、成本低廉。
由此可见，本发明实施例中，所述基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，与现有技术相比，除了具备上述所有实施例具备的技术效果外还至少具备以下技术效果：不易受材料性质的影响，使用更加便捷，降低使用成本。
在一个优选的实施例中，上述装置还包括，存储单元8，所述存储单元8与所述计算模块6和所述显示模块7连接，用于存储所述两个特定点对应的电压特定值信息和所述两个特定点的之间的位移信息。
本发明实施例中，所述两个特定点对应的电压特定值信息和所述两个特定点的之间的位移信息，是在实验室中采用激光测速装置3和相关时间测量装置进行测量得到，但在实际测量被测物的速度时，不需要使用激光测速装置3，只需要将所述两个特定点对应的电压特定值信息和所述两个特定点的之间的位移信息与测量的被测物通过所述两个特定点的时间，因此，采用存储单元8对相关数据进行存储的方式，方便数据读取，使测量过程更加便捷、高效，同时可以提升用户体验。
实施例八
在上述实施例六的基础上，本发明实施例还提供了另一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的装置，如图5、图6和图7所示，包括：
样品磁性物1；
磁化装置4，用于使被测物带上磁性；
导电闭合线圈2，采用导电线围成中空、闭合的平面线圈，且形状大小使所述样品磁性物1或被测物能够按照预定方向穿过；
计时模块5，与所述导电闭合线圈2连接，用于当所述导电闭合线圈2的感应电压达到所述第一特定值和所述第二特定值时，获取所述样品磁性物1或被测物通过所述两个特定点的时间节点信号，并计算间隔时间；
激光测速装置3，与所述计时模块5连接，用于测量所述样品磁性物1通过所述两个特定点的速度；
计算模块6，分别与所述计时模块5和所述激光测速装置3连接，用于计算所述磁性物或被测物通过所述两个特定点的时间、位移和平均速度；
显示模块7，分别与所述计时模块5和所述计算模块6连接，用于显示测量数据和计算数据；
所述磁化装置4包括，直流电源装置9和双控开关装置10；
所述直流电源装置9和双控开关装置10与所述导电闭合线圈2通过导电线路相连；
在所述双控开关装置10处于第一状态的情况下，所述闭合线圈处于闭合状态且所述电源装置处于断开状态，在所述双控开关装置10处于第二状态的情况下，所述电源装置与所述闭合线圈处于通路状态。
具体实施过程中，所述装置测量物体运动速度的具体实施方式可参照上述实施例六中的详细说明，本发明实施例中不再赘述。
本发明实施例中，将被测物通过磁化装置4进行充磁，具体为将被测物放置在有直流电通过的线圈所形成的磁场里进行充磁处理，其中，将直流电源装置9和双控开关装置10与所述闭合线圈通过导电线路相连，当双控开关装置10处于第二状态的情况下，所述电源装置与所述闭合线圈处于通路状态且所述闭合线圈内部有恒定的直流电流通过，并给放置其中的被测物进行充磁。
其中，在所述双控开关装置10处于第一状态的情况下，所述电源装置与所述闭合线圈处于通路状态，以便在充磁完成后切断电源，使所述闭合线圈内部无电流通过且保持闭合状态。
需要说明的是，所述被测物为易磁化的物体如铁、钴、镍等金属物。
本发明实施例中，将被测物进行充磁处理的磁化方式避免了将被测物加入磁性物体连接设计的不便，以及会增加被测物的质量带来的问题，降低了设计和制造成本，同时通过控制双控开关装置的方式进行充磁处理，操作更便捷，提升了用户体验。
由此可见，本发明实施例中，所述基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，与现有技术相比，除了具备上述所有实施例具备的技术效果外还至少具备以下技术效果：降低了设计和制造成本，操作更便捷，提升了用户体验。
由此可见，本发明实施例中，所述基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，与现有技术相比，除了具备上述所有实施例具备的技术效果外还至少具备以下技术效果：不易受材料性质的影响，使用更加便捷，降低使用成本。
在一个优选的实施例中，上述装置还包括，存储单元8，所述存储单元8与所述计算模块6和所述显示模块7连接，用于存储所述两个特定点对应的电压特定值信息和所述两个特定点的之间的位移信息。
本发明实施例中，具体实施方式可参照上述实施例七中的详细说明，本发明实施例中不再赘述。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，其特征在于，包括：
将样品磁性物以第一加速度a1穿过导电闭合线圈；
当所述导电闭合线圈的感应电压达到第一特定值和第二特定值时，获取所述样品磁性物通过所述导电闭合线圈对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，并计算间隔时间T1：T1＝t1-t2；
利用激光测速装置测量所述样品磁性物通过所述两个特定点的速度v1和v2，并通过公式
计算所述两个特定点之间的位移S,或，在所述第一加速度a1已知的情况下，通过公式
计算所述两个特定点之间的位移S；
将被测物磁化处理；
将所述被测物以第二加速度a2穿过所述导电闭合线圈；
当所述导电闭合线圈的感应电压达到所述第一特定值和所述第二特定值时，获取所述被测物通过所述两个特定点的时间节点信号t3和t4，并计算间隔时间T2：T2＝t3-t4；
通过以下公式计算所述被测物位于所述两个特定点的瞬时速度vo、vt，以及通过所述导电闭合线圈的平均速度ve：
vt＝a2*T2；
2.如权利要求1所述的基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，其特征在于，当所述导电闭合线圈的感应电压达到第一特定值和第二特定值时，具体包括，所述第一特定值为感应电压的正向最大值，且所述第二特定值为感应电压的反向最大值。
3.如权利要求1所述的基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，其特征在于，获取所述样品磁性物通过所述导电闭合线圈对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，具体包括，采用示波器获取所述感应电压随时间变化的波形曲线，从而获取所述波形曲线上所述第一特定值和第二特定值时的时间节点信号t1和t2。
4.如权利要求1所述的基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，其特征在于，当所述导电闭合线圈的感应电压达到第一特定值和第二特定值时，获取所述样品磁性物通过所述导电闭合线圈对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，具体包括，采用双通道采集卡获取所述感应电压随时间变化的信号，从而获取波形曲线上所述第一特定值和第二特定值时的时间节点信号t1和t2。
5.如权利要求1所述的基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，其特征在于，当所述导电闭合线圈的感应电压达到第一特定值和第二特定值时，获取所述样品磁性物通过所述导电闭合线圈对应的两个特定点的时间节点信号t1和t2，具体包括，采用Labview软件获取所述感应电压随时间变化的信号，从而获取波形曲线上所述第一特定值和第二特定值时的时间节点信号t1和t2。
6.如权利要求1-5任意一项所述的基于电磁感应原理测量物体运动速度的方法，其特征在于，利用激光测速装置测量所述样品磁性物通过所述两个特定点的速度v1和v2，具体包括，利用激光多普勒测速仪进行测量。
7.一种基于电磁感应原理测量物体运动速度的装置，其特征在于，利用如权利要求1-6任一项所述的方法测量物体运动速度，具体包括：
样品磁性物；
磁化装置，用于使被测物带上磁性；
导电闭合线圈，采用导电线围成中空、闭合的平面线圈，且形状大小使所述样品磁性物和被测物能够按照预定方向穿过；
计时模块，与所述导电闭合线圈连接，用于当所述导电闭合线圈的感应电压达到所述第一特定值和所述第二特定值时，获取所述样品磁性物或被测物通过所述两个特定点的时间节点信号，并计算间隔时间；
激光测速装置，与所述计时模块连接，用于测量所述样品磁性物通过所述两个特定点的速度；
计算模块，分别与所述计时模块和所述激光测速装置连接，用于计算所述磁性物和被测物通过所述两个特定点的时间、位移和平均速度；
显示模块，分别与所述计时模块和所述计算模块连接，用于显示测量数据和计算数据。
8.如权利要求7所述的基于电磁感应原理测量物体运动速度的装置，其特征在于，所述磁化装置包括，辅助磁性物，所述辅助磁性物与被测物可拆卸式连接。
9.如权利要求7所述的基于电磁感应原理测量物体运动速度的装置，其特征在于，所述磁化装置包括，直流电源装置和双控开关装置；
所述直流电源装置和双控开关装置与所述导电闭合线圈通过导电线路相连；
在所述双控开关装置处于第一状态的情况下，所述闭合线圈处于闭合状态且所述电源装置处于断开状态，在所述双控开关装置处于第二状态的情况下，所述电源装置与所述闭合线圈处于通路状态。
10.如权利要求7-9任意一项所述的基于电磁感应原理测量物体运动速度的装置，其特征在于，还包括，存储单元，所述存储单元与所述计算模块和所述显示模块连接，用于存储所述两个特定点对应的电压特定值信息和所述两个特定点的之间的位移信息。
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