CN206788199U - 马达转速侦测装置 - Google Patents
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Abstract
一种马达转速侦测装置，用于侦测一马达的转速。一感测单元于一周期时间内感测该马达的一齿轮的转动，以产生一包括多个脉波的脉波讯号。一微处理单元根据该脉波讯号获得一相关于所述脉波的脉波数量，并根据该脉波讯号获得一相关于在该周期时间内所述脉波中的最后二个脉波间的脉波间隔时间，及获得一相关于在该周期时间内所述脉波中的最后一个脉波与该周期时间的一结束时间点间的结束间隔时间，最后至少根据该周期时间、该脉波数量、一相关于该齿轮转动一圈所需的轮齿数、该脉波间隔时间，及该结束间隔时间获得该马达的转速。借此不需要更换该马达的任何硬体元件，即能即时获得更精准的马达转速。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种转速侦测装置，特别是涉及一种用于侦测一马达的转速的马达转速侦测装置。
背景技术
现有的马达转速侦测方法为在一量测时间，由一旋转编码器(rotary encoder)量测出一相关于该马达的一齿轮且包括多个脉波的脉波讯号，并根据该脉波讯号计算一相关于所述脉波的脉波数量，最后该旋转编码器根据该脉波数量、该量测时间及一相关于该齿轮转动一圈所需的轮齿数计算出该马达的转速。一般而言，若该脉波数量愈多，则表示该马达的转速愈快，反之，该马达在低转速时，该脉波数量会相对较少，可能会发生该脉波数不足，使得该马达的转速的计算误差极大，以致马达转速控制不精准而运作效率降低。
常见改善马达转速计算误差的方法例如，增加该量测时间，或是增加齿轮的轮齿数，亦即在相同该量测时间内，增加该脉波数量。
然而，若量测时间过长，将使得计算转速的效率不佳，无法即时计算出转速，导致无法即时控制马达，进而影响马达的运作效率，再者，由于该脉波数量的增加，该旋转编码器必须更换精密度更高的感测元件及对应改善齿轮，例如将磁感测元件换成光感应元件，并在齿轮贴上能光学反射、吸收的贴纸，以精准测得该脉波数量，但也因此增加了成本。
发明内容
因此，本实用新型的目的在于提供一种不需要更换马达的任何硬体元件，即能即时且更精准地侦测出马达转速的马达转速侦测装置。
于是，本实用新型马达转速侦测装置，用于侦测一马达的转速并包含一感测单元及一电连接该感测单元的微处理单元。
该感测单元安装于该马达上并用于在一周期时间感测该马达的一齿轮的转动，以产生一包括多个脉波的脉波讯号。
该微处理单元接收来自该感测单元的该脉波讯号，且根据该脉波讯号获得一相关于所述脉波的脉波数量，并根据该脉波讯号获得一相关于在该周期时间内所述脉波中的最后二个脉波间的脉波间隔时间，及获得一相关于在该周期时间内所述脉波中的最后一个脉波与该周期时间的一结束时间点间的结束间隔时间，最后至少根据该周期时间、该脉波数量、一相关于该齿轮转动一圈所需的轮齿数、该脉波间隔时间，及该结束间隔时间获得该马达的转速。
较佳地，本实用新型的马达转速侦测装置，该微处理单元还根据下列公式估算出该马达的转速表示为Ne：
其中，Ne代表每分钟转速，Np,int代表该脉波数量，T代表该周期时间，M代表该轮齿数，tloc,n代表该脉波间隔时间，tβ,n代表该结束间隔时间。
较佳地，本实用新型的马达转速侦测装置，该感测单元还用于在前一周期时间感测该马达的齿轮的转动，以产生一包括多个先前脉波的前一脉波讯号，该微处理单元还接收来自该感测单元的该前一脉波讯号，且根据该前一脉波讯号，获得在该前一周期时间内所述先前脉波中的最后二个先前脉波间的前一脉波间隔时间，并根据该脉波讯号获得一相关于该周期时间的一起始时间点与该脉波讯号的所述脉波中的第一个脉波间的起始间隔时间，且不仅根据该周期时间、该脉波数量、一相关于该齿轮一圈的轮齿数、该脉波间隔时间，及该结束间隔时间，还根据该前一脉波间隔时间与该起始间隔时间来获得该马达的转速。
较佳地，本实用新型的马达转速侦测装置，该微处理单元还根据下列公式估算出该马达的转速表示为Ne：
其中，Ne代表每分钟转速，Np,int代表该脉波数量，T代表该周期时间，M代表该轮齿数，tloc,n代表该脉波间隔时间，tβ,n代表该结束间隔时间，tloc,n-1代表该前一脉波间隔时间，tα,n代表该起始间隔时间。
本实用新型的又一目的在于提供另一种不需要更换马达的任何硬体元件，即能即时且更精准地侦测出马达转速的马达转速侦测装置。
于是，本实用新型马达转速侦测装置，用于侦测一马达的转速并包含一感测单元及一电连接该感测单元的微处理单元。
该感测单元安装于该马达上并用于在一周期时间感测该马达的一齿轮的转动，以产生一包括多个脉波的脉波讯号。
该微处理单元接收来自该感测单元于前一周期时间感测该马达的齿轮的转动所产生且包括多个先前脉波的前一脉波讯号，且根据该前一脉波讯号，接收来自该感测单元的该脉波讯号，获得一相关于在该前一周期时间内所述先前脉波中的最后二个脉波间的前一脉波间隔时间，并接收来自该感测单元的该脉波讯号，且根据该脉波讯号获得一相关于所述脉波的脉波数量，并根据该脉波讯号，获得一相关于该周期时间的一起始时间点与在该周期时间内所述脉波中的第一个脉波间的起始间隔时间，最后至少根据该周期时间、该脉波数量、一相关于该齿轮一圈的轮齿数、该前一脉波间隔时间，及该起始间隔时间获得该马达的转速。
较佳地，本实用新型的马达转速侦测装置，该微处理单元还根据下列公式估算出该马达的转速表示为Ne：
其中，Ne代表每分钟转速，Np,int代表该脉波数量，T代表该周期时间，M代表该轮齿数，tloc,n-1代表该前一脉波间隔时间，tα,n代表该起始间隔时间。
本实用新型的有益效果在于：借由该微处理单元根据该感测单元产生的该脉波讯号获得该脉波间隔时间及该结束间隔时间或该前一脉波间隔时间及该起始间隔时间，接着，该微处理单元至少根据该周期时间、该脉波数量、该轮齿数、该脉波间隔时间，及该结束间隔时间，或至少根据该周期时间、该脉波数量、该轮齿数、该起始间隔时间，及该前一脉波间隔时间来获得该马达的转速，借此不需要更换该马达的任何硬体元件，即能即时获得更精准的马达转速。
附图说明
本实用新型的其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：
图1是一示意图，说明一配置有本实用新型马达转速侦测装置的一实施例的马达；
图2是一方块图，说明该马达转速侦测装置的该实施例；
图3是一示意图，说明一包括多个脉波的脉波讯号及一包括多个先前脉波的前一脉波讯号；及
图4是一流程图，说明该实施例执行的步骤。
具体实施方式
参阅图1、图2及图3，本实用新型马达转速侦测装置100的一实施例，用于侦测一马达11的转速并包含一感测单元12及一电连接该感测单元12的微处理单元13。
该感测单元12安装于该马达11上，并用于在一周期时间(亦即，Tn-1～Tn且其值为T)感测该马达11的一齿轮111的转动，以产生一包括多个脉波211的脉波讯号21，且于前一周期时间(亦即，Tn-2～Tn-1且其值为T)感测该马达11的齿轮111的转动，以产生一包括多个先前脉波221的前一脉波讯号22，并将该脉波讯号21及该前一脉波讯号22传送至该微处理单元13。在本实施例中，该感测单元12例如为一转速感测器(speed sensor)。
参阅图1、图3及图4，说明了该实施例执行的步骤。
在步骤301中，当该微处理单元13接收到来自该感测单元12的该前一脉波讯号22时，根据该前一脉波讯号22，获得一相关于在该前一周期时间(Tn-2～Tn-1)内所述先前脉波221中的最后二个先前脉波221间的前一脉波间隔时间tloc,n-1。
在步骤302中，当该微处理单元13接收到来自该感测单元12的该脉波讯号21时，根据该脉波讯号21获得一相关于所述脉波211的脉波数量。
在步骤303中，该微处理单元13根据该脉波讯号21获得一相关于在该周期时间(Tn-1～Tn)内所述脉波211中的最后二个脉波211间的脉波间隔时间tloc,n，并获得一相关于在该周期时间(Tn-1～Tn)内所述脉波211中的最后一个脉波211与该周期时间(Tn-1～Tn)内的一周期时间结束时间点(Tn)间的结束间隔时间tβ,n，且获得一相关于该周期时间(Tn-1～Tn)内的一周期时间起始时间点(Tn-1)与在该周期时间(Tn-1～Tn)内所述脉波211中的第一个脉波211间的起始间隔时间tα,n。
在步骤304中，该微处理单元13根据该周期时间(T)、该脉波数量、一相关于该齿轮111转动一圈所需的轮齿数、该前一脉波间隔时间tloc,n-1、该脉波间隔时间tloc,n、该结束间隔时间tβ,n，及该起始间隔时间tα,n获得该马达11的转速，该马达11的转速例如以下式表示：
其中，Ne代表该马达11每分钟转速(revolutions-per-minute,RPM)，Np,int代表该脉波数量，M代表该轮齿数，在其他实施例中，可依据需求换算成不同单位的转速。
要特别说明的是，在本实用新型的其他实施例中，不需要执行步骤301，且在步骤303中，该微处理单元13不须获得相关于该周期时间(Tn-1～Tn)内的该周期时间起始时间点(Tn-1)与在该周期时间(Tn-1～Tn)内所述脉波211中的第一个脉波211间的该起始间隔时间tα,n，在步骤304中，该微处理单元13可只根据该周期时间(T)、该轮齿数、该脉波间隔时间tloc,n，及该结束间隔时间tβ,n获得该马达11的转速，该马达11的转速例如以下式表示：
而在另一其他实施例中，在步骤303中，该微处理单元13不须获得相关于在该周期时间(Tn-1～Tn)内所述脉波211中的最后二个脉波211间的该脉波间隔时间tloc,n，及相关于在该周期时间(Tn-1～Tn)内所述脉波211中的最后一个脉波211与该周期时间(Tn-1～Tn)的该周期时间结束时间点间的该结束间隔时间tβ,n，且在步骤304中，该微处理单元13可只根据该周期时间(T)、该轮齿数、该起始间隔时间tα,n，及该前一脉波间隔时间tloc,n-1获得该马达11的转速，该马达11的转速例如以下式表示：
要再特别说明的是，在本实施例中，该微处理单元13系借由设定一量测周期来计算间隔时间，其中该量测周期的量测周期时间(t)小于该周期时间(T)，该微处理单元13系以该前一脉波间隔时间tloc,n-1内所包含的量测次数乘上该量测周期时间(t)来表示该前一脉波间隔时间tloc,n-1，同理以所包含的量测次数乘上该量测周期时间(t)表示该脉波间隔时间tloc,n、该结束间隔时间tβ,n，及该起始间隔时间tα,n。值得一提的是，在计算该前一脉波间隔时间tloc,n-1、该脉波间隔时间tloc,n、该起始间隔时间tα,n，及该结束间隔时间tβ,n的每一者时皆会乘上该量测周期时间(t)，而在计算Np,dec的过程中，由于是将该起始间隔时间tα,n除以该前一脉波间隔时间tloc,n-1，并将该结束间隔时间tβ,n除以该脉波间隔时间tloc,n，因此该量测周期时间(t)会被消除，故在其他实施例中，为增加运算速度，该微处理单元13在计算该前一脉波间隔时间tloc,n-1、该脉波间隔时间tloc,n、该起始间隔时间tα,n，及该结束间隔时间tβ,n时可省略乘上该量测周期时间(t)的步骤，而直接以该起始间隔时间tα,n内所包含的量测次数除以该前一脉波间隔时间tloc,n-1内所包含的量测次数后加上以该结束间隔时间tβ,n内所包含的量测次数除以该脉波间隔时间tloc,n内所包含的量测次数来求得Np,dec。
综上所述，本实用新型马达转速侦测装置，借由该微处理单元13根据该感测单元12产生的该前一脉波讯号22及该脉波讯号21获得该前一脉波间隔时间tloc,n-1、该脉波间隔时间tloc,n、该结束间隔时间tβ,n，及该起始间隔时间tα,n，根据该周期时间(T)、该脉波数量、该轮齿数、该前一脉波间隔时间tloc,n-1、该脉波间隔时间tloc,n、该结束间隔时间tβ,n，及该起始间隔时间tα,n来获得该马达11的转速，借此不需要更换该马达11的任何硬体元件，即能即时获得更精准的马达转速，故确实能达成本实用新型的目的。
惟以上所述者，仅为本实用新型的实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，凡是依本实用新型权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本实用新型涵盖的范围。
Claims (6)
1.一种马达转速侦测装置，其特征在于：用于侦测一台马达的转速并包含
一个感测单元，安装于该马达上并用于在一个周期时间内感测该马达的一个齿轮的转动，以产生一个包括多个脉波的脉波讯号；及
一个微处理单元，电连接该感测单元，并接收来自该感测单元的该脉波讯号，且根据该脉波讯号获得一个相关于所述脉波的脉波数量，并根据该脉波讯号获得一个相关于在该周期时间内所述脉波中的最后二个脉波间的脉波间隔时间，及获得一个相关于在该周期时间内所述脉波中的最后一个脉波与该周期时间的一个结束时间点间的结束间隔时间，最后至少根据该周期时间、该脉波数量、一个相关于该齿轮转动一圈所需的轮齿数、该脉波间隔时间，及该结束间隔时间获得该马达的转速。
2.根据权利要求1所述的马达转速侦测装置，其特征在于：该微处理单元还根据下列公式估算出该马达的转速表示为Ne
其中，Ne代表每分钟转速，Np,int代表该脉波数量，T代表该周期时间，M代表该轮齿数，tloc,n代表该脉波间隔时间，tβ,n代表该结束间隔时间。
3.根据权利要求1所述的马达转速侦测装置，其特征在于：该感测单元还用于在前一个周期时间感测该马达的齿轮的转动，以产生一个包括多个先前脉波的前一脉波讯号，该微处理单元还接收来自该感测单元的该前一脉波讯号，且根据该前一脉波讯号，获得在该前一周期时间内所述先前脉波中的最后二个先前脉波间的前一脉波间隔时间，并根据该脉波讯号获得一个相关于该周期时间的一个起始时间点与该脉波讯号的所述脉波中的第一个脉波间的起始间隔时间，且不仅根据该周期时间、该脉波数量、一个相关于该齿轮 一圈的轮齿数、该脉波间隔时间，及该结束间隔时间，还根据该前一脉波间隔时间与该起始间隔时间来获得该马达的转速。
4.根据权利要求3所述的马达转速侦测装置，其特征在于：该微处理单元还根据下列公式估算出该马达的转速表示为Ne
其中，Ne代表每分钟转速，Np,int代表该脉波数量，T代表该周期时间，M代表该轮齿数，tloc,n代表该脉波间隔时间，tβ,n代表该结束间隔时间，tloc,n-1代表该前一脉波间隔时间，tα,n代表该起始间隔时间。
5.一种马达转速侦测装置，其特征在于：用于侦测一台马达的转速并包含
一个感测单元，安装于该马达上并用于在一个周期时间内感测该马达的一个齿轮的转动，以产生一个包括多个脉波的脉波讯号；及
一个微处理单元，电连接该感测单元，并接收来自该感测单元于前一周期时间感测该马达的齿轮的转动所产生且包括多个先前脉波的前一脉波讯号，且根据该前一脉波讯号，接收来自该感测单元的该脉波讯号，获得一个相关于在该前一个周期时间内所述先前脉波中的最后二个脉波间的前一脉波间隔时间，并接收来自该感测单元的该脉波讯号，且根据该脉波讯号获得一个相关于所述脉波的脉波数量，并根据该脉波讯号，获得一个相关于该周期时间的一个起始时间点与在该周期时间内所述脉波中的第一个脉波间的起始间隔时间，最后至少根据该周期时间、该脉波数量、一个相关于该齿轮一圈的轮齿数、该前一脉波间隔时间，及该起始间隔时间获得该马达的转速。
6.根据权利要求5所述的马达转速侦测装置，其特征在于：该微处理单元还根据下列公式估算出该马达的转速表示为Ne
其中，Ne代表每分钟转速，Np,int代表该脉波数量，T代表该周期时间，M代表该轮齿数，tloc,n-1代表该前一脉波间隔时间，tα,n代表该起始间隔时间。
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