CN1776430A - 速度测定仪器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种速度测定仪器，其特征在于包括挡光窄条，在斜面附近安装一对红外发光管和红外接收管，红外发光管与红外接收管一直处于感应状态，红外接收管接收的信号传送至速度测定仪器主机，当挡光窄条通过红外发光管与红外接收管之间，开始挡光到结束挡光，红外接收管所输出的信号不同，经速度测定仪器主机处理，实时显示出碰撞时的速度。本发明是专为电器产品做碰撞实验而研制开发的一种仪器，在做碰撞实验时，能够实时、准确测定运行载体在碰撞时的瞬时速度，提高了检测效率和测量准确性，使测定数据更具有实效性，准确性。

Description

速度测定仪器

技术领域

本发明属于仪器仪表技术领域，具体说是一种对家用电器试验的速度测定仪器。

背景技术

在家用电器行业中，例如冰箱、洗衣机厂要经常做一些测试、老化、抗疲劳、抗碰撞等试验。对于这些试验在国家标准中都有明确的指标规定。在碰撞试验中，被测试产品被固定于一快速行进的载体上，当运行到按国标规定的几种速度时，载体与碰撞体相撞，而后将被测试产品通电使用，检测相撞所带来的冲击对被测仪器的正常使用是否有影响。碰撞试验通过以下过程来实现的，参见图1，将装有滚轮的载体，装上被测试产品，置于一可调整倾斜角的斜面上，由初始位置出发，向下滚动一段位移后与碰撞体相撞，倾斜角不同，最终达到的速度也不相同，这些速度应与国标规定的速度相对应。通常要获得国标规定的速度要调整斜面的倾斜角(可方便调整)，而速度是由下面的计算公式得来的：

$s=\frac{1}{2}a{t}^2;$

a＝gsinθ；

$v=\mathrm{at}=\sqrt{2\mathrm{sg}\sin \mathrm{\θ}};$

s，位移；a，加速度；g，重力加速度；θ，倾斜角；

这样得出的速度忽略了摩擦力及其他阻力的影响，在位移一定的情况下，速度只与倾斜角有关。而实际上，摩擦力对速度的影响是很大的，用上述公式计算出的速度的误差也很大。怎样精得到精确的速度值，厂方设想了许多方法，但这些方法不是造价高，就是误差大，都不是很理想。鉴于以上原因，亟待研究一种可以在现场对上述碰撞速度进行现场、实时测量的仪器。

如何解决上述不足，则是本发明所面临的设计课题。

发明内容

本发明提供一种速度测定仪器，它可以解决现有技术存在的不能实时测速所存在的问题。

为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是，一种速度测定仪器，其特征在于包括装在运载被测试产品的运载体上的挡光窄条，在做碰撞试验斜面附近安装一对红外发光管和红外接收管，红外发光管与红外接收管相对安装，一直处于感应状态，红外接收管接收的信号传送至速度测定仪器主机，当挡光窄条通过红外发光管与红外接收管之间，开始挡光到结束挡光，红外接收管所输出的信号不同，经速度测定仪器主机处理，实时显示出碰撞时的速度。

在本发明的进一步的技术方案中，挡光窄条安装在窄条调整装置上，可调整挡光窄条在窄条调整装置上的位置，窄条调整装置安装座装在运载体上，红外发光管和红外接收管安装在位置调整座上，调整座上设置有可改变位置的轨道，调整座安装在斜面下部靠近碰撞体附近。

在本发明的进一步的技术方案中，挡光窄条的宽度范围为5-20mm。

在本发明的进一步的技术方案中，挡光窄条、红外发光管和红外接收管的位置调整到，使得运载体运行至距碰撞体相当于挡光窄条宽度时开始计时，而运载体与碰撞体即将碰撞时计时结束。

在本发明的进一步的技术方案中，速度测定仪器主机中的信号采集处理模块中包含有一光隔电路，所述光隔电路的发光端接收红外发光管发出的控制信号，受光端经驱动放大电路连接CPU的中断信号输入端，所述CPU将计算出的碰撞时速度通过总线分别经串行接口输出到显示设备中，经并行接口输出到打印装置中。

在本发明的进一步的技术方案中，所述CPU通过I²C总线与EPROM和RAM存储器相连，分别对CPU的初始化程序和临时数据进行存储。

在本发明的进一步的技术方案中，所述CPU的时钟端经时钟电路与外部晶振相连，为CPU提供基准时钟。

在本发明的进一步的技术方案中，所述光隔电路采用一光电耦合器实现。

所述速度测定仪器的信号发生是由一对红外发光管和接收管产生，红外发光管是否被挡住，接收管所输出的信号不同，挡光窄条开始挡光到挡光结束的时间由仪器内部的处理器根据接收管传送的信号的不同，启动计数器，得出挡光窄条通过红外发光管和接收管之间的时间，而后用已建立的数学模型计算出这段时间载体的平均速度，根据微分原理，如挡光窄条足够窄，即近似于瞬时速度。

本发明具有优点和积极效果

1.本发明速度测定仪器是专为电器行业的电器产品做碰撞实验而研制开发的一种仪器，在做碰撞实验时，能够实时、准确测定运行载体在碰撞时的瞬时速度，并能够实时显示、打印。

2.本发明速度测定仪器为智能化仪器，避免了忽略摩擦力人工计算带来的误差，直观可靠，提高了检测效率和测量准确性，使测定数据更具有实效性，准确性。

3.本发明速度测定仪器解决了困扰电器厂家许久的问题，巧妙地运用微分原理测定了运行载体在碰撞时的瞬时速度，且造价低、实用性强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

图1为现有技术碰撞实验示意图；

1.被测试电器产品；2.运载体；3.斜面；4.碰撞体；s，位移；θ，倾斜角；

图2为本发明碰撞实验速度测定示意图；

5.窄条调整装置；6.挡光窄条；7.外发光管和接收管；8.红外发光管和接收管位置调整座；9.显示屏；10.打印装置；11.速度测定仪器主机；12、信号线；13、电源线。

图3为速度测定仪器的原理框图。

具体实施方式

参见图2和图3，挡光窄条6安装在窄条调整装置5上，窄条调整装置5可调整挡光窄条6在窄条调整装置5上的位置，窄条调整装置6的安装座装在运载体2上。一对红外发光管7和红外接收管7安装在位置调整座8上，两管7相对安装，调整座8上设置有可改变位置的轨道，以便微调距离，达到合适状态。调整座8安装在斜面3下部靠近碰撞体4附近。

通过上述调整装置，将挡光窄条6、红外发光管7和红外接收管7的位置调整到，使得运载体2运行至距碰撞体4相当于挡光窄条6宽度时开始计时，而运载体2与碰撞体4即将碰撞时计时结束。在本实施例中，挡光窄条的宽度L为10mm。

在做碰撞试验的斜面3的下部靠近碰撞体4的位置附近固定一对红外发光管7和红外接收管7，一直处于感应状态，而在装有被测试产品1的运载体2的相应位置安装上一个有一定宽度L的窄条6(可阻挡红外线透过)，调整红外发光管和接收管位置调整结构、窄条调整装置，使得当载体由初始位置运行至距碰撞体L远时，挡光窄条6阻挡红外发光管7，速度测定仪器主机11中的信号采集处理模块开始工作。当挡光窄条6刚进入红外发光管7时，红外接收管向光隔电路的发光端输出高电平控制信号，发光端发光使受光端导通，进而向驱动放大电路输出高电平控制信号。所述驱动放大电路对输入的高电平控制信号进行放大处理后，向CPU的中断信号输入端INT0输出高电平信号，控制CPU进入中断程序。CPU在进入中断后，调用计时程序开始计时。当挡光窄条刚离开红外发光管时，红外发光管向光隔电路的发光端输出低电平信号，受光端断开，驱动放大电路向CPU的中断信号输入端INT0输出低电平信号，CPU中断截止，计时结束。系统启动软件模型进行处理，也就是说运载体2与碰撞体4接触时，运行L位移所用的时间T可以获得，所需时间T通过CPU接收到的基准时钟时间乘以计数值得到。CPU所获得基准时钟是通过时钟电路由外部晶振OSC提供的。

根据公式：

V＝L/T，

即计算出被测产品碰撞时的平均速度V。如果挡光窄条6足够窄，该平均速度理论上等于运载体2与碰撞体4接触时的速度。

CPU将计算出的碰撞时速以及当前的日期和时间信息一方面通过串行接口在显示装置上显示输出，另一方面经并行接口通过打印装置进行实时打印。

在速度测定仪器主机11中还包含有一EPROM程序存储器和一RAM随机存储器，EPROM存储CPU的初始化程序，在系统上电后，通过I²C总线传输给CPU，进而使CPU进入正常工作模式。RAM随机存储器对CPU产生的临时数据进行存储。速度测定仪器主机11通过采用上述电路结构实现了对光信号的采集和处理功能，完成了碰撞速度的实时显示输出。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种速度测定仪器，其特征在于包括装在运载被测试产品的运载体上的挡光窄条，在做碰撞试验斜面附近安装一对红外发光管和红外接收管，红外发光管与红外接收管相对安装，一直处于感应状态，红外接收管接收的信号传送至速度测定仪器主机，当挡光窄条通过红外发光管与红外接收管之间，开始挡光到结束挡光，红外接收管所输出的信号不同，经速度测定仪器主机处理，实时显示出碰撞时的速度。

2.根据权利要求1所述的速度测定仪器，其特征在于挡光窄条安装在窄条调整装置上，可调整挡光窄条在窄条调整装置上的位置，窄条调整装置安装座装在运载体上，红外发光管和红外接收管安装在位置调整座上，调整座上设置有可改变位置的轨道，调整座安装在斜面下部靠近碰撞体附近。

3.根据权利要求1或2所述的速度测定仪器，其特征在于挡光窄条的宽度范围为5-20mm。

4.根据权利要求3所述的速度测定仪器，其特征在于挡光窄条、红外发光管和红外接收管的位置调整到，使得运载体运行至距碰撞体相当于挡光窄条宽度时开始计时，而运载体与碰撞体即将碰撞时计时结束。

5.根据权利要求1所述的速度测定仪器，其特征在于速度测定仪器主机中的信号采集处理模块中包含有一光隔电路，所述光隔电路的发光端接收红外发光管发出的控制信号，受光端经驱动放大电路连接CPU的中断信号输入端，所述CPU将计算出的碰撞时速度通过总线分别经串行接口输出到显示设备中，经并行接口输出到打印装置中。

6.根据权利要求5所述的速度测定仪器，其特征在于：所述CPU通过I²C总线与EPROM和RAM存储器相连，分别对CPU的初始化程序和临时数据进行存储。

7.根据权利要求6所述的速度测定仪器，其特征在于：所述CPU的时钟端经时钟电路与外部晶振相连，为CPU提供基准时钟。

8.根据权利要求7所述的速度测定仪器，其特征在于：所述光隔电路采用一光电耦合器实现。

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