CN202794450U - 一种接近开关动作频率测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种接近开关动作频率测量装置，其特征在于：包括柜体，在柜体内设有位于同一水平面上的两个标靶转盘，标靶转盘由转速调节驱动系统驱动旋转，由转速测定装置检测转速调节驱动系统的转速，在两个标靶转盘之间设有基准传感器，在两个标靶转盘的上方分别设有一试品固定装置，固定在试品固定装置上的试品、转速调节驱动系统、转速测定装置及基准传感器连接测量控制系统。本实用新型的有益效果是：测量范围大，测量精度高，完全符合国家相关检测标准，能够为第三方检测机构提供科学可靠的试验平台。

Description

一种接近开关动作频率测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种接近开关动作频率测量平台。 

背景技术

接近开关动作频率测量根据原理不同，可以分为两类，一类是电感式、电容式和非机械磁性式等这一类接近开关，动作频率的测量通过以下原理实现：动作片由正面离开接近开关的感应面，开关由动作转为释放时即认为动作一次。用调速电机带动胶木圆盘，在圆盘上固定若干钢片，转动圆盘。依次使动作片靠近接近开关，接近开关输出信号经数据采集板卡采集进计算机，然后直接计算该信号的频率即为接近开关的动作频率。另一类是光电式接近开关，其动作频率的测量依靠测量其接通时间和截止时间，然后接通时间与截止时间相加取倒数得到光电式接近开关的动作频率。 

申请号为201020580257.6，名称为《多种类型接近开关的测试台》的中国实用新型专利公开了一种多种类型接近开关的测试台，该测试台用于检测各类接近开关状态，甄别接近开关故障，测量接近开关动作距离，保证了接近开关更换件或备用件的效用，减少了资源的浪费和经济损失。从一定程度上讲，该测试平台对生产效率的提高做出了贡献，但是它存在下列致命问题：无法测量接近开关动作频率。从行业发展来看，目前行业里测量接近开关动作频率的装置都有以下缺点：控制方式落后，基本依靠传统的手动控制结合人工判断，试验结果重复性不好；测量精度低，试验结果可信度不高；所能测量的上限频率低，无法满足市面上大多产品的检测需求；测量记录方式落后，人为手工记录。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够对高频率的开光动作进行测量的装置且能够实现测量结果的实时显示。 

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种接近开关动作频率测量装置，其特征在于：包括柜体，在柜体内设有位于同一水平面上的两个标靶转盘，标靶转盘由转速调节驱动系统驱动旋转，由转速测定装置检测转速调节驱动系统的转速，在两个标靶转盘之间设有基准传感器，在两个标靶转盘的上方分别设有一试品固定装置，固定在试品固定装置上的试品、转速调节驱动系统、转速测定装置及基准传感器连接测量控制系统。

优选地，所述转速调节驱动系统包括分别驱动两个所述标靶转盘的第一转速调节驱动系统及第二转速调节驱动系统，第一转速调节驱动系统及第二转速调节驱动系统的结构相同，包括变频调速电机驱动装置，所述测量控制系统通过变频调速电机驱动装置驱动变频调速电机，所述转速测定装置固定在变频调速电机的输出轴上。

优选地，所述标靶转盘包括盘体，在盘体内径方向的固定位置均匀设置4个纬度区，每个纬度区上沿圆周线均匀分布有标靶，4个纬度区的标靶尺寸分别为：5mm、10mm、30mm及50mm，四个纬度区的标靶数量分别为：31、31、15、13。

优选地，所述标靶转盘包括盘体，在盘体的外缘上均布有10个或90个标靶。

本实用新型是一种能测量接近开关动作频率最高达9000Hz，转盘最大转速达6000r/min，转速精度达±0.2%，转盘外圆轴向跳动小于0.5mm，且实时显示当前测量波形的的高精度接近开关动作频率测量装置。本实用新型的有益效果是：测量范围大，测量精度高，完全符合国家相关检测标准，能够为第三方检测机构提供科学可靠的试验平台。

附图说明

图1为接近开关动作频率测量平台； 

图2为常规标靶转盘；

图3为标靶尺寸为62.8mm数量为10个的特殊转盘；

图4为标靶尺寸为6.97mm数量为90个的特殊转盘；

图5为逻辑处理部件的运行流程图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。 

如图1所示，本实施例中的一种接近开关动作频率测量装置包括：柜体1、第一标靶转盘2和第二标靶转盘03、转速调节驱动系统、转速测定装置、基准传感器6、试品固定装置7和测量控制系统。

柜体1的长宽高为：1500mm×800mm×1700mm。柜体1的高度为50mm至800mm的区域为转速调节驱动系统、转速测定装置以及测量控制系统的逻辑处理部件、模拟量输入/输出板卡、2通道伺服电机控制器的安装区域，该部分柜体使用普通材料制作。柜体1的高度为800 mm至1300mm的地方为第一标靶转盘2、第二标靶转盘3、试品固定装置7和基准传感器6的安装区域，该部分柜体使用厚度为10mm的钢板加工已保证高速旋转时转盘发生故障后的人身安全；柜体1的高度为1300mm至1700mm的地方为测量控制系统的人机交互接口的安装区域。

第一标靶转盘2如图2所示，其直径为600mm，所能达到的最高转速为3000r/min。内径方向的固定位置均匀设置4个纬度区，即固定标靶位置离圆心距离分别为：75mm、150mm、225mm和300mm。每个纬度上标靶沿圆周线均匀分布，四个纬度区的标靶尺寸分别为：5mm、10mm、30mm、50mm，标靶数量分别为：31、31、15、13，所能检测的接近开关最大动作频率分别为：1550Hz、1550Hz、750Hz、650Hz。

第二标靶转盘3与第一标靶转盘2有相同外形尺寸和相同的标靶数量，不同的是所能达到的最高转速不同，第二标靶转盘3所能达到的最高转速是6000r/min，从而所能检测的接近开关最大动作频率分别为：3100Hz、3100Hz、1500Hz、1300 Hz。

除第一标靶转盘2和第二标靶转盘3外，另外还配备如图3和图4所示的用于完成特殊要求的标靶，可直接替换第一标靶转盘2和第二标靶转盘3。图3所示标靶转盘最外沿所固定标靶尺寸为62.8mm，数量为10个，所检测的接近开关最大动作频率为：1000Hz。图4所示标靶标靶转盘最外沿所固定标靶尺寸为6.97mm，数量为90个，所检测的接近开关最大动作频率为：9000Hz。 

转速调节驱动系统包括两个部分：第一转速调节驱动系统和第二转速调节驱动系统。其中，第一转速调节驱动系统用于第一驱动标靶转盘2，完成转速在0-3000r/min的试验。第二转速调节驱动系统用于驱动第二标靶转盘，完成转速在3001-6000r/min的试验。

第一转速调节驱动系统包括第一变频调速电机和第一变频调速电机驱动装置。第一变频调速电机的最高转速为3000r/min，输入端连接三相380V变频电源，轴上固定转速测定装置的第一转速测定装置部分。第二转速调节驱动系统包括第二变频调速电机和第二变频调速电机驱动装置。第二变频调速电机最高转速为6000r/min，输入端连接三相380V变频电源，轴上固定转速测定装置的第二转速测定装置。

第一转速测定装置输出为5V矩形波信号，该信号连接至测量控制系统，矩形波信号的频率与第一变频调速电机的转速成正比。第二转速测定装置与第一转速测定装置具有相同的作用和性能参数。

基准传感器6为可区分每秒30000个标靶经过所产生的脉冲，即基准传感器的动作频率为3000Hz。

试品固定装置7位于第一标靶转盘2和第二标靶转盘3的上方，初始位置处于第一标靶转盘2和第二标靶转盘3边沿上方100mm处，试验过程中的位置可通过测量控制系统沿竖直方向和两个标靶转盘连心线方向进行调节，以实现不同试品针对标靶转盘上的不同标靶试验之需求。

测量控制系统包括：逻辑处理部件、模拟量输入/输出板卡、2通道伺服电机控制器和人机交互接口。

逻辑处理部件、相应人机交互接口上操作、实时读取第一标靶转盘2和实时读取第二标靶转盘3的转速并对相应的数据进行处理和立即判断，其运行流程图如图5所示，该流程进程如下：

第1步：“状态选择”：“试验选择”分“动作频率试验”和“试品位置校准” ；

第2步：判断是否属于“动作频率试验”，如果“是”，跳转至第6步，如果“否”，进入第3步；

第3步：输入试验所需要的标靶尺寸；

第4步：将试品安装装置移动至最接近该尺寸的标靶位置；

第5步：将“试验选择”置为“动作频率试验”并返回第1步；

第6步：判断是否是“光电式接近开关？”如果“是”进入第7步，如果“否”，进入第13步；

第7步：转盘以初始速度开始旋转；

第8步：读取标靶转盘转速并计算动作频率；

第9步：判断“是否大于最大声称频率的1/2”；，如果“是”，进入第10步。如果“否”，进入第12步；

第10步：读取基准传感器和试品输出波形；     

第11步：计算通电延时时间t1和断电延时时间t2并计算动作频率，然后跳转至第21步；

第12步：转盘速度提高,并返回第8步；

第13步：转盘以初始速度n0开始旋转；

第14步：读取标靶转盘转速并计算动作频率；

第15步：判断“达到声称动作频率”；如果“是”，进入第17步，如果“否”，进入第16步；

第16步：转盘速度提高,并返回第14步；

第17步：读取试品接近开关输出波形的频率；

第18步：判断“波形频率≥声称值”？，如果“是”，进入第19步；如果“否”，进入第20步；

第19步：试验合格，跳转至第21步；

第20步：试验不合格；

第21步：试验结束。

模拟量输入/输出板卡10含有4个模拟量输入通道和4个模拟量输出通道，4个模拟量输入通道的单通道采样频率为1GHz。4个模拟量输入通道分别编号为：INPUT00-INPUT03，4个模拟量输入通道分别编号为：    OUTPUT04-OUTPUT07；其中INPUT00和INPUT01用于读取第一转速测定装置和第二转速测定装置的输出模拟量信号以获取标靶转盘的转速，INPUT02和INPUT03用于读取基准传感器6输出的模拟量信号和试验过程中安装在试品固定装置7上的试品输出的模拟量波形以获取基准传感器6输出的波形和试品输出的模拟量波形；其中OUTPUT04和OUTPUT05连接至2通道伺服电机控制器，用于控制试品固定装置7两个维度上运动，OUTPUT06和OUTPUT07分别用于控制第一变频调速电机驱动装置和第二变频调速电机驱动装置的输出电源频率，进而控制第一变频调速电机和第二变频调速电机的转速。2通道伺服电机控制器包括控制器和驱动装置，其特点是：根据控制信号的脉冲数量动作相应的位置，两个通道独立可控。

Claims (4)

1.一种接近开关动作频率测量装置，其特征在于：包括柜体（1），在柜体（1） 内设有位于同一水平面上的两个标靶转盘，标靶转盘由转速调节驱动系统驱动旋转，由转速测定装置检测转速调节驱动系统的转速，在两个标靶转盘之间设有基准传感器（6），在两个标靶转盘的上方分别设有一试品固定装置（7），固定在试品固定装置（7）上的试品、转速调节驱动系统、转速测定装置及基准传感器（6）连接测量控制系统。

2.如权利要求1所述的一种接近开关动作频率测量装置，其特征在于：所述转速调节驱动系统包括分别驱动两个所述标靶转盘的第一转速调节驱动系统及第二转速调节驱动系统，第一转速调节驱动系统及第二转速调节驱动系统的结构相同，包括变频调速电机驱动装置，所述测量控制系统通过变频调速电机驱动装置驱动变频调速电机，所述转速测定装置固定在变频调速电机的输出轴上。

3.如权利要求1所述的一种接近开关动作频率测量装置，其特征在于：所述标靶转盘包括盘体，在盘体内径方向的固定位置均匀设置4个纬度区，每个纬度区上沿圆周线均匀分布有标靶，4个纬度区的标靶尺寸分别为：5mm、10mm、30mm及50mm，四个纬度区的标靶数量分别为：31、31、15、13。

4.如权利要求1所述的一种接近开关动作频率测量装置，其特征在于：所述标靶转盘包括盘体，在盘体的外缘上均布有10个或90个标靶。

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