專利名稱：非接觸式行程測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種非接觸式行程測量裝置，該裝置可在不對(duì)被測對(duì)象本體進(jìn)行變動(dòng)的 條件下，對(duì)被測對(duì)象產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)方向和行程進(jìn)行測量。被測對(duì)象的運(yùn)動(dòng)軌跡既可以是直線， 也可以是曲線。
背景技術(shù)：
測量物體行程的方法分為需要參考源的和不需要參考源的兩種，非接觸式測量大多需要 -個(gè)參考源，通過測量被測對(duì)象和參考源之間的相對(duì)位置來確定其行程，這樣的測量方法適 合直線運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)范圍有限的場合。更多的情況下要采用接觸式測量，如在被測物體的傳 動(dòng)結(jié)構(gòu)上附加旋轉(zhuǎn)編碼器之類的測量裝置。接觸式測量要對(duì)被測對(duì)象本體進(jìn)行變動(dòng)，會(huì)受到 工程條件的限制。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供一種非接觸式行程測量裝置，該裝置采 用兩只結(jié)構(gòu)完全相同的金屬接近傳感器安裝在被測對(duì)象邊緣的位置，通過輸入信號(hào)處理單元 進(jìn)行采集數(shù)據(jù)和計(jì)算處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)被測對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方向和行程自動(dòng)測量。
本實(shí)用新型技術(shù)方案如下
一種非接觸式行程測量裝置，其特征是它包括-
一個(gè)傳感器單元，由兩只金屬接近傳感器和可調(diào)間距的傳感器底座組成，用于安裝在被 測對(duì)象傳動(dòng)齒輪圓周邊緣的位置，兩只金屬接近傳感器的間距由被測齒輪輪齒調(diào)整，以識(shí)別 被測齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；
一個(gè)輸入信號(hào)處理單元，由輸入信號(hào)板、微處理器、上位機(jī)通信接口和系統(tǒng)電源組成， 輸入信號(hào)板通過數(shù)據(jù)總線與微處理器連接，微處理器通過上位機(jī)通信接口與上位機(jī)連接，將 上位機(jī)整定的參量進(jìn)行存儲(chǔ)及處理；
兩只金屬接近傳感器的信號(hào)輸出端分別與輸入信號(hào)板的輸入端口連接，微處理器通過輸 入信號(hào)板采集傳感器單元發(fā)生的數(shù)字量信號(hào)差分時(shí)序，進(jìn)行濾波，識(shí)別出齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向并遞 加或遞減轉(zhuǎn)過的輪齒數(shù)，并根據(jù)上位機(jī)事先整定的參數(shù)計(jì)算出實(shí)際行程。
本實(shí)用新型的工作原理是在被測對(duì)象的傳動(dòng)齒輪圓周邊緣一確定位置安裝傳感器單 元，采集輪齒通過該位置時(shí)刻產(chǎn)生的差分時(shí)序，計(jì)算出齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)過的輪齒數(shù)。該裝置內(nèi)存儲(chǔ)輪齒數(shù)與實(shí)際行程的對(duì)應(yīng)參量，由內(nèi)置的軟件計(jì)算出被測對(duì)象的實(shí)際行程，上述參 量可由上位機(jī)整定。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)點(diǎn)和有益效果如下
1. 本實(shí)用新型采用非接觸測量的方式，無需對(duì)被測對(duì)象本體進(jìn)行變動(dòng)，安裝方便。
2. 即可測量行程，也可確定運(yùn)動(dòng)方向，適合雙向運(yùn)動(dòng)物體的準(zhǔn)確定位。

圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實(shí)用新型的工作原理圖。 圖3是正向單位有效行程的時(shí)序。 圖4是正向半單位行程--返回的時(shí)序。 圖5是反向單位有效行程的時(shí)序。 圖6是反向半單位行程-返回的時(shí)序。
圖2中1、被測齒輪，2、傳感器單元，3、檢測區(qū)，4、檢測基準(zhǔn)線。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本實(shí)用新型 實(shí)施例1
當(dāng)被測齒輪l的一個(gè)輪齒通過檢測區(qū)3時(shí)，金屬接近傳感器A、 B先后觸發(fā)并發(fā)出電平 信號(hào)，此時(shí)該輪齒可能的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將對(duì)應(yīng)4種電平時(shí)序圖，如圖3-圖6所示。
1) 輪齒l自左側(cè)進(jìn)入檢測區(qū)3，右側(cè)離開檢測區(qū)3， AB電平時(shí)序如圖3:
當(dāng)輪齒l自左側(cè)進(jìn)入檢測區(qū)3時(shí)，A電平由低變高時(shí)，B電平為低，該運(yùn)動(dòng)被確定為正 向行進(jìn)半單位；當(dāng)輪齒從右側(cè)離開檢測區(qū)3時(shí)，A電平由高變低，B電平為高，該運(yùn)動(dòng)被確 定為正向行進(jìn)半單位，整個(gè)過程即識(shí)別為被測對(duì)象正向行進(jìn)了一個(gè)單位行程。
2) 輪齒l自左側(cè)進(jìn)入檢測區(qū)3，又返回左側(cè)離開檢測區(qū)3， AB電平時(shí)序如圖4: 當(dāng)輪齒l自左側(cè)進(jìn)入檢測區(qū)3時(shí)，A電平由低變高時(shí)，B電平為低，該運(yùn)動(dòng)被確定為正
向行進(jìn)半單位；當(dāng)輪齒1從左側(cè)離開檢測區(qū)3時(shí)，A電平由高變低，B電平為低，該運(yùn)動(dòng)被 確定為反向行進(jìn)半單位，整個(gè)過程即識(shí)別為被測對(duì)象返回原地。
3) 輪齒l自右側(cè)進(jìn)入檢測區(qū)3，左側(cè)離開檢測區(qū)3， AB電平時(shí)序如圖5:
當(dāng)輪齒l自右側(cè)進(jìn)入檢測區(qū)3時(shí)，A電平由低變高時(shí)，B電平為高，該運(yùn)動(dòng)被確定為反 向行進(jìn)半單位；當(dāng)輪齒1從左側(cè)離開檢測區(qū)3時(shí)，A電平由高變低，B電平為高，該運(yùn)動(dòng)被 確定為反向行進(jìn)半單位，整個(gè)過程即識(shí)別為被測對(duì)象反向行進(jìn)了一個(gè)單位行程。
齒l自右側(cè)進(jìn)入檢測區(qū)3，又返回右側(cè)離開檢測區(qū)3， AB電平時(shí)序如圖6:當(dāng)輪齒l自右側(cè)進(jìn)入檢測區(qū)3時(shí)，A電平由低變高時(shí)，B電平為高，該運(yùn)動(dòng)被確定為反向行 進(jìn)半單位；當(dāng)輪齒1從右側(cè)離開檢測區(qū)3時(shí)，A電平由高變低，B電平為高，該運(yùn)動(dòng)被確定 為正向行進(jìn)半單位，整個(gè)過程即識(shí)別為被測對(duì)象返回原地。
所述的輸入信號(hào)處理單元，采用微處理器，根據(jù)上述時(shí)序識(shí)別出被測對(duì)象的運(yùn)動(dòng)方向和 行程單位。微處理器的識(shí)別邏輯如下
1) 初始化行程計(jì)數(shù)器N為0，并設(shè)半行程單位為1;
2) A電平發(fā)生上跳沿時(shí)，如果B電平為高，將N減1;如果B電平為低，將N加1;
3) A電平發(fā)生下跳沿時(shí)，如果B電平為高，將N加1;如果B電平為低，將N減1;
4) 行程計(jì)數(shù)器N乘單位行程參量得到實(shí)際行程。
所述的輸入信號(hào)處理單元含有上位機(jī)通信接口，上述識(shí)別邏輯中第4)步所述單位行程 參量可由上位機(jī)整定，并存儲(chǔ)到信號(hào)處理單元。本實(shí)用新型經(jīng)整定后可獨(dú)立工作。
所述的兩只金屬接近傳感器結(jié)構(gòu)相同，可以采用TK-30P15C ，其+24V和GND端分別 接系統(tǒng)電源S-50A，輸入信號(hào)處理單元中，微處理器采用PCM3341，以104總線連接輸入 信號(hào)板PCM3725,兩傳感器的輸出信號(hào)分別連接到PCM3725的II和12端子。PCM3341的 C0M1與上位機(jī)之間采用RS232電纜連接。
所述的傳感器底座可以由一塊鐵板制作成可調(diào)間距結(jié)構(gòu)，銑出兩條平行的安裝槽道。兩 只傳感器后端螺栓分別穿過兩條平行的安裝槽道，確定位置后由螺母固定。
權(quán)利要求1.一種非接觸式行程測量裝置，其特征是它包括一個(gè)傳感器單元，由兩只金屬接近傳感器和可調(diào)間距的傳感器底座組成，用于安裝在被測對(duì)象傳動(dòng)齒輪圓周邊緣的位置，兩只金屬接近傳感器的間距由被測齒輪輪齒調(diào)整，以識(shí)別被測齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；一個(gè)輸入信號(hào)處理單元，由輸入信號(hào)板、微處理器、上位機(jī)通信接口和系統(tǒng)電源組成，輸入信號(hào)板通過數(shù)據(jù)總線與微處理器連接，微處理器通過上位機(jī)通信接口與上位機(jī)連接，將上位機(jī)整定的參量進(jìn)行存儲(chǔ)和處理；兩只金屬接近傳感器的信號(hào)輸出端分別與輸入信號(hào)板的輸入端口連接，微處理器通過輸入信號(hào)板采集傳感器單元發(fā)生的數(shù)字量信號(hào)差分時(shí)序，進(jìn)行濾波，識(shí)別出齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向并遞加或遞減轉(zhuǎn)過的輪齒數(shù)，并根據(jù)上位機(jī)事先整定的參數(shù)計(jì)算出實(shí)際行程。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種非接觸式行程測量裝置，包括一個(gè)傳感器單元，由兩只金屬接近傳感器和可調(diào)間距的傳感器底座組成，用于安裝在被測對(duì)象傳動(dòng)齒輪圓周邊緣的位置，兩只金屬接近傳感器的間距由被測齒輪輪齒調(diào)整，以識(shí)別被測齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向；一個(gè)輸入信號(hào)處理單元，由輸入信號(hào)板、微處理器、上位機(jī)通信接口和系統(tǒng)電源組成，微處理器通過輸入信號(hào)板采集傳感器單元發(fā)生的數(shù)字量信號(hào)差分時(shí)序，進(jìn)行濾波，識(shí)別出齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向并遞加或遞減轉(zhuǎn)過的輪齒數(shù)，并根據(jù)上位機(jī)事先整定的參數(shù)計(jì)算出實(shí)際行程。本實(shí)用新型采用非接觸測量的方式，無需對(duì)被測對(duì)象本體進(jìn)行變動(dòng)，安裝方便。即可測量行程，也可確定運(yùn)動(dòng)方向，適合雙向運(yùn)動(dòng)物體的準(zhǔn)確定位。
文檔編號(hào)G01P13/04GK201322601SQ20082023195
公開日2009年10月7日 申請(qǐng)日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者浩 張, 毅 鐘 申請(qǐng)人:沈陽華巖電力技術(shù)有限公司