CN2874501Y - 电梯加速度测试仪 - Google Patents

Abstract

电梯加速度测试仪，其特征是由测试盒和计算机处理系统构成；测试盒采用三轴向加速度传感器，设置可调整水平度的传感器平台；测试盒内电路构成为，在三轴向加速度传感器的信号输出端设置放大电路，放大电路的输出信号经A/D变换接入单片机控制系统，单片机控制系统外设数据存储、USB接口、键盘和显示电路；测试盒以其USB接口与外部计算机处理系统联接。基于PC平台、具有较高检测效率和测试精度，能实时动态显示并计算出反映起制动特性及垂直、水平振动特性的各项参数。

Description

电梯加速度测试仪

技术领域：

本实用新型涉及电梯安全检测装置，特别是对电梯加速度进行测试的安全检测装置。

背景技术：

电梯是一种机电一体化的技术系统，电梯运行时所产生的加速度及振动加速度信号，无不饱含着从电梯结构设计的合理性(包括机械和电气)，制造工艺的优劣以及安装调校效果的好坏等丰富的信息。因此，电梯整体性能试验已成为电梯性能研究，新产品的设计、制造以及评判安装质量的不可缺少的重要技术环节。而电梯加速度测量，则是为电梯整体性能试验提供重要信息和数据的技术手段。

在国内外市场上，各种通用的高、中、低档的测振仪器规格齐全，品种繁多，但由于电梯加速度测量的长过程记录以及数据分析的独特性和复杂性，使得通用的仪器难以发挥应有的作用。此前，电梯行业中加速度的测量基本上是采用模拟式波形记录测试系统，经手工取值计算、分析而完成的，这一方式不但后期处理工作量很大，准确度较差，而且无法进一步根据加速度信息推导出速度、位移等信息。目前大多使用的单轴向加速度传感器，为了获得X、Y、Z三个方向的信息，必需分三次测量，效率较低，同时，因传感器不能进行水平调整也影响了测试精度。

发明内容：

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于PC平台、具有较高的检测效率和测试精度，符合国标GB/T10059-1997《电梯试验方法》相关要求的电梯加速度测试仪，为电梯运行的质量控制提供实用而有效的检测手段。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型的结构特征是由测试盒和计算机处理系统构成；所述测试盒采用三轴向加速度传感器，设置可调整水平度的传感器平台；设置在测试盒内的测试电路的构成为，在所述三轴向加速度传感器的信号输出端设置放大电路，所述放大电路输出信号经A/D变换接入单片机控制系统，所述单片机控制系统外设数据存储、USB通讯接口、键盘和显示电路；所述测试盒以其USB通讯接口与外部计算机处理系统联接。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、本实用新型采用三轴向加速度传感器设计，X、Y、Z三方向一次测试完成，大大提高了测试效率。

2、本实用新型设置可调整水平度的传感器平台，测试时使传感器平台保持水平，从而有效地提高了测试精度。

3、本实用新型通过采用高精度A/D变换器和大容量存储器，可精确测量加速度信号，并记录多达100台电梯的长过程测试数据；采用D12的USB接口芯片与计算机通讯，利用计算机的强大功能，可实时测量和显示电梯的起制动加速度、速度、位移、水平振动和垂直振动加速度曲线及计算出相关参数，可同时支持国家标准和ISO 18738国际标准。

4、采用“测试盒+计算机”的结构方式进行电梯加速度信号的测量，使得测量仪器更加便于携带，测量操作更加简洁方便；由于利用了计算机的强大资源，大大提高了对数据的分析处理能力。

附图说明：

图1为本实用新型外形示意图。

图2为本实用新型电路结构框图。

图3为本实用新型测试盒电路原理图。

图中标号：1三轴向加速度传感器、2放大电路、3为A/D转换、4单片机控制系统、5为USB通讯接口、6数据存储、7键盘、8显示、9传感器平台、10水泡、11螺钉、12仪表盒。

以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

实施例：

本实施例由测试盒和计算机处理系统构成。

图1所示的测试盒包括传感器部分和仪表盒12，采用三轴向加速度传感器1，设置由螺钉11呈三角支撑的可调整水平度的传感器平台9，在传感器平台9上设置水泡10，传感器平台9以呈三角形分布的三只螺钉11支撑，观察水泡10，调节螺钉11使传感器保持水平。一般来说，电梯的振动测量是一个低频低加速度的测量，因此传感器应选择具有零频响应、低频响应好、分辨率高的压阻式或差容式加速度计。本实施例选择美国IC SENSORS公司出品的三轴向3140型加速度传感器。

图2所示，设置在测试盒中的测试电路的构成为，在三轴向加速度传感器的信号输出端设置放大电路，放大电路输出信号经A/D变换接入单片机控制系统，单片机控制系统外设数据存储、USB通讯接口、键盘和显示电路；测试盒以其USB通讯接口与外部计算机处理系统联接，同时设置在外部计算机处理系统中的还包括有显示器和通用打印机。根据设计要求A/D变换器必须要有较高的分辨率和较快的转换速度。本实施例选择美国美信公司的MAX1270，该芯片为12位转换精度，转换时间为10μs，8路串行数据输出，体积小巧，使用方便。

本实施例采用的是测试盒和笔记本电脑相结合的方式，前者负责数据的采集和传输，后者负责数据的分析、处理，波形的显示、储存和打印。测试盒在现场可与笔记本电脑联机使用；亦可在现场单独使用，回来后再将数据传送给计算机。测试盒和笔记本电脑之间采用USB接口通讯。

由传感器摄取的加速度信号，经放大和A/D变换后，由单片机控制系统进行采集并将数据通过USB接口送入计算机处理系统，由计算机将运行曲线实时地在显示屏上显示出来，同时对数据进行实时处理，自动识别电梯运行的各个过程，并得出相应参数。测试完毕后，根据用户的不同要求，可以将曲线及参数在显示屏上显示出来或通过打印机打印出来，也可将曲线进行存储并进行频谱分析。

图3所示，三轴向加速度传感器1输入三路信号，分别为三方向的加速度信号，其输入管脚1、2、3分别连接到放大器U1的第12、第10和第3脚；

放大电路2由放大器U1和电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6组成；放大器U1的4脚连接到+5V，11脚接地。R2连接在放大器U1的1、2脚之间，R4连接在放大器U1的8、9脚之间，R6连接在放大器U1的13、14脚之间。U1的2、9、13脚分别通过R1、R3、R5接地。信号通过U1的第8、第1和第14脚分别连接到A/D变换器U2的第13、第14和第15脚；

A/D变换3由A/D转换器U2、电容C5、电解电容E1组成。A/D转换器U2的第1、11脚分别连接到+5V端，第2、第4和第12脚共同接地。U2的第21和第23脚分别通过E1、C5接地。U2的第5、6、7、10脚分别连接到单片机U3的第3、4、2和第1脚；

单片机控制系统4由单片机U3、电容C1、C2和时钟振荡电路X1组成。单片机U3的第31、40脚连接到+5V，20脚接地，U3的5、6、7脚连接到液晶显示电路，U3的P0、P1、P2、P3口分别连接到数据存储、A/D转换、USB通讯接口、键盘部分；

USB通讯接口5由通讯接口芯片U4、电阻R9、R10、电容C3、C4和时钟振荡电路X2组成。通讯接口芯片U4的24脚连接到+5V，12脚通过R10连接到+5V，27脚连接到+3.3V，5脚接地，28脚通过R9接地。U4的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11脚分别连接到单片机U3的28、27、26、25、24、23、22、21、30、32脚。U4的24、25、26脚连接到计算机的USB通讯口；

数据存储6由数据存储器U5、电阻R11、R12、R13、电解电容E2组成。数据存储器U5的28脚连接到+3.3V，23、24、25脚分别通过R13、R11、R12连接到+3.3V，1脚接地。E2连接在数据存储器U5的1、24脚之间。数据存储器U的4、5、6、7脚分别连接到单片机U3的33、34、35、36脚；

键盘7由电阻R7、R8和按键组成。键盘的4根连线分别与单片机U3的10、11、38、39脚连接；

显示8采用液晶显示器LCD，LCD的3、4、5脚分别连接到单片机U3的5、6、7脚，LCD的1脚连接到+5V，2脚接地。

具体实施中，通过对单片机控制系统以及计算处理系统的相应设置，能实时、动态地显示电梯运行过程起制动及振动曲线，计算出反映起制动特性及垂直、水平振动特性的多项参数。同时支持数据库管理，方便存储，查询，分析异时异地测试的数据。打印方式灵活，可按需要选择绘制加速度(a-t)、速度(v-t)、加加速度(a′-t)、垂直、水平三方向振动曲线，并自动调整比例，打印图谱和报表。

Claims (2)

1、电梯加速度测试仪，其特征是由测试盒和计算机处理系统构成；所述测试盒采用三轴向加速度传感器(1)，设置可调整水平度的传感器平台(9)；测试盒内测试电路构成为，在所述三轴向加速度传感器(1)的信号输出端设置放大电路(2)，所述放大电路(2)的输出信号经A/D变换(3)接入单片机控制系统(4)，所述单片机控制系统(4)外设数据存储(6)、USB通讯接口(5)、键盘(7)和显示电路(8)；所述测试盒以其USB通讯接口(5)与外部计算机处理系统联接。

2、根据权利要求1所述的电梯加速度测试仪，其特征是在所述传感器平台(9)上设置水泡(10)，传感器平台(9)以呈三角形分布的三只螺钉(11)支撑水平。

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