外部PC機相連，可以將測量數(shù)據(jù)傳送至上位機模塊進行數(shù)據(jù)處理及并顯示。
[0026]本實用新型中，激勵電壓模塊采用的是78M05穩(wěn)壓芯片，實現(xiàn)由9V電源適配器的電壓輸入到5V的輸出電壓的轉(zhuǎn)換。該模塊為應(yīng)變式拉力傳感器提供激勵電壓，同時也為AD轉(zhuǎn)換模塊提供參考電壓，實現(xiàn)電壓比例式測量。電壓比例式測量電路中，AD轉(zhuǎn)換模塊的參考電壓和電橋的激勵電壓由同一電源提供。意味著對A/D轉(zhuǎn)換的模擬輸入和參考電壓來說，噪聲是共通的，這樣可消除工作電壓對傳感器輸出信號的影響。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果與電橋激勵電壓與參考電壓無關(guān)，而只與橋臂的電阻變化量有關(guān)。這樣簡化了 A/D轉(zhuǎn)換器參考電壓的電壓源和電橋激勵電壓源的設(shè)計，而且能夠保證更好的精確度
[0027]本實用新型中，應(yīng)變式拉力傳感器為型號為LDCZL-SD的雙梁式S型拉力傳感器，將外力的變化轉(zhuǎn)化為差分電壓信號，并傳入AD轉(zhuǎn)換模塊進行數(shù)據(jù)處理；AD轉(zhuǎn)換模塊為TI公司生產(chǎn)的型號為ADS1232的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其為內(nèi)置低噪聲的PGA、數(shù)字濾波器的24位Λ-Σ型模數(shù)轉(zhuǎn)換器，并結(jié)合比例式測量簡化電路設(shè)計；光電開關(guān)模塊為型號為HD-DS25CM-3MM的NPN型常開式紅外對射開關(guān)，其接收端信號以高低電平的形式輸出，無遮擋物時輸出為高電平，有遮擋物時輸出為低電平；顯示及存儲模塊為分別與單片機模塊連接的12864液晶和型號為24C08的非易失存儲器；單片機模塊為型號為MSP430F149的單片機，用來判斷光電開關(guān)輸出端的電平高低，處理AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出數(shù)據(jù)、并對其進行數(shù)據(jù)處理，輸出啟動力矩和啟動風(fēng)速的大?。粸V波電路采用均值濾波的方式，均值濾波采樣點數(shù)選擇相鄰的15個點。
[0028]本實用新型杯式風(fēng)速傳感器啟動風(fēng)速校驗系統(tǒng)的工作原理及工作過程如下:
[0029]開始后，系統(tǒng)首先對AD轉(zhuǎn)換模塊進行初始的配置，包括:對ADS1232進行偏置校正(用以消除內(nèi)部偏置誤差)，輸入通道選擇，內(nèi)部PGA增益的配置為128倍，數(shù)據(jù)輸出速率的選擇80SPS。對AD轉(zhuǎn)換模塊的輸出采用均值濾波的方式進行數(shù)據(jù)處理，均值濾波采樣點數(shù)選擇相鄰的15個點。其后，對系統(tǒng)進行開機調(diào)零:應(yīng)變式拉力傳感器空載是的輸出存儲至24C08中，單片機通過讀取24C08中的數(shù)據(jù)，以消除應(yīng)變式拉力傳感器內(nèi)部電橋的初始不平衡。
[0030]應(yīng)變式拉力傳感器與杯式風(fēng)速傳感器相連，并在風(fēng)杯的旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)，且與風(fēng)杯切口平面垂直的方向上緩慢施加拉力。在風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)平面的垂直平面上固定一對紅外對射的光電開關(guān)，如圖2所示，其中，(a)為主視圖，(b )為俯視圖。當(dāng)杯式風(fēng)速傳感器靜止時，光電開關(guān)之間無遮擋物，光電開關(guān)接收端輸出為高電平，單片機模塊控制AD轉(zhuǎn)換模塊對應(yīng)變式力傳感器輸出的電壓進行AD轉(zhuǎn)換；當(dāng)應(yīng)變式拉力傳感器拉動風(fēng)杯開始轉(zhuǎn)動時，光電開關(guān)兩探頭之間的紅外線被旋轉(zhuǎn)的風(fēng)杯切割，光電開關(guān)接收端輸出低電平，用單片機對該低電平進行檢測，控制AD轉(zhuǎn)換模塊對應(yīng)變式力傳感器輸出的電壓進行AD轉(zhuǎn)換；單片機模塊對這樣就記錄下風(fēng)杯從靜止到轉(zhuǎn)動的瞬間，杯式風(fēng)速傳感器所承受的力矩值，并將其轉(zhuǎn)化為啟動風(fēng)速的數(shù)值，將二者加以顯示。
[0031]以上所述，僅為本實用新型中的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉該技術(shù)的人在本實用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可理解想到的變換或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的包含范圍之內(nèi)，因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.杯式風(fēng)速傳感器啟動風(fēng)速校驗系統(tǒng)，其特征在于，包括光電開關(guān)模塊以及依次連接的激勵電壓模塊、應(yīng)變式拉力傳感器、濾波電路、AD轉(zhuǎn)換模塊、單片機模塊、顯示及存儲模塊； 光電開關(guān)模塊與單片機模塊相連，用于輔助單片機模塊采集杯式風(fēng)速傳感器啟動時瞬間啟動力矩的數(shù)值； 光電開關(guān)模塊固定于杯式風(fēng)速傳感器的風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)平面的垂直平面上； 應(yīng)變式拉力傳感器與杯式風(fēng)速傳感器相連，用于實現(xiàn)力信號到電壓信號的轉(zhuǎn)變； 濾波電路與應(yīng)變式拉力傳感器的輸出信號線相連，用于抑制信號傳輸過程中的差模干擾和共模干擾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杯式風(fēng)速傳感器啟動風(fēng)速校驗系統(tǒng)，其特征在于，應(yīng)變式拉力傳感器為型號為LDCZL-SD的雙梁式S型拉力傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杯式風(fēng)速傳感器啟動風(fēng)速校驗系統(tǒng)，其特征在于，AD轉(zhuǎn)換模塊為TI公司生產(chǎn)的型號為ADS1232的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杯式風(fēng)速傳感器啟動風(fēng)速校驗系統(tǒng)，其特征在于，光電開關(guān)模塊為型號為HD-DS25CM-3MM的NPN型常開式紅外對射開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杯式風(fēng)速傳感器啟動風(fēng)速校驗系統(tǒng)，其特征在于，顯示及存儲模塊為分別與單片機模塊連接的12864液晶和型號為24C08的存儲器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杯式風(fēng)速傳感器啟動風(fēng)速校驗系統(tǒng)，其特征在于，單片機模塊為型號為MSP430F149的單片機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杯式風(fēng)速傳感器啟動風(fēng)速校驗系統(tǒng)，其特征在于，還包括與單片機模塊相連的串行接口，用于與外部PC機進行數(shù)據(jù)傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的杯式風(fēng)速傳感器啟動風(fēng)速校驗系統(tǒng)，其特征在于，濾波電路為模擬低通濾波器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種杯式風(fēng)速傳感器啟動風(fēng)速校驗系統(tǒng)，包括光電開關(guān)模塊以及依次連接的激勵電壓模塊、應(yīng)變式拉力傳感器、濾波電路、AD轉(zhuǎn)換模塊、單片機模塊、顯示及存儲模塊；光電開關(guān)模塊與單片機模塊相連，用于輔助單片機模塊采集杯式風(fēng)速傳感器啟動時瞬間啟動力矩的數(shù)值；光電開關(guān)模塊固定于杯式風(fēng)速傳感器的風(fēng)杯旋轉(zhuǎn)平面的垂直平面上；應(yīng)變式拉力傳感器與杯式風(fēng)速傳感器相連，用于實現(xiàn)力信號到電壓信號的轉(zhuǎn)變；濾波電路與應(yīng)變式拉力傳感器的輸出信號線相連，用于抑制信號傳輸過程中的差模干擾和共模干擾。本實用新型可以對杯式風(fēng)速傳感器啟動力矩的測量，間接對啟動風(fēng)速進行野外現(xiàn)場校準。
【IPC分類】G01P21-02
【公開號】CN204347062
【申請?zhí)枴緾N201520030349
【發(fā)明人】行鴻彥, 李陽, 王秋陽
【申請人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月16日