CN104931174A - 一种基于自举控制电路的电涡流测功系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于自举控制电路的电涡流测功系统，由待测电机(1)，单片机(4)，与单片机(4)相连接的电机控制模块(5)、显示器(6)、操作模块(7)，与待测电机(1)相连接的电涡流测功机(2)，以及与电涡流测功机(2)相连接的信号处理模块(3)组成，所述电机控制模块(5)还与待测电机(1)相连接；其特征在于：在信号处理模块(3)和单片机(4)之间还设置有自举控制电路(8)；本发明通过自举控制电路的作用，可以使电涡流测功机输出较大的电压信号，以确保本发明检测待测电机输出功率的准确性。

Description

一种基于自举控制电路的电涡流测功系统

技术领域

本发明涉及一种电涡流测功系统，具体是指一种基于自举控制电路的电涡流测功系统。

背景技术

电涡流测功机是目前国内先进的加载测功设备，尤其在中小功率以及微小功率的动力机械加载测功试验中，各动力机械的低速及高速加载测功试验方面，相对其它类型测功加载设备而言，在性能、价格、可靠性、维护难易程度等方面都有比较明显的优势。尤其在低速机械及微小功率机械的加载测功方面，则更是其它方法无可比拟的。因此，在很多场合电涡流测功机已取代磁粉离合器、水力测功机、直流发电机组等，用来测量各种电动机、汽油机、柴油机、齿轮箱等动力机械的性能，成为型式试验的必要设备。然而，目前所使用的电涡流测功系统有时所采集到的扭矩信号较弱，在很大程度上影响了测功系统对电机性能的测试。

发明内容

本发明的目的在于克服传统的电涡流测功系统会出现采集到较弱的扭矩信号，对电机性能测试造成影响的缺陷，提供一种基于自举控制电路的电涡流测功系统。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于自举控制电路的电涡流测功系统，由待测电机，单片机，与单片机相连接的电机控制模块、显示器、操作模块，与待测电机相连接的电涡流测功机，与电涡流测功机相连接的信号处理模块，所述电机控制模块还与待测电机相连接，为了达到本发明的目的，本发明在信号处理模块和单片机之间还设置有自举控制电路。

进一步的，所述自举控制电路由三极管VT5，三极管VT6，三极管VT7，单向晶闸管D5，正极经电阻R11后与三极管VT7的集电极相连接、负极则经极性电容C10后与单向晶闸管D5的P极相连接的极性电容C8，一端与三极管VT7的基极相连接、其另一端则与极性电容C8的正极相连接的电阻R12，一端与三极管VT7的基极相连接、其另一端则与三极管VT5的发射极相连接的电阻R13，与电阻R13相并联的极性电容C9，一端与三极管VT7的发射极相连接、另一端则经电阻R15后与三极管VT6的集电极相连接的电阻R14，一端与单向晶闸管D5的P极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接的电阻R16，以及正极与三极管VT7的集电极相连接、负极则经极性电容C12后与单向晶闸管D5的控制极相连接的极性C11组成；所述三极管VT5的发射极与三极管VT6的基极相连接、其集电极则与单向晶闸管D5的N极一起作为该自举控制电路的输出端、其基极则与三极管VT7的集电极一起作为该自举控制电路的输入端；所述三极管VT7的集电极还与极性电容C11的负极相连接；三极管VT6的发射有接地；所述极性电容C8的负极还与电阻R14和电阻R15的连接点相连接。

所述的信号处理模块由信号处理电路，与信号处理电路相连接的与非门控制电路，与与非门控制电路相连接的双稳态触发电路，以及同时与双稳态触发电路和与非门控制电路相连接的后端变压输出电路组成。

所述的信号处理电路由处理芯片U，一端与处理芯片U的-SIG管脚相连接、另一端则经电阻R3后与处理芯片U的BIAS管脚相连接的电阻R1，一端与处理芯片U的-CAR管脚相连接、另一端接地的电阻R2，以及一端与处理芯片U的GMIN管脚相连接、另一端则经电位器R5后与处理芯片U的ADJ管脚相连接的电阻R4组成；所述处理芯片U的-V管脚分别与电阻R1和电阻R3的连接点以及双稳态触发电路相连接、其-OUT管脚和+OUT管脚均与与非门控制电路相连接；所述处理芯片U的+SIG管脚和其-V管脚一起作为该信号处理电路的输入端。

所述的与非门控制电路由与非门A1，与非门A2，正极顺次经电阻R6和极性电容C4后与与非门A1的输出端相连接、其负极接地的极性电容C1，N极与电阻R6和极性电容C4的连接点相连接、P极接地的二极管D1，正极经电阻R7后与二极管D1的N极相连接、负极接地的极性电容C2，一端与处理芯片U的-OUT管脚相连接、另一端则与与非门A1的正极相连接的电阻R8，一端与处理芯片U的+OUT管脚相连接、另一端则与与非门A1的负极相连接的电阻R9，负极与与非门A1的输出端相连接、正极则与与非门A2的负极相连接的极性电容C5，串接在与非门A2的正极和输出端之间的电阻R10，以及与电阻R10相并联的极性电容C7组成；所述处理芯片U的-OUT管脚与极性电容C1的正极相连接、其+OUT管脚则与极性电容C2的正极相连接；所述与非门A1的负极和其输出端均与双稳态触发电路相连接；所述与非门A2的负极与双稳态触发电路相连接、其输出端则分别与双稳态触发电路以及后端变压输出电路相连接。

所述的双稳态触发电路由三极管VT1，三极管VT2，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极则与三极管VT2的基极相连接的极性电容C3，正极与三极管VT1的基极相连接、负极则与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C6，以及N极与三极管VT2的集电极相连接、P极则与三极管VT1的发射极相连接的二极管D2组成；所述三极管VT1的集电极与与非门A1的负极相连接、其发射极则与处理芯片U的-V管脚相连接、基极则与与非门A2的负极相连接；所述三极管VT2的基极与与非门A1的输出端相连接、其发射极则与与非门A2的输出端相连接、集电极则与后端变压输出电路相连接。

所述的后端变压输出电路由变压器T，三极管VT3，三极管VT4，设置在变压器T源边的电感线圈L1和电感线圈L2，设置在变压器T副边的电感线圈L3，二极管D3，以及二极管D4组成；所述二极管D3的N极与电感线圈L1的抽头相连接、P极则与与非门A2的输出端相连接，二极管D4的P极与电感线圈L3的非同名端相连接、其N极则与电感线圈L3的同名端一起作为该后端变压输出电路的输出端；所述电感线圈L1的同名端与与非门A2的输出端相连接、其非同名端则与三极管VT4的基极相连接；所述电感线圈L2的同名端与三极管VT4的集电极相连接、非同名端则与三极管VT3的集电极相连接、其抽头则与电感线圈L1的同名端相连接；所述三极管VT3的发射极与三极管VT4的发射极相连接、其基极则分别与与非门A2的输出端以及三极管VT2的集电极相连接。

为了达到更好的实施效果，所述的处理芯片U优选为LM146集成电路来实现。

本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本发明结构简单，操作方便，系统造价低廉。

(2)本发明在确保测试精度的同时更节约能耗，降低了电机测试过程中的成本。

(3)本发明通过自举控制电路的作用，可以使电涡流测功机输出较大的电压信号，以确保本发明检测待测电机输出功率的准确性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的信号处理模块电路结构示意图；

图3为本发明的自举控制电路电路结构示意图。

以上附图中的附图标记名称为：

1—待测电机，2—电涡流测功机，3—信号处理模块，4—单片机，5—电机控制模块，6—显示器，7—操作模块，8—自举控制电路，31—信号处理电路，32—与非门控制电路，33—双稳态触发电路，34—后端变压输出电路。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例

如图1所示，本发明由待测电机1，单片机4，与单片机4相连接的电机控制模块5、显示器6、操作模块7，与待测电机1相连接的电涡流测功机2，与电涡流测功机2相连接的信号处理模块3，所述电机控制模块5还与待测电机1相连接，为了达到本发明的目的，本发明在信号处理模块3和单片机4之间还设置有自举控制电路8。

其中，单片机4作为本发明的控制中心。电涡流测功机2则用于检测待测电机的扭矩信号并输出。信号处理模块3用于对电涡流测功机2所输出的扭矩信号进行处理。自举控制电路8则可以对扭矩信号进行放大处理。单片机4可以通过扭矩信号计算出待测电机1的实时功率，并通过显示器6直观的显示出来。电机控制模块5用于对待测电机1进行控制，而工作人员则可以通过操作模块7来设定待测电机1的输出功率。

工作时，启动待测电机1，操作员在操作模块7上设定待测电机1的输出功率，这时单片机4则发出指令给电机控制模块5，使其按照操作员所设定的功率对待测电机1进行控制。电涡流测功机2则检测待测电机1的扭矩信号，该扭矩信号经信号处理模块3和自举控制电路8的处理后输送给单片机4，单片机4则根据扭矩信号计算出待测电机1的实时功率并通过显示器6显示出来。操作员可以把待测电机1的实时功率与其设置在操作模块7内的功率值相比较，由此来判断待测电机1的性能。

为了达到更好的效果，该电涡流测功机2优先采用四川诚邦测控技术有限公司生产的DWD系统电涡流测功机来实现，该系列的电涡流测功机结构简单，操作维护方便，制动力矩大，测试精度高。而单片机4、电机控制模块5、操作模块7以及显示器6均采用现有的技术即可实现。

如图2所示，信号处理模块3由信号处理电路31，与信号处理电路31相连接的与非门控制电路32，与与非门控制电路32相连接的双稳态触发电路33，以及同时与双稳态触发电路33和与非门控制电路32相连接的后端变压输出电路34组成。

其中的信号处理电路31由处理芯片U，一端与处理芯片U的-SIG管脚相连接、另一端则经电阻R3后与处理芯片U的BIAS管脚相连接的电阻R1，一端与处理芯片U的-CAR管脚相连接、另一端接地的电阻R2，以及一端与处理芯片U的GMIN管脚相连接、另一端则经电位器R5后与处理芯片U的ADJ管脚相连接的电阻R4组成。所述处理芯片U的-V管脚分别与电阻R1和电阻R3的连接点以及双稳态触发电路33相连接、其-OUT管脚和+OUT管脚均与与非门控制电路32相连接。所述处理芯片U的+SIG管脚和其-V管脚一起作为该信号处理电路31的输入端。为了更好的实施本发明，所述的处理芯片U优先采用LM1496集成电路来实现。

所述的与非门控制电路32由与非门A1，与非门A2，正极顺次经电阻R6和极性电容C4后与与非门A1的输出端相连接、其负极接地的极性电容C1，N极与电阻R6和极性电容C4的连接点相连接、P极接地的二极管D1，正极经电阻R7后与二极管D1的N极相连接、负极接地的极性电容C2，一端与处理芯片U的-OUT管脚相连接、另一端则与与非门A1的正极相连接的电阻R8，一端与处理芯片U的+OUT管脚相连接、另一端则与与非门A1的负极相连接的电阻R9，负极与与非门A1的输出端相连接、正极则与与非门A2的负极相连接的极性电容C5，串接在与非门A2的正极和输出端之间的电阻R10，以及与电阻R10相并联的极性电容C7组成。所述处理芯片U的-OUT管脚与极性电容C1的正极相连接、其+OUT管脚则与极性电容C2的正极相连接；所述与非门A1的负极和其输出端均与双稳态触发电路33相连接。所述与非门A2的负极与双稳态触发电路33相连接、其输出端则分别与双稳态触发电路33以及后端变压输出电路34相连接。

所述的双稳态触发电路33由三极管VT1，三极管VT2，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极则与三极管VT2的基极相连接的极性电容C3，正极与三极管VT1的基极相连接、负极则与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C6，以及N极与三极管VT2的集电极相连接、P极则与三极管VT1的发射极相连接的二极管D2组成。所述三极管VT1的集电极与与非门A1的负极相连接、其发射极则与处理芯片U的-V管脚相连接、基极则与与非门A2的负极相连接。所述三极管VT2的基极与与非门A1的输出端相连接、其发射极则与与非门A2的输出端相连接、集电极则与后端变压输出电路34相连接。

所述的后端变压输出电路34由变压器T，三极管VT3，三极管VT4，设置在变压器T源边的电感线圈L1和电感线圈L2，设置在变压器T副边的电感线圈L3，二极管D3，以及二极管D4组成。连接时，所述的二极管D3的N极与电感线圈L1的抽头相连接、P极则与与非门A2的输出端相连接，二极管D4的P极与电感线圈L3的非同名端相连接、其N极则与电感线圈L3的同名端一起作为该后端变压输出电路34的输出端；所述电感线圈L1的同名端与与非门A2的输出端相连接、其非同名端则与三极管VT4的基极相连接；所述电感线圈L2的同名端与三极管VT4的集电极相连接、非同名端则与三极管VT3的集电极相连接、其抽头则与电感线圈L1的同名端相连接；所述三极管VT3的发射极与三极管VT4的发射极相连接、其基极则分别与与非门A2的输出端以及三极管VT2的集电极相连接。

自举控制电路8则为本发明的重点，如图3所示，其由三极管VT5，三极管VT6，三极管VT7，单向晶闸管D5，正极经电阻R11后与三极管VT7的集电极相连接、负极则经极性电容C10后与单向晶闸管D5的P极相连接的极性电容C8，一端与三极管VT7的基极相连接、其另一端则与极性电容C8的正极相连接的电阻R12，一端与三极管VT7的基极相连接、其另一端则与三极管VT5的发射极相连接的电阻R13，与电阻R13相并联的极性电容C9，一端与三极管VT7的发射极相连接、另一端则经电阻R15后与三极管VT6的集电极相连接的电阻R14，一端与单向晶闸管D5的P极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接的电阻R16，以及正极与三极管VT7的集电极相连接、负极则经极性电容C12后与单向晶闸管D5的控制极相连接的极性C11组成。所述三极管VT5的发射极与三极管VT6的基极相连接、其集电极则与单向晶闸管D5的N极一起作为该自举控制电路8的输出端、其基极则与三极管VT7的集电极一起作为该自举控制电路8的输入端。所述三极管VT7的集电极还与极性电容C11的负极相连接；三极管VT6的发射有接地。所述极性电容C8的负极还与电阻R14和电阻R15的连接点相连接。

如上所述，便可很好的实现本发明。

Claims (7)

1.一种基于自举控制电路的电涡流测功系统，由待测电机（1），单片机（4），与单片机（4）相连接的电机控制模块（5）、显示器（6）、操作模块（7），与待测电机（1）相连接的电涡流测功机（2），以及与电涡流测功机（2）相连接的信号处理模块（3）组成，所述电机控制模块（5）还与待测电机（1）相连接；其特征在于：在信号处理模块（3）和单片机（4）之间还设置有自举控制电路（8）；所述自举控制电路（8）由三极管VT5，三极管VT6，三极管VT7，单向晶闸管D5，正极经电阻R11后与三极管VT7的集电极相连接、负极则经极性电容C10后与单向晶闸管D5的P极相连接的极性电容C8，一端与三极管VT7的基极相连接、其另一端则与极性电容C8的正极相连接的电阻R12，一端与三极管VT7的基极相连接、其另一端则与三极管VT5的发射极相连接的电阻R13，与电阻R13相并联的极性电容C9，一端与三极管VT7的发射极相连接、另一端则经电阻R15后与三极管VT6的集电极相连接的电阻R14，一端与单向晶闸管D5的P极相连接、另一端则与三极管VT5的集电极相连接的电阻R16，以及正极与三极管VT7的集电极相连接、负极则经极性电容C12后与单向晶闸管D5的控制极相连接的极性C11组成；所述三极管VT5的发射极与三极管VT6的基极相连接、其集电极则与单向晶闸管D5的N极一起作为该自举控制电路（8）的输出端、其基极则与三极管VT7的集电极一起作为该自举控制电路（8）的输入端；所述三极管VT7的集电极还与极性电容C11的负极相连接；三极管VT6的发射有接地；所述极性电容C8的负极还与电阻R14和电阻R15的连接点相连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于自举控制电路的电涡流测功系统，其特征在于：所述的信号处理模块（3）由信号处理电路（31），与信号处理电路（31）相连接的与非门控制电路（32），与与非门控制电路（32）相连接的双稳态触发电路（33），以及同时与双稳态触发电路（33）和与非门控制电路（32）相连接的后端变压输出电路（34）组成。

3.根据权利要求2所述的一种基于自举控制电路的电涡流测功系统，其特征在于：所述的信号处理电路（31）由处理芯片U，一端与处理芯片U的-SIG管脚相连接、另一端则经电阻R3后与处理芯片U的BIAS管脚相连接的电阻R1，一端与处理芯片U的-CAR管脚相连接、另一端接地的电阻R2，以及一端与处理芯片U的GMIN管脚相连接、另一端则经电位器R5后与处理芯片U的ADJ管脚相连接的电阻R4组成；所述处理芯片U的-V管脚分别与电阻R1和电阻R3的连接点以及双稳态触发电路（33）相连接、其-OUT管脚和+OUT管脚均与与非门控制电路（32）相连接；所述处理芯片U的+SIG管脚和其-V管脚一起作为该信号处理电路（31）的输入端。

4.根据权利要求3所述的一种基于自举控制电路的电涡流测功系统，其特征在于：所述的与非门控制电路（32）由与非门A1，与非门A2，正极顺次经电阻R6和极性电容C4后与与非门A1的输出端相连接、其负极接地的极性电容C1，N极与电阻R6和极性电容C4的连接点相连接、P极接地的二极管D1，正极经电阻R7后与二极管D1的N极相连接、负极接地的极性电容C2，一端与处理芯片U的-OUT管脚相连接、另一端则与与非门A1的正极相连接的电阻R8，一端与处理芯片U的+OUT管脚相连接、另一端则与与非门A1的负极相连接的电阻R9，负极与与非门A1的输出端相连接、正极则与与非门A2的负极相连接的极性电容C5，串接在与非门A2的正极和输出端之间的电阻R10，以及与电阻R10相并联的极性电容C7组成；所述处理芯片U的-OUT管脚与极性电容C1的正极相连接、其+OUT管脚则与极性电容C2的正极相连接；所述与非门A1的负极和其输出端均与双稳态触发电路（33）相连接；所述与非门A2的负极与双稳态触发电路（33）相连接、其输出端则分别与双稳态触发电路（33）以及后端变压输出电路（34）相连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于自举控制电路的电涡流测功系统，其特征在于：所述的双稳态触发电路（33）由三极管VT1，三极管VT2，正极与三极管VT1的集电极相连接、负极则与三极管VT2的基极相连接的极性电容C3，正极与三极管VT1的基极相连接、负极则与三极管VT2的发射极相连接的极性电容C6，以及N极与三极管VT2的集电极相连接、P极则与三极管VT1的发射极相连接的二极管D2组成；所述三极管VT1的集电极与与非门A1的负极相连接、其发射极则与处理芯片U的-V管脚相连接、基极则与与非门A2的负极相连接；所述三极管VT2的基极与与非门A1的输出端相连接、其发射极则与与非门A2的输出端相连接、集电极则与后端变压输出电路（34）相连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于自举控制电路的电涡流测功系统，其特征在于：所述的后端变压输出电路（34）由变压器T，三极管VT3，三极管VT4，设置在变压器T源边的电感线圈L1和电感线圈L2，设置在变压器T副边的电感线圈L3，二极管D3，以及二极管D4组成；所述二极管D3的N极与电感线圈L1的抽头相连接、P极则与与非门A2的输出端相连接，二极管D4的P极与电感线圈L3的非同名端相连接、其N极则与电感线圈L3的同名端一起作为该后端变压输出电路（34）的输出端；所述电感线圈L1的同名端与与非门A2的输出端相连接、其非同名端则与三极管VT4的基极相连接；所述电感线圈L2的同名端与三极管VT4的集电极相连接、非同名端则与三极管VT3的集电极相连接、其抽头则与电感线圈L1的同名端相连接；所述三极管VT3的发射极与三极管VT4的发射极相连接、其基极则分别与与非门A2的输出端以及 三极管VT2的集电极相连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于自举控制电路的电涡流测功系统，其特征在于：所述的处理芯片U为LM146集成电路。