CN211785618U - 接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，包括：主机，主机包括基座、转鼓、主轴、编码器和电机，转鼓呈圆筒状，转鼓与主轴固定连接，主轴沿转鼓的轴线贯穿转鼓的两端，主轴的两端分别与基座可旋转连接，编码器与主轴连接，电机与主轴连接，转鼓表面边缘设置有一个可拆卸的反光贴条；主控柜，包括控制单元和变频器，变频器和编码器分别与控制单元电连接，变频器与电机电连接。可实现可对现有接触式和非接触式线速度测量设备的有效计量溯源。

Description

接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置

技术领域

本实用新型涉及线速度测量仪计量校准领域，更具体地，涉及一种接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置。

背景技术

现有的线速度测量仪分为接触式和非接触式两大类。接触式线速度测量仪典型设备为滑行时间检测仪，而非接触式线速度测量仪典型设备为非接触式测距测速仪。

滑行时间检测仪主要应用于底盘测功机测量领域。滑行时间检测仪主要由接触式速度传感器和数据控制处理部分组成。其中，接触式速度传感器为带有光电传感器的传动轮，使用时把其可靠地接触在被检测的底盘测功机的滚筒上，进而测量测功机滚筒的线速度。

非接触式测距测速仪由光学速度传感器和控制装置组成。光学速度传感器是非接触式测距测速仪位移的测量单元。光学镜头对准照明灯照射的地面，地面杂乱的微结构将成像到物镜后的光电传感器(梳状电极)上，当光学速度传感器与地面有相对运动时，地面杂乱的微结构的像经过光电转换和滤波后输出窄带单频信号，此信号频率与位移成正比。依据计时装置的时间，可以计算出线速度。该系统可以利用光学速度传感器实现非接触式线速度的测量。

现有的接触式(滑行时间检测仪)和非接触式(非接触式测距测速仪) 线速度测量设备均需要计量溯源标准装置进行定期校准，以保证线速度测量设备的测量准确性。

现有的计量溯源标准装置无法同时实现对接触式线速度测量设备和非接触式线速度测量设备同时进行校准，例如应用现有的标准转速台方法对滑行时间检测仪进行速度误差测量，其测试过程如下：

如图1所示，首先用磁力座将滑行时间检测仪接触式速度采样器固定在转速台架或底盘测功机台架上，调节接触式速度采样器的压紧弹簧使带有光电传感器的传动轮102和转速台架或底盘测功机滚筒101紧密接触，无相对滑动和跳动。

将转速频率计104的光电探头对准滚筒101边缘处的3M反光贴103 上，转速台驱动装置105驱动转速台或测功机使得滚筒101速度达到校准值。记录转速频率计104的转速值n，用V＝6π×10^-5n D的公式计算出的滚筒101外缘的线速度值作为标准值，并对滑行时间检测仪的速度进行校准。

上述的标准转速台方法中，转速台架或底盘测功机台架的动平衡指标不高，编码器的精度不高，信号数据采集系统不具备较高的准确度，因此导致最终的溯源结果重复性不好。且上述方法是以转速频率计的转速转换成速度值，涉及的影响因素较多(滚筒直径、转速频率计的精度、传动轮径向跳动等)，导致不确定度较大。同时采用标准转速台方法只能够对接触式的滑行时间检测仪进行速度误差校准，无法实现对非接触式测距测速仪进行速度误差校准，且校准的精度不高。

因此需要一种能够适用于接触式、非接触式线速度测量仪的速度误差校准且测量精度高的计量溯源标准装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，实现适用于接触式、非接触式线速度测量仪的高精度速度误差校准。

为实现上述目的，本实用新型提出了一种接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，包括：

主机，所述主机包括基座、转鼓、主轴、编码器和电机，所述转鼓呈圆筒状，所述转鼓与所述主轴固定连接，所述主轴沿所述转鼓的轴线贯穿所述转鼓的两端，所述主轴的两端分别与所述基座可旋转连接，所述编码器与所述主轴连接，所述电机与所述主轴连接，所述转鼓表面边缘设置有一个可拆卸的反光贴条；

主控柜，所述主控柜包括控制单元和变频器，所述变频器和所述编码器分别与所述控制单元电连接，所述变频器与所述电机电连接。

可选地，所述基座顶部设有用于容纳所述转鼓下部区域的凹槽，所述凹槽内壁与所述转鼓的表面设有间隙。

可选地，所述凹槽沿所述转鼓轴向分布的两端分别设有用于支撑所述转鼓的第一支撑部和第二支撑部。

可选地，所述第一支撑部顶端设有主轴承座，所述第二支撑部的顶端设有辅助轴承座，所述主轴承座与所述主轴的一端通过第一轴承连接，所述辅助轴承座与所述主轴的另一端通过第二轴承连接。

可选地，所述主轴的所述一端与所述电机通过同步带连接。

可选地，所述编码器与所述辅助轴承座固定连接，所述编码器的转轴与所述主轴的所述另一端固定连接。

可选地，所述电机设置于所述基座的一侧并与所述基座固定连接，所述同步带外部设有保护外壳。

可选地，所述转鼓内部中空，所述转鼓内壁的中部设有沿所述转鼓径向分布的夹持部，所述夹持部与所述主轴通过夹盘固定连接。

可选地，所述夹盘与所述主轴锥度连接。

可选地，所述控制单元包括计算机和主控板，所述计算机、所述主控板、所述变频器依次电连接。

本实用新型的有益效果在于：

通过主控柜的控制单元和变频器控制电机驱动转鼓旋转并调节旋转速度，以转鼓外缘转过的弧长及线速度作为标准距离及标准速度输出，转鼓表面能够与接触式的线速度测量设备直接接触，实现对接触式线速度测量仪的速度测量和速度误差校准，通过转鼓表面的反光贴条能够与非接触式线速度测量设备的光电探头配合，实现对非接触式线速度测量仪的速度测量和速度误差校准；同时通过控制单元和编码器实现高速、精确的信号数据采集能够实时监测转鼓的输出速度，确保转鼓保持高精度速度输出的稳定性。

本实用新型的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本实用新型示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了现有的标准转速台方法测量滑行时间检测仪速度误差的示意图。

图2示出了根据本实用新型的一个实施例的一种接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置中主机的剖视图。

图3示出了根据本实用新型的一个实施例的一种接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置中主机的俯视图。

图4示出了根据本实用新型的一个实施例的一种接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置中主控柜的示意图。

附图标记说明：

图1中：

101、滚筒；102、传动轮；103、3M反光贴；104、转速频率计；105、转速台驱动装置。

图2至图3中：

1、编码器；2、辅助轴承座；3、主轴；4、转鼓；5、夹盘；6、主轴承座；7、基座；8、电机；9、同步带；10、主控柜。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

参考图2至图4，根据本实用新型的一种接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，包括：

主机，主机包括基座7、转鼓4、主轴3、编码器1和电机8，转鼓4 呈圆筒状，转鼓4与主轴3固定连接，主轴3沿转鼓4的轴线贯穿转鼓4 的两端，主轴的两端分别与基座可旋转连接，编码器1与主轴3连接，电机8与主轴3连接，转鼓4表面边缘设置有一个可拆卸的反光贴条；

主控柜10，主控柜10包括控制单元和变频器，变频器和编码器1分别与控制单元电连接，变频器与电机8电连接。

具体地，转鼓4设置在基座7上，转鼓4为两端面封闭的圆筒状，主轴3的轴线与转鼓4的轴线重合，主轴3贯穿转鼓4的两个端面，主轴3 的两端与基座7可旋转连接，主轴3与转鼓4固定连接，主轴3与电机8 连接实现主轴3带动转鼓4的旋转。通过主控柜10的控制单元和变频器控制电机8驱动转鼓4旋转并条件旋转速度，以转鼓4外缘转过的弧长及线速度作为标准距离及标准速度输出，转鼓4表面能够与接触式的线速度测量设备直接接触，实现对接触式线速度测量仪的速度测量和速度误差校准，通过转鼓4表面边缘的反光贴条能够与非接触式线速度测量设备的光电探头配合，实现对非接触式线速度测量仪的速度测量和速度误差校准；同时通过控制单元和编码器1实现高速、精确的信号数据采集能够实时监测转鼓4的输出速度，确保转鼓4保持高精度速度输出的稳定性。

进一步地，主控柜10的控制单元设置有软件程序，软件程序设置有所要校准的速度点，软件程序控制变频器和电机8(采用交流变频电机8，可实现无极变速)的转速进而使主机的转鼓4产生一定速度值(称作标准值)；控制柜显示的校准速度值与被校准的接触式或非接触式线速度测量仪的速度值(称作测量值)进行比较，获得比较结果(测量值-标准值)，根据比较结果来判定是否符合校准要求。

本实施例中，基座7顶部设有用于容纳转鼓4的凹槽，凹槽内壁与转鼓4的表面设有间隙。凹槽沿转鼓4轴向分布的两端分别设有用于支撑转鼓4的第一支撑部和第二支撑部。

具体地，参考图3，基座7的顶部设有用于容纳下部区域的凹槽，凹槽内壁与转鼓4的表面需要设置一定的间隙，以保证转鼓4的正常转动，凹槽的两端设有用于第一支撑部和第二支撑部，能够支撑主轴3的两端，使整个转鼓4被稳定的架设在基座7上，主机整体设计采用卧式结构能够有效保证主机运行过程中的稳定性。

本实施例中，第一支撑部顶端设有主轴承座6，第二支撑部的顶端设有辅助轴承座2，主轴承座6与主轴3的一端通过第一轴承连接，辅助轴承座 2与主轴3的另一端通过第二轴承连接。

本实施例中，主轴3的一端与电机8通过同步带9连接。编码器1与辅助轴承座2固定连接，编码器1的转轴与主轴3的另一端固定连接。

具体地，参考图2，本发明中的编码器1为有轴型编码器1，编码器1 的转轴与主轴3的一端轴心凹槽相配合实现与主轴3的同步转动，把角位移转换成电信号并传输至控制单元，编码器1与控制单元通过信号传输线连接，编码器1与第二轴承座通过法兰固定连接。编码器1应选用高精度的型号，编码器1为现有技术，本领域人员可以根据具体需求选择光电式、磁电式和触点电刷式等具体地类型的编码器。

本实施例中，电机8设置于基座7的一侧并与基座固定连接，同步带9 外部设有保护外壳。

具体地，参考图3，为实现主机的工作过程的稳定性，电机8与基座7 固定连接，同时电机8和基座7也可以固定在地面上防止位移，同步带9 可以设置保护外壳(未示出)保证工作环境中的人员安全。

本实施例中，转鼓4内部中空，转鼓4内壁的中部设有沿转鼓4径向分布的夹持部，夹持部与主轴通3过夹盘5固定连接。夹盘5与主轴3锥度连接。

具体地，参考图2，转鼓4为中空结构，转鼓4和主轴3通过夹盘5固定连接，夹盘5的外圆通过夹持转鼓4内壁中部沿转鼓4径向分布的夹持部实现固定连接，夹盘5的内圆为锥形轴孔，与主轴3中央的突出的锥形连接部锥度连接，能够有效控制转鼓4的轴向跳动，使得转鼓4运动更加平稳。夹盘5为现有技术，且夹盘5与主轴3的锥度连接本领域人员容易实现，此处不再赘述。

本实施例中，控制单元包括计算机和主控板，计算机、主控板、变频器依次电连接。

具体地，计算机、主控板、变频器均设置于主控柜中。计算机用于装载控制主机运转的上位机软件程序，通过连接主控板控制电机8，可以设置单点模式单独设定转速，也可以设置程控模式，一次性设置多点运行转速和运行时间，然后电脑程序会自动从第一个设置的分段点依次向后运行，直到最后一个分段点运行结束。通过变频器控制电机8运转，实现电机8 运转速度的自动调节。

本实施例的接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置对接触式的滑行时间检测仪校准过程为：

首先用磁力座将滑行时间检测仪的接触式速度采样器固定在基座7上，调节接触式速度采样器的压紧弹簧使带有传感器的传动轮和本装置的转鼓 4紧密接触，确保无相对滑动和跳动。通过主控柜10计算机中的上位机软件程序，设置要校准的速度点，驱动电机8带动转鼓4进行转动。当转鼓4 速度稳定时，记录滑行时间测试仪的速度测量值和转鼓4的速度标准值并对两者进行比较，获得比较结果(测量值-标准值)，根据所述比较结果来判定是否符合校准要求。

本实施例的接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置对非接触式测距测速仪的校准过程为：

首先在标准装置的转鼓4上贴上3M反光贴条，然后通过主控柜10计算机中的上位机程序，设置要校准的速度点，驱动电机8带动转鼓4进行转动，将非接触式测距测速仪的光电探头对准转鼓4边缘的反光贴条。当转鼓4速度稳定时，记录非接触式测距测速仪的速度测量值和转鼓4的速度标准值并对两者进行比较，获得比较结果(测量值-标准值)，根据所述比较结果来判定是否符合校准要求。

本发明标准装置可实现可对现有接触式(滑行时间检测仪)和非接触式(非接触式测距测速仪)线速度测量设备的有效计量溯源。可在计量技术机构、机动车检测场、机动车综合性能检测站、4S店、机动车维修站等部门进行大规模推广应用，将有助于推动接触式和非接触式速度量值校准技术在高精度计量检测领域的应用，具有较高的示范作用和应用价值。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (10)

1.一种接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，其特征在于，包括：

主机，所述主机包括基座、转鼓、主轴、编码器和电机，所述转鼓呈圆筒状，所述转鼓与所述主轴固定连接，所述主轴沿所述转鼓的轴线贯穿所述转鼓的两端，所述主轴的两端分别与所述基座可旋转连接，所述编码器与所述主轴连接，所述电机与所述主轴连接，所述转鼓表面边缘设置有一个可拆卸的反光贴条；

主控柜，所述主控柜包括控制单元和变频器，所述变频器和所述编码器分别与所述控制单元电连接，所述变频器与所述电机电连接。

2.根据权利要求1所述的接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，其特征在于，所述基座顶部设有用于容纳所述转鼓下部区域的凹槽，所述凹槽内壁与所述转鼓的表面设有间隙。

3.根据权利要求2所述的接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，其特征在于，所述凹槽沿所述转鼓轴向分布的两端分别设有用于支撑所述转鼓的第一支撑部和第二支撑部。

4.根据权利要求3所述的接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，其特征在于，所述第一支撑部顶端设有主轴承座，所述第二支撑部的顶端设有辅助轴承座，所述主轴承座与所述主轴的一端通过第一轴承连接，所述辅助轴承座与所述主轴的另一端通过第二轴承连接。

5.根据权利要求4所述的接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，其特征在于，所述主轴的所述一端与所述电机通过同步带连接。

6.根据权利要求4所述的接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，其特征在于，所述编码器与所述辅助轴承座固定连接，所述编码器的转轴与所述主轴的所述另一端固定连接。

7.根据权利要求5所述的接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，其特征在于，所述电机设置于所述基座的一侧并与所述基座固定连接，所述同步带外部设有保护外壳。

8.根据权利要求1所述的接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，其特征在于，所述转鼓内部中空，所述转鼓内壁的中部设有沿所述转鼓径向分布的夹持部，所述夹持部与所述主轴通过夹盘固定连接。

9.根据权利要求8所述的接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，其特征在于，所述夹盘与所述主轴锥度连接。

10.根据权利要求1所述的接触式、非接触式线速度测量仪计量溯源标准装置，其特征在于，所述控制单元包括计算机和主控板，所述计算机、所述主控板、所述变频器依次电连接。

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