專利名稱：一種測(cè)量封閉轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量封閉轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的方法與裝置，特別適用于測(cè)量陀螺儀中螺旋泵的旋轉(zhuǎn)速度的方法與裝置。
陀螺儀和加速度表用的螺旋泵，由于該泵的轉(zhuǎn)子被外殼嚴(yán)密封閉，因而目前還沒有一個(gè)精確的方法和測(cè)量裝置測(cè)量封閉轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度，如美國(guó)專利US2539618介紹一種“振動(dòng)響應(yīng)儀”，它是通過測(cè)振來測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度，但這種儀器采用一個(gè)復(fù)雜的感應(yīng)式傳感器來取得振動(dòng)信號(hào)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連接困難，振動(dòng)信號(hào)放大器采用電子管放大器，體積大、重量大，指示旋轉(zhuǎn)速度的機(jī)械裝置也很復(fù)雜，而且需要調(diào)整每個(gè)舌簧的機(jī)械諧振頻率與相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)速度對(duì)應(yīng)，這要靠修銼彈簧的剛度調(diào)整，也是很麻煩。另外，這種機(jī)械裝置只能有幾個(gè)舌簧測(cè)幾個(gè)旋轉(zhuǎn)速度，不能連續(xù)測(cè)量，所測(cè)數(shù)量也不準(zhǔn)確，另一項(xiàng)美國(guó)專利US3185426，也介紹一種通過聲波頻譜來測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度的方法，它適用于測(cè)量高速旋轉(zhuǎn)(例如300000轉(zhuǎn)每分)振動(dòng)大，聲音大，幅射聲波或超聲波能量大的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，若轉(zhuǎn)速比較低(例如1000轉(zhuǎn)每分)屬于20HZ左右人耳已聽不見的次聲，加工精度高的旋轉(zhuǎn)設(shè)備，則振動(dòng)很小，幅射聲波和能量很弱，難以通過麥克風(fēng)拾取有用信號(hào)，相反可能拾取高次諧波信號(hào);用于測(cè)量30HZ(例如1800轉(zhuǎn)每分)以下的超低頻信號(hào)，其儀器體積和重量都會(huì)增大。
本發(fā)明的目的正是為了克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，而提供一種不僅適用于導(dǎo)彈上陀螺儀中螺旋泵旋轉(zhuǎn)速度的測(cè)量，也可用于類似封閉轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的測(cè)量，其測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度高，誤差小，其測(cè)量方法簡(jiǎn)便，可連續(xù)測(cè)量任意旋轉(zhuǎn)速度，從而解決了多年來未解決陀螺泵的測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度問題。
本發(fā)明的測(cè)量封閉轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的方法，是通過測(cè)量轉(zhuǎn)子的振動(dòng)譜來測(cè)量它的旋轉(zhuǎn)速度的，因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，封閉的外殼總會(huì)產(chǎn)生與旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的振動(dòng)，這種振動(dòng)通過簡(jiǎn)單的傳感器取得振動(dòng)信號(hào)。本發(fā)明的方法其特征是通過聯(lián)接螺紋緊固在封閉轉(zhuǎn)子外殼外的半圓環(huán)上的加速度傳感器取得封閉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)放大器放大振動(dòng)信號(hào)和A/D變換器在通用的電子計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ玫挠?jì)算裝置內(nèi)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到實(shí)際的振動(dòng)頻譜，振動(dòng)頻譜上能量最大的頻率就是封閉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率f，根據(jù)公式旋轉(zhuǎn)速度n＝60f轉(zhuǎn)每分計(jì)算得到封閉轉(zhuǎn)子實(shí)際的旋轉(zhuǎn)速度。
本發(fā)明的測(cè)量封閉轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的裝置，包括傳感器、放大器、A/D變換器和計(jì)算裝置，其特征是a.傳感器采用通用的加速度傳感器，傳感器通過螺紋緊固在封閉轉(zhuǎn)子外殼外的具有彈性的半圓環(huán)上;
b.放大器采用通用的單通道或多通道放大器;
c.計(jì)算裝置可以是通用的電子計(jì)算機(jī)，也可以是實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換的專用的計(jì)算裝置;
單通道放大器與A/D變換器以及實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換的計(jì)算裝置組成專用的便攜式旋轉(zhuǎn)速度測(cè)量裝置，或者是放大器與A/D變換器以及通用的電子計(jì)算機(jī)組合成另一種旋轉(zhuǎn)速度測(cè)量裝置。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.可連續(xù)測(cè)量封閉轉(zhuǎn)子任意旋轉(zhuǎn)速度，且靈敏度高、精度高、誤差小;
2.設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低、體積小重量輕，攜帶方便，連接方便;
3.測(cè)量方法簡(jiǎn)便，適用范圍廣。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)進(jìn)一步描述

圖1為本發(fā)明測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1半圓環(huán)剖面圖。
其中1-加速度傳感器，2-半聯(lián)接螺紋，3-半圓環(huán)，4-被測(cè)元件外殼。
當(dāng)封閉的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，封閉的被測(cè)元件外殼(4)也隨之產(chǎn)生振動(dòng)，于是用聯(lián)接螺紋(2)緊固在被測(cè)元件外殼外的半圓環(huán)(3)上的加速度傳感器(1)得到振動(dòng)信號(hào)，振動(dòng)信號(hào)輸入放大器將振動(dòng)信號(hào)放大，經(jīng)由A/D變換器在計(jì)算裝置內(nèi)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到實(shí)際的振動(dòng)頻譜，振動(dòng)頻譜上能量最大的頻率就是封閉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率f，最后根據(jù)公式旋轉(zhuǎn)速度n＝60f轉(zhuǎn)每分，得到所測(cè)的旋轉(zhuǎn)速度。
根據(jù)本發(fā)明的測(cè)速原理，可制作成專用的測(cè)量裝置，第一種方案是單通道放大器與A/D變換器以及實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換的計(jì)算裝置組成專用便攜式旋轉(zhuǎn)速度測(cè)量裝置，另一種方案是，放大器與A/D變換器以及通用的電子計(jì)算機(jī)組合成另一種旋轉(zhuǎn)速度測(cè)量裝置。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量封閉轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的方法，其特征是通過聯(lián)接螺紋緊固在封閉轉(zhuǎn)子外殼外的半圓環(huán)上的加速度傳感器取得封閉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)放大器放大振動(dòng)信號(hào)和A/D變換器在通用的電子計(jì)算機(jī)或?qū)Ｓ玫挠?jì)算裝置內(nèi)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到實(shí)際的振動(dòng)頻譜，振動(dòng)頻譜上能量最大的頻率就是封閉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率f，根據(jù)公式旋轉(zhuǎn)速度n=60f轉(zhuǎn)每分計(jì)算得到封閉轉(zhuǎn)子實(shí)際的旋轉(zhuǎn)速度。
2.一種測(cè)量封閉轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的裝置，包括傳感器、放大器、A/D變換器和計(jì)算裝置，其特征是a.傳感器采用通用的加速度傳感器，傳感器通過螺紋緊固在封閉轉(zhuǎn)子外殼外的具有彈性的半圓環(huán)上;b.放大器采用通用的單通道或多通道放大器;c.計(jì)算裝置可以是通用的電子計(jì)算機(jī)，也可以是實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換的專用的計(jì)算裝置;
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)量裝置，其特征是單通道放大器與A/D變換器以及實(shí)現(xiàn)快速傅里葉變換的計(jì)算裝置組合成專用的便攜式旋轉(zhuǎn)速度測(cè)量裝置，或者放大器與A/D變換器以及通用的電子計(jì)算機(jī)組合成另一種旋轉(zhuǎn)速度測(cè)量裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)量封閉轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的方法與裝置，特別適用于測(cè)量陀螺儀中螺旋泵旋轉(zhuǎn)速度的方法與裝置。本發(fā)明的測(cè)量方法是通過聯(lián)接螺紋緊固在封閉外轉(zhuǎn)子外殼外的半圓環(huán)上的加速度傳感器取得轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的振動(dòng)信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大和A/D變換器在計(jì)算裝置內(nèi)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到振動(dòng)頻譜，振動(dòng)頻譜上能量最大的頻率就是封閉轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率f，根據(jù)公式旋轉(zhuǎn)速度n＝60f轉(zhuǎn)每分，最后計(jì)算得到封閉轉(zhuǎn)子的實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度。
文檔編號(hào)G01P9/04GK1054489SQ9110158
公開日1991年9月11日 申請(qǐng)日期1991年3月20日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月20日
發(fā)明者李連升 申請(qǐng)人:北方工業(yè)大學(xué)