CN204347052U - 一种转速计探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的转速计探测装置，包括第一卡盘、设置于第一卡盘下方的转动装置、连接第一卡盘与转动装置的轴承和设置于转动装置上的第一偏振片；第一偏振片上方设置有光源、下方自上而下依次设置有第二偏振片和光敏电阻，第二偏振片和光敏电阻通过支撑装置支撑；光源发出的光线从光源中心点沿竖直方向向下依次穿过第一偏振片、第二偏振片到达光敏电阻，光敏电阻接于电压跟随器的输入侧。本实用新型利用光的偏振产生明暗交替的光线，再通过光电转换电路将转速信息转变为电信号，此探测装置配合电子电路后可以精确测量电机、发动机等转子的转速，用于机械测试使用，准确度高，且制作工艺简单、不易损坏、成本低。

Description

一种转速计探测装置

技术领域

本实用新型涉及一种转速计探测装置，属于测量工具技术领域。

背景技术

转速计与电流表、电压表、温度计等都是测量工具。随着工业发展，电动机和发动机的种类日益增多，一个新产品被制造出来，首先要经过测试，而测量发动机不同工作环境下的转速则是必要的测试过程。

传统的转速计分为以下几种：离心式转速表、电磁转速表、电动式转速表、磁电式转速表和闪光式转速表，这几种转速计都是利用旋转时产生的如离心力、电磁感应等物理现象间接计算转速，这种测量方法必然会产生误差。直接测量的转速计也有，但其原理是利用光的反射，每转一圈光反射一次，再通过仪器记录下来，这种测量方式虽然精确，但制作工艺复杂，因为光学仪器的精度要求非常高。

实用新型内容

本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种转速计探测装置，利用光的偏振和光电转换电路，将旋转信号转变为周期性变化的电信号，本实用新型的转速计探测装置满足精确度要求，制作工艺简单。

本实用新型克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种转速计探测装置，包括第一卡盘、设置于第一卡盘下方的转动装置、连接第一卡盘与转动装置的轴承和设置于转动装置上的第一偏振片；第一偏振片上方设置有光源、下方自上而下依次设置有第二偏振片和光敏电阻，第二偏振片和光敏电阻通过支撑装置支撑；光源发出的光线从光源中心点沿竖直方向向下依次穿过第一偏振片、第二偏振片到达光敏电阻，光敏电阻接于电压跟随器的输入侧。

根据本实用新型优选的，所述转动装置内设置有一端开口的空腔，光源设置于空腔内，第一偏振片设置于空腔的开口处；转动装置外围设置有与光源相连接的集电器，集电器的外围设置有与其相接触的电刷，集电器和电刷为光源供电。为了充分利用光源发出的光线，第一偏振片与光敏电阻之间设置有第一聚光筒。

根据本实用新型优选的，所述第一偏振片通过第二卡盘固定在转动装置的外围，光源位于转动装置外并通过支撑装置支撑。为了充分利用光源发出的光线，光源与第一偏振片之间设置有第二聚光筒，第一偏振片与光敏电阻之间设置有第三聚光筒。

根据本实用新型优选的，所述电压跟随器由电源Vc、电阻R1、R2和三极管T组成。

为了增强转子的稳定性，所述第一偏振片处设置有辅助轴承。

根据本实用新型优选的，第一聚光筒、第二聚光筒和第三聚光筒内均设置有凸透镜，所述每个聚光筒内的凸透镜为1-2片。

根据本实用新型优选的，所述第一偏振片为圆形；所述光源为LED光源；所述支撑装置上各个支架位置可调节。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型利用光的偏振产生明暗交替的光线，光强度的变化周期是转子旋转周期的一半，再通过光电转换电路将转速信息转变为电信号，此探测装置配合电子电路后可以精确测量电机、发动机等转子的转速，用于机械测试使用，准确度高，且制作工艺简单、不易损坏、成本低。此外，将此探测装置与发动机飞轮连接，通过电线将电信号接到仪表盘中，就能制成汽车转速表。根据此原理，还可以制成各种发动机的转速表，应用范围广，适于大批量生产使用。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例2的结构示意图。

图3为光信号转换成电信号的电路原理图。

图中，1、第一卡盘，2、转动装置，3、轴承，4、第一偏振片，5、光源，6、第二偏振片，7、光敏电阻，8、支撑装置，9、集电器，10、电刷，11、第二卡盘，12、辅助轴承，13、第一聚光筒，14、第二聚光筒，15、第三聚光筒，16、凸透镜，17、空腔。

具体实施方式

为了便于本领域人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本实用新型的保护范围。

实施例1：

如图1所示，一种转速计探测装置，包括用于夹持被测物体转轴来收集外界旋转信息的第一卡盘1，第一卡盘下方设置有转动装置2，第一卡盘与转动装置通过轴承3连接，转动装置2内设置有一端开口的空腔17，光源5设置于空腔内，第一偏振片4设置于空腔的开口处，由于单靠一个轴承3固定效果不好，为了增强转子的稳定性，在第一偏振片处设置有辅助轴承12，使其在高速旋转中保持稳定；第一偏振片上方设置有光源5，本实施例中光源采用节能的LED光源，由于旋转的光源不能直接连接电线，转动装置外围设置有与光源相连接的集电器9，集电器的外围设置有与其相接触的电刷10，由集电器和电刷为光源5提供电力，集电器是由两个金属制成的圆环，紧密附着在转动装置上，分别连接电刷的正极和负极，再经导线将电送至光源；转动装置外、第一偏振片下方自上而下依次设置有第二偏振片6和光敏电阻7，本实施中为了便于固定，第二偏振片为正方形，第二偏振片和光敏电阻通过支撑装置8支撑，支撑装置上各个支架位置可调节，需要时可校准使用，所述光源5发出的光线从光源中心点沿竖直方向向下依次穿过第一偏振片4、第二偏振片6到达光敏电阻7，光敏电阻接于电压跟随器的输入侧，所述电压跟随器由电源Vc、电阻R1、R2和三极管T组成。

为了充分利用光源发出的光线，第一偏振片与光敏电阻之间设置有第一聚光筒13，聚光筒能避免光向四周扩散；第二偏振片6和光敏电阻7可直接放到第一聚光筒内，支撑装置8只支撑第一聚光筒即可，本实施例中第一聚光筒内设置有1片凸透镜16，这样在光敏电阻位置处利用透镜成像原理呈现缩小的实像。

本实用新型工作过程如下：接通电源，转速计转子转动，转动装置2、第一偏振片4、LED光源5以及集电器9都跟随第一卡盘1旋转，第二偏振片6和光敏电阻7静止不动，集电器9和电刷10为LED光源5提供电力，LED光源发出自然光，自然光不具备偏振态，自然光经过第一偏振片4后变为线偏振光，然后又经过第二偏振片6，使光线产生明暗交替的变化，由于光经过第一偏振片4后偏振方向跟随转子一起转动而第二偏振片6是静止不动的，根据公式                                               ，光的强度在经过第二偏振片6时，会随着转动而变化，且光强度的变化周期是转子旋转周期的一半；这样一来，旋转信号就会变成光信号，而且频率是严格的二倍关系，这个过程中不会产生任何误差。如图3所示，光信号转换成电信号的电路原理图，Vc为电源，R1为分压电阻，r为光敏电阻，R2为稳压电阻，三极管T为NPN型晶体三极管，Uo为输出电压，光敏电阻r在收到光照时电阻会减小，而R1阻值保持不变，这样光敏电阻r的分压随光照强度的变化而变化，由于电压跟随器的作用，输出电压与r的分压基本一致，这就将旋转信号转换成了周期性变化的电信号，最后再将本电路得到的电压信号输出到后续电子电路，后续电子电路不涉及本实用新型的创新点，在此不再赘述。

实施例2：

如图2所示，一种转速计探测装置，包括用于夹持被测物体转轴来收集外界旋转信息的第一卡盘1，第一卡盘下方设置有转动装置2，第一卡盘与转动装置通过轴承3连接，转动装置上设置有第一偏振片4，第一偏振片通过第二卡盘11固定在转动装置的外围，第一偏振片为中心带孔的圆形，由于单靠一个轴承3固定效果不好，为了增强转子的稳定性，在第一偏振片下方设置有辅助轴承12，使其在高速旋转中保持稳定；光源5位于转动装置外且位于第一偏振片上方，本实施例中光源采用节能的LED光源，光源通过支撑装置8支撑；转动装置外、第一偏振片下方自上而下依次设置有第二偏振片6和光敏电阻7，本实施中为了节约材料，第二偏振片为圆形，第二偏振片和光敏电阻通过支撑装置8支撑，支撑装置上各个支架位置可调节，需要时可校准使用，所述光源5发出的光线从光源中心点沿竖直方向向下依次穿过第一偏振片4、第二偏振片6到达光敏电阻7，光敏电阻接于电压跟随器的输入侧，所述电压跟随器由电源Vc、电阻R1、R2和三极管T组成。

为了充分利用光源发出的光线，光源与第一偏振片之间设置有第二聚光筒14，第一偏振片与光敏电阻之间设置有第三聚光筒15，聚光筒能避免光向四周扩散；光源5可直接放到第二聚光筒内，第二偏振片6和光敏电阻7可直接放到第三聚光筒内，支撑装置8只支撑光源、第二聚光筒和第三聚光筒即可，本实施例中第二聚光筒和第三聚光筒内各设置有1片凸透镜16，这样在光敏电阻位置处利用透镜成像原理呈现缩小的实像。

本实用新型工作过程如下：接通电源，转速计转子转动，转动装置2和第一偏振片4都跟随第一卡盘1旋转，LED光源5、第二偏振片6和光敏电阻7静止不动，LED光源5发出自然光，自然光不具备偏振态，自然光经过第一偏振片4后变为线偏振光，然后又经过第二偏振片6，使光线产生明暗交替的变化，由于光经过第一偏振片4后偏振方向跟随转子一起转动而第二偏振片6是静止不动的，根据公式，光的强度在经过第二偏振片6时，会随着转动而变化，且光强度的变化周期是转子旋转周期的一半；这样一来，旋转信号就会变成光信号，而且频率是严格的二倍关系，这个过程中不会产生任何误差。如图3所示，光信号转换成电信号的电路原理图，Vc为电源，R1为分压电阻，r为光敏电阻，R2为稳压电阻，三极管T为NPN型晶体三极管，Uo为输出电压，光敏电阻r在收到光照时电阻会减小，而R1阻值保持不变，这样光敏电阻r的分压随光照强度的变化而变化，由于电压跟随器的作用，输出电压与r的分压基本一致，这就将旋转信号转换成了周期性变化的电信号，最后再将本电路得到的电压信号输出到后续电子电路，后续电子电路不涉及本实用新型的创新点，在此不再赘述。

综上，为了表示方便，图1和图2的探测装置画成竖直方向，但本实用新型的探测装置并不局限于竖直时使用，还可以倾斜或平放等各种状态使用。本实用新型利用光的偏振产生明暗交替的光线，光强度的变化周期是转子旋转周期的一半，再通过光电转换电路将转速信息转变为电信号，此探测装置配合电子电路后可以精确测量电机、发动机等转子的转速，用于机械测试使用，准确度高，且制作工艺简单、不易损坏、成本低。此外，将此探测装置与发动机飞轮连接，通过电线将电信号接到仪表盘中，就能制成汽车转速表。根据此原理，还可以制成各种发动机的转速表，应用范围广，适于大批量生产使用。

以上仅描述了本实用新型的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述作出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种转速计探测装置，其特征在于：包括第一卡盘（1）、设置于第一卡盘下方的转动装置（2）、连接第一卡盘与转动装置的轴承（3）和设置于转动装置上的第一偏振片（4）；第一偏振片上方设置有光源（5）、下方自上而下依次设置有第二偏振片（6）和光敏电阻（7），第二偏振片和光敏电阻通过支撑装置（8）支撑；光源（5）发出的光线从光源中心点沿竖直方向向下依次穿过第一偏振片（4）、第二偏振片（6）到达光敏电阻（7），光敏电阻接于电压跟随器的输入侧。

2.根据权利要求1所述的转速计探测装置，其特征在于：所述转动装置（2）内设置有一端开口的空腔（17），光源（5）设置于空腔内，第一偏振片（4）设置于空腔的开口处；转动装置外围设置有与光源相连接的集电器（9），集电器的外围设置有与其相接触的电刷（10）。

3.根据权利要求1所述的转速计探测装置，其特征在于：所述第一偏振片（4）通过第二卡盘（11）固定在转动装置的外围，光源（5）位于转动装置外并通过支撑装置（8）支撑。

4.根据权利要求1所述的转速计探测装置，其特征在于：所述电压跟随器由电源Vc、电阻R1、R2和三极管T组成。

5.根据权利要求1或2或3所述的转速计探测装置，其特征在于：所述第一偏振片处设置有辅助轴承（12）。

6.根据权利要求2所述的转速计探测装置，其特征在于：第一偏振片与光敏电阻之间设置有第一聚光筒（13）。

7.根据权利要求3所述的转速计探测装置，其特征在于：光源与第一偏振片之间设置有第二聚光筒（14），第一偏振片与光敏电阻之间设置有第三聚光筒（15）。

8.根据权利要求6或7所述的转速计探测装置，其特征在于：第一聚光筒（13）、第二聚光筒（14）和第三聚光筒（15）内均设置有凸透镜（16），所述每个聚光筒内的凸透镜为1-2片。

9.根据权利要求1或2或3所述的转速计探测装置，其特征在于：所述第一偏振片（4）为圆形，所述光源（5）为LED光源；所述支撑装置（8）上各个支架位置可调节。