数字式电涡流测速计的研制

    1　引言

    在实时监控系统和自动控制系统中,往往需要对机械运行参数数字化,以利用成熟的计算机控制技术。在机械运行状态中转速是一个很重要的参数。本文将简要介绍数字式电涡流测速计的研制情况及应用情况。

    2　系统总体设计

    测速原理:在被测体上加工键块或孔,在被测体转动过程中使用电涡流传感器受传感器与被测体之间距离变化,相应输出电压变化。经信号调理转化为TTL电平的脉冲串,对脉冲计数,即可得到被测体的转速。系统的总体结构如图1所示。

    在系统设计中,传感器采用清华大学精密仪器与机械学系传感器研究室的QH8500系列电涡流传器,主控单元采用一台研华公司的工控机,计数控制采用研华公司的PCL-836计数卡。为了使传感器输出字号与计数卡输入匹配,设计了信号调理电路,电路中加入了光电隔离,使系统安全可靠。

    3　QH8500系列电涡流传感器

    3·1　传感器组成

    传感器由传感器探头与壳体、前置器、电缆和接头三部分组成。

    传感器头部是传感器感受被测信号的部分,它由绕在非金属架上的矩形截面线圈组成,传感器壳体用于固定传感器头部。前置器是一个能屏蔽外界干扰信号的金属盒子,内装有全部测量电路,并用环氧树脂罐封。外壳上有三个端子分别为电源、公共端和输出端。

    3·2　输出特性

    输出特性可用位移—电压曲线表示,如图2所示。横轴表示位移变化,纵轴表示前置输出电压变化。理想位移—电压曲线是一斜率恒定直线,直线的a-c为线性区,即有效测试段,b点为传感器线性中点。

    4　PCL-836计数卡

    PCL-836是一种用于PC/AT及其兼容机的通用计数器/定时器和数字量I/O卡。它提供了6个16位的计数器通道,包括16个数字量输出和16个数字量输入,两个8254芯片提供了多种符合工业、实验室应用的计数器/定时器功能模式。

    PCL-836计数卡特点:

    产生周期性中断;

    6个独立的16位计数器;

    用于降低噪声的数字滤波器;

    二进制或BCD计数;

    可编程频率输入;

    复杂工作循环输出;

    单脉冲输出;

    16位TTL输入和16位TTL输出端口;

    可选择的中断输入通道;

    高达10MHz的输入频率;

    脉冲宽度和周期的测量;