CN201322601Y - 非接触式行程测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种非接触式行程测量装置，包括：一个传感器单元，由两只金属接近传感器和可调间距的传感器底座组成，用于安装在被测对象传动齿轮圆周边缘的位置，两只金属接近传感器的间距由被测齿轮轮齿调整，以识别被测齿轮的转动方向；一个输入信号处理单元，由输入信号板、微处理器、上位机通信接口和系统电源组成，微处理器通过输入信号板采集传感器单元发生的数字量信号差分时序，进行滤波，识别出齿轮转动方向并递加或递减转过的轮齿数，并根据上位机事先整定的参数计算出实际行程。本实用新型采用非接触测量的方式，无需对被测对象本体进行变动，安装方便。即可测量行程，也可确定运动方向，适合双向运动物体的准确定位。

Description

非接触式行程测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种非接触式行程测量装置，该装置可在不对被测对象本体进行变动的条件下，对被测对象产生的运动方向和行程进行测量。被测对象的运动轨迹既可以是直线，也可以是曲线。

背景技术

测量物体行程的方法分为需要参考源的和不需要参考源的两种，非接触式测量大多需要一个参考源，通过测量被测对象和参考源之间的相对位置来确定其行程，这样的测量方法适合直线运动，且运动范围有限的场合。更多的情况下要采用接触式测量，如在被测物体的传动结构上附加旋转编码器之类的测量装置。接触式测量要对被测对象本体进行变动，会受到工程条件的限制。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有技术存在的问题而提供一种非接触式行程测量装置，该装置采用两只结构完全相同的金属接近传感器安装在被测对象边缘的位置，通过输入信号处理单元进行采集数据和计算处理，实现对被测对象的运动方向和行程自动测量。

本实用新型技术方案如下：

一种非接触式行程测量装置，其特征是它包括：

一个传感器单元，由两只金属接近传感器和可调间距的传感器底座组成，用于安装在被测对象传动齿轮圆周边缘的位置，两只金属接近传感器的间距由被测齿轮轮齿调整，以识别被测齿轮的转动方向；

一个输入信号处理单元，由输入信号板、微处理器、上位机通信接口和系统电源组成，输入信号板通过数据总线与微处理器连接，微处理器通过上位机通信接口与上位机连接，将上位机整定的参量进行存储及处理；

两只金属接近传感器的信号输出端分别与输入信号板的输入端口连接，微处理器通过输入信号板采集传感器单元发生的数字量信号差分时序，进行滤波，识别出齿轮转动方向并递加或递减转过的轮齿数，并根据上位机事先整定的参数计算出实际行程。

本实用新型的工作原理是：在被测对象的传动齿轮圆周边缘一确定位置安装传感器单元，采集轮齿通过该位置时刻产生的差分时序，计算出齿轮转动方向和转过的轮齿数。该装置内存储轮齿数与实际行程的对应参量，由内置的软件计算出被测对象的实际行程，上述参量可由上位机整定。

本实用新型与现有技术相比其优点和有益效果如下：

1.本实用新型采用非接触测量的方式，无需对被测对象本体进行变动，安装方便。

2.即可测量行程，也可确定运动方向，适合双向运动物体的准确定位。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的工作原理图。

图3是正向单位有效行程的时序。

图4是正向半单位行程--返回的时序。

图5是反向单位有效行程的时序。

图6是反向半单位行程-返回的时序。

图2中：1、被测齿轮，2、传感器单元，3、检测区，4、检测基准线。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细描述本实用新型：

实施例1

当被测齿轮1的一个轮齿通过检测区3时，金属接近传感器A、B先后触发并发出电平信号，此时该轮齿可能的运动状态将对应4种电平时序图，如图3-图6所示。

1)轮齿1自左侧进入检测区3，右侧离开检测区3，AB电平时序如图3：

当轮齿1自左侧进入检测区3时，A电平由低变高时，B电平为低，该运动被确定为正向行进半单位；当轮齿从右侧离开检测区3时，A电平由高变低，B电平为高，该运动被确定为正向行进半单位，整个过程即识别为被测对象正向行进了一个单位行程。

2)轮齿1自左侧进入检测区3，又返回左侧离开检测区3，AB电平时序如图4：

当轮齿1自左侧进入检测区3时，A电平由低变高时，B电平为低，该运动被确定为正向行进半单位；当轮齿1从左侧离开检测区3时，A电平由高变低，B电平为低，该运动被确定为反向行进半单位，整个过程即识别为被测对象返回原地。

3)轮齿1自右侧进入检测区3，左侧离开检测区3，AB电平时序如图5：

当轮齿1自右侧进入检测区3时，A电平由低变高时，B电平为高，该运动被确定为反向行进半单位；当轮齿1从左侧离开检测区3时，A电平由高变低，B电平为高，该运动被确定为反向行进半单位，整个过程即识别为被测对象反向行进了一个单位行程。

4)轮齿1自右侧进入检测区3，又返回右侧离开检测区3，AB电平时序如图6：

当轮齿1自右侧进入检测区3时，A电平由低变高时，B电平为高，该运动被确定为反向行进半单位；当轮齿1从右侧离开检测区3时，A电平由高变低，B电平为高，该运动被确定为正向行进半单位，整个过程即识别为被测对象返回原地。

所述的输入信号处理单元，采用微处理器，根据上述时序识别出被测对象的运动方向和行程单位。微处理器的识别逻辑如下：

1)初始化行程计数器N为0，并设半行程单位为1；

2)A电平发生上跳沿时，如果B电平为高，将N减1；如果B电平为低，将N加1；

3)A电平发生下跳沿时，如果B电平为高，将N加1；如果B电平为低，将N减1；

4)行程计数器N乘单位行程参量得到实际行程。

所述的输入信号处理单元含有上位机通信接口，上述识别逻辑中第4)步所述单位行程参量可由上位机整定，并存储到信号处理单元。本实用新型经整定后可独立工作。

所述的两只金属接近传感器结构相同，可以采用TK-30P15C，其+24V和GND端分别接系统电源S-50A，输入信号处理单元中，微处理器采用PCM3341，以104总线连接输入信号板PCM3725，两传感器的输出信号分别连接到PCM3725的I1和I2端子。PCM3341的COM1与上位机之间采用RS232电缆连接。

所述的传感器底座可以由一块铁板制作成可调间距结构，铣出两条平行的安装槽道。两只传感器后端螺栓分别穿过两条平行的安装槽道，确定位置后由螺母固定。

Claims (1)

1.一种非接触式行程测量装置，其特征是它包括：

一个传感器单元，由两只金属接近传感器和可调间距的传感器底座组成，用于安装在被测对象传动齿轮圆周边缘的位置，两只金属接近传感器的间距由被测齿轮轮齿调整，以识别被测齿轮的转动方向；

一个输入信号处理单元，由输入信号板、微处理器、上位机通信接口和系统电源组成，输入信号板通过数据总线与微处理器连接，微处理器通过上位机通信接口与上位机连接，将上位机整定的参量进行存储和处理；

两只金属接近传感器的信号输出端分别与输入信号板的输入端口连接，微处理器通过输入信号板采集传感器单元发生的数字量信号差分时序，进行滤波，识别出齿轮转动方向并递加或递减转过的轮齿数，并根据上位机事先整定的参数计算出实际行程。

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