一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀，包括風(fēng)杯、旋轉(zhuǎn)軸、外殼、增量式光電編碼器和數(shù)據(jù)處理顯示器，風(fēng)杯設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸的上端，旋轉(zhuǎn)軸的下端插入外殼內(nèi)，增量式光電編碼器和數(shù)據(jù)處理顯示器設(shè)置在外殼內(nèi)部。本實(shí)用新型原理構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，增量式光電編碼器機(jī)械平均壽命長(zhǎng)，抗干擾能力較強(qiáng)，精度較高，可靠性高。
【專利說(shuō)明】—種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)速儀，具體涉及一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀。
【背景技術(shù)】
[0002]市面上現(xiàn)有的測(cè)風(fēng)速儀通常分為旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速表(風(fēng)速儀)、壓力式風(fēng)速儀、熱力式風(fēng)速儀，聲學(xué)風(fēng)速表等。氣象臺(tái)站最常用的為風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)或旋槳式風(fēng)速計(jì)，屬于旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速表，風(fēng)杯(旋槳)繞軸以正比于風(fēng)速的速度旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速通常用電觸點(diǎn)、測(cè)速發(fā)電機(jī)、光電計(jì)數(shù)器等記錄?，F(xiàn)有的風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)，風(fēng)速信號(hào)的轉(zhuǎn)換方法有電機(jī)式和電接式，電機(jī)式為風(fēng)杯帶動(dòng)測(cè)速發(fā)電機(jī)，輸出與轉(zhuǎn)速(風(fēng)速)成正比的電壓信號(hào)，電接式為風(fēng)杯經(jīng)變速機(jī)構(gòu)輸出代表一定風(fēng)程的脈沖信號(hào)，計(jì)量規(guī)定間隔內(nèi)脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，得到該時(shí)段的平均風(fēng)速等于該時(shí)段風(fēng)程數(shù)/間隔時(shí)間。風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)中用電機(jī)式轉(zhuǎn)換風(fēng)速信號(hào)的測(cè)量壽命受電機(jī)壽命的限制，使用壽命較短；電接式測(cè)風(fēng)速的方法測(cè)量的是平均風(fēng)速，測(cè)量精度較差，且容易受到干擾。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀，借助增量式光電編碼器測(cè)風(fēng)速，增量式光電編碼器機(jī)械平均壽命長(zhǎng)，原理構(gòu)造簡(jiǎn)單，抗干擾能力較強(qiáng)，精度較高。
[0004]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀，包括風(fēng)杯、旋轉(zhuǎn)軸、外殼和增量式光電編碼器；所述增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相，A、B兩組脈沖相位差90°電度角的脈沖信號(hào)(即兩組正交輸出信號(hào))，從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向，同時(shí)還有用作參考零位的Z相標(biāo)志(指示)脈沖信號(hào)，每旋轉(zhuǎn)一周，只發(fā)出一個(gè)標(biāo)志信號(hào)，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。所述旋轉(zhuǎn)軸包括上端支桿和下端支桿，所述風(fēng)杯設(shè)置在所述上端支桿的頂端上，所述外殼的下端為腔體結(jié)構(gòu)，上端從該腔體結(jié)構(gòu)的上表面的外側(cè)邊緣向上表面的中心收縮且向上延伸形成空心瓶頸形狀，所述外殼的上端與下端連通，所述旋轉(zhuǎn)軸的下端支桿從所述外殼的上端垂直插入外殼的內(nèi)部，且所述旋轉(zhuǎn)軸在所述外殼內(nèi)能以外殼的中心為軸自轉(zhuǎn)，所述增量式光電編碼器設(shè)置在所述外殼的內(nèi)部且與所述旋轉(zhuǎn)軸的下端連接，且所述旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)增量式光電編碼器共同旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速與所述增量式光電編碼器的轉(zhuǎn)速一致。
[0005]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型還可以做如下改進(jìn)。
[0006]進(jìn)一步，還包括數(shù)據(jù)處理顯示器，所述數(shù)據(jù)處理顯示器與所述增量式光電編碼器連接，并設(shè)置在所述外殼的內(nèi)部的底端。
[0007]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)處理顯示器上還連接有計(jì)算風(fēng)杯轉(zhuǎn)速的計(jì)時(shí)器。
[0008]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)處理顯示器具有顯示屏，所述顯示屏內(nèi)嵌在所述外殼上，用于將結(jié)果輸出在顯示屏上。
[0009]進(jìn)一步，所述上端支桿有三支，且三支上端支桿的末端之間互為120°的角度鉸接在所述下端支桿的頂端上。[0010]進(jìn)一步，所述風(fēng)杯也設(shè)有三個(gè)，每個(gè)所述風(fēng)杯皆具有凹面，且均朝向同一個(gè)方向分別設(shè)置在每個(gè)所述上端支桿的前端上。
[0011]進(jìn)一步，所述外殼的下端的腔體結(jié)構(gòu)為空心圓柱體形。
[0012]進(jìn)一步，所述外殼的下端的腔體結(jié)構(gòu)為立方體形。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果為:原理構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)；增量式光電編碼器機(jī)械平均壽命長(zhǎng)，可達(dá)到幾萬(wàn)小時(shí)以上；抗干擾能力較強(qiáng)，精度較高，可靠性高。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型的增量式光電編碼器的主回路電路圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型的增量式光電編碼器的輸出電路圖；
[0018]圖5為本實(shí)用新型的增量式光電編碼器輸出的方波脈沖圖。
[0019]附圖中，各標(biāo)記所代表的部件名稱如下:
[0020]1、風(fēng)杯，2、旋轉(zhuǎn)軸，3、外殼，4、增量式光電編碼器，5、數(shù)據(jù)處理顯示器，6、正向脈沖輸出端，7、反向脈沖輸出端。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0022]如圖1、圖2所示，一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀，包括風(fēng)杯1、旋轉(zhuǎn)軸2、外殼3、增量式光電編碼器4和數(shù)據(jù)處理顯示器5，所述旋轉(zhuǎn)軸2包括上端支桿和下端支桿，所述風(fēng)杯I設(shè)置在所述上端支桿的頂端上，所述外殼3的下端為腔體結(jié)構(gòu)，上端從該腔體結(jié)構(gòu)的上表面的外側(cè)邊緣向上表面的中心收縮且向上延伸形成空心瓶頸形狀，所述外殼3的上端與下端連通，所述旋轉(zhuǎn)軸2的下端支桿從所述外殼3的上端垂直插入外殼的內(nèi)部，且所述旋轉(zhuǎn)軸2在所述外殼3內(nèi)能以外殼的中心為軸自轉(zhuǎn)，所述增量式光電編碼器4設(shè)置在所述外殼3的內(nèi)部且與所述旋轉(zhuǎn)軸2的下端連接，且所述旋轉(zhuǎn)軸2帶動(dòng)增量式光電編碼器4共同旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)軸2的轉(zhuǎn)速與所述增量式光電編碼器4的轉(zhuǎn)速一致。
[0023]如圖3所示，增量式光電編碼器4的主回路的基本電路圖，包括正向脈沖輸出端6和反向脈沖輸出端7 ;
[0024]如圖4所示，增量式光電編碼器4的信號(hào)輸出形式有五種:集電極開(kāi)路輸出、電壓輸出、線驅(qū)動(dòng)輸出、互補(bǔ)型輸出和推挽式輸出，本實(shí)用新型中選擇的是推挽式輸出；推挽式輸出方式由上下兩個(gè)NPN型的三極管組成，當(dāng)其中一個(gè)三極管導(dǎo)通時(shí)，另外一個(gè)三極管則關(guān)斷，電流通過(guò)輸出側(cè)的兩個(gè)晶體管向兩個(gè)方向流入，并始終輸出電流。
[0025]如圖5所示，增量式編碼器直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相，A、B兩組脈沖相位差90°電度角的脈沖信號(hào)(即兩組正交輸出信號(hào))，從而可方便地判斷出旋轉(zhuǎn)方向，同時(shí)還有用作參考零位的Z相標(biāo)志(指示)脈沖信號(hào)，每旋轉(zhuǎn)一周，只發(fā)出一個(gè)標(biāo)志信號(hào)，用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位。
[0026]還包括數(shù)據(jù)處理顯示器5，所述數(shù)據(jù)處理顯示器5與所述增量式光電編碼器4連接，并設(shè)置在所述外殼3的內(nèi)部的底端。
[0027]所述數(shù)據(jù)處理顯示器5上還連接有計(jì)算風(fēng)杯轉(zhuǎn)速的計(jì)時(shí)器。
[0028]增量式光電編碼器的輸出接口與數(shù)據(jù)處理顯示器的輸入接口連接，借助計(jì)時(shí)器，算出轉(zhuǎn)速，通過(guò)風(fēng)杯轉(zhuǎn)速與風(fēng)速的關(guān)系得到風(fēng)速。
[0029]所述數(shù)據(jù)處理顯示器5具有顯示屏，所述顯示屏內(nèi)嵌在所述外殼3上。
[0030]所述上端支桿有三支，且三支上端支桿的末端之間互為120°的角度鉸接在所述下端支桿的頂端上。
[0031]所述風(fēng)杯I也設(shè)有三個(gè)，每個(gè)所述風(fēng)杯I皆具有凹面，且均朝向同一個(gè)方向分別設(shè)置在每個(gè)所述上端支桿的前端上，旋轉(zhuǎn)軸2帶動(dòng)風(fēng)杯I轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0032]所述外殼3的下端的腔體結(jié)構(gòu)為空心圓柱體形。
[0033]所述外殼3的下端的腔體結(jié)構(gòu)為立方體形。
[0034]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀，其特征在于:包括風(fēng)杯(I)、旋轉(zhuǎn)軸(2)、外殼(3)和增量式光電編碼器(4)，所述旋轉(zhuǎn)軸(2)包括上端支桿和下端支桿，所述風(fēng)杯(I)設(shè)置在所述上端支桿的頂端上，所述外殼(3)的下端為腔體結(jié)構(gòu)，上端從該腔體結(jié)構(gòu)的上表面的外側(cè)邊緣向上表面的中心收縮且向上延伸形成空心瓶頸形狀，所述外殼(3)的上端與下端連通，所述旋轉(zhuǎn)軸(2)的下端支桿從所述外殼(3)的上端垂直插入外殼的內(nèi)部，且所述旋轉(zhuǎn)軸⑵在所述外殼⑶內(nèi)能以外殼的中心為軸自轉(zhuǎn)，所述增量式光電編碼器⑷設(shè)置在所述外殼(3)的內(nèi)部且與所述旋轉(zhuǎn)軸(2)的下端連接，且所述旋轉(zhuǎn)軸(2)帶動(dòng)增量式光電編碼器⑷共同旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀，其特征在于:還包括數(shù)據(jù)處理顯示器(5)，所述數(shù)據(jù)處理顯示器(5)與所述增量式光電編碼器(4)連接，并設(shè)置在所述外殼(3)的內(nèi)部的底端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理顯示器(5)上還連接有計(jì)算風(fēng)杯轉(zhuǎn)速的計(jì)時(shí)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理顯示器(5)具有顯示屏，所述顯示屏內(nèi)嵌在所述外殼(3)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀，其特征在于:所述上端支桿有三支，且三支上端支桿的末端之間互為120°的角度鉸接在所述下端支桿的頂端上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀，其特征在于:所述風(fēng)杯(I)也設(shè)有三個(gè)，每個(gè)所述風(fēng)杯(I)皆具有凹面，且均朝向同一個(gè)方向分別設(shè)置在每個(gè)所述上端支桿的前端上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀，其特征在于:所述外殼(3)的下端的腔體結(jié)構(gòu)為空心圓柱體形。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的一種基于增量式光電編碼器的風(fēng)速儀，其特征在于:所述外殼(3)的下端的腔體結(jié)構(gòu)為立方體形。
【文檔編號(hào)】G01P5/06GK203798819SQ201420228844
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月6日
【發(fā)明者】常飛, 胡桂娟, 劉鳳丹, 林笑夷 申請(qǐng)人:常飛, 劉鳳丹, 胡桂娟, 林笑夷