用于减少转子速度测量中误差的方法技术

减少转子速度测量中误差的方法包括同步地测量具有目标的转子，该目标包括至少一个几何瑕疵。经过转子各齿的时间间隔储存在圆形缓冲存储器阵列中。速度始终通过获取完整回转的时间来确定，以便旋转目标的几何瑕疵和不对称不影响速度确定，速度确定始终代表最新的完整回转内的平均速度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关申请的交叉引用本PCT实用申请请求享有具有美国专利申请序列号N0.61/902，474的题为“Methodfor Reducing Error in Rotor Speed Measurements”且具有申请日 2013年11 月 11 日的提交日期的当前未决的临时申请的优先权和权益，该申请全部通过引用而并入本文中。
本实施例大体上涉及用于确定转子速度的测量系统。更具体而言，但不作为限制，本实施例涉及减少转子速度测量中误差的方法。
技术介绍
转子速度可用于进行许多类型的旋转结构的操作特征的各种确定。例如，制动器组件、发动机、涡轮、螺旋桨轴、风扇、传送器或任何其他旋转结构。用语“转子”应当理解为宽泛地限定的旋转机械结构。转子速度通常以每分钟转数(RPM)、每秒弧度或赫兹来表示。大体上，使用两种确定转子速度或RPM的方法。频率测量系统用于快速旋转装置，诸如马达和涡轮，它们通常每分钟几千转地旋转。备选地，周期测量系统更常用于具有以较低速度旋转的轴的结构。传感器一般用于确定转子速度，且可由轴编码器、旋转脉冲发生器、临近传感器或光电传感器实施。与传感器结合，转子可包括具有在转子旋转期间测量的一个或更多个特征的目标。这些目标可具有非预期的几何瑕疯(geometric imperfect1n)或预期的几何形状不一致，它们对应于转子的位置或状态，诸如转子的上死点。例如，一些目标可具有肋条、齿或其他凸起，它们具有与目标的其他特征不同的尺寸、形状或间隔。因此，这些几何瑕疵将误差引入测量过程中，这可基于测量过程而导致此种误差传播通过随后的计算。因此，将期望的是开发方法以便提供更准确的测量系统，以便减少与测量转子速度的已知方法相关的误差。在说明书的本
技术介绍
部分中包括的信息，包括本文中引用的任何参考及其任何描述或论述，仅是用于技术参考目的而包括的，且不应看作是用来界定本实施例的范围的主题。
技术实现思路
减少转子速度测量中误差的方法的本实施例包括同步地测量具有目标的转子，该目标可包括一个或更多个几何瑕疵。传感器用于形成周期波形，且由测量系统使用，测量系统将形成预选数目周期的阵列(array)。当达到预选数目的时间时，加入新的时间，且从阵列除去老的时间。平均速度是基于周期阵列的子集来确定的。平均值可针对整个列标或该列表的一些部分，或与多次完整回转对应的一些倍数。根据一些实施例，测量转子速度的方法包括:将传感器定位成与目标相对，该目标包括多个特征，测量与经过传感器的目标上的多个特征中的各个之间的时间对应的周期，形成周期的阵列，该阵列包括直到预选数目的周期，当加入新的周期且达到预选数目的周期时，从阵列除去老的周期，且从阵列中的周期的子集来计算平均周期，该平均周期与一次完整回转或多次完整回转中的一者对应，和从平均周期计算转子的转速。根据一些实施例，测量转子速度的方法包括:将传感器定位成与目标相对，该目标包括多个特征，其中，特征包括至少一个几何瑕疵，测量与经过传感器的目标上的多个特征中的各个之间的时间对应的周期，形成周期的阵列，阵列包括直到预选数目的周期，当加入新的周期且达到预选数目的周期时从阵列除去老的周期，从阵列中的周期的子集计算平均周期，该平均周期与一次完整回转或多次完整回转中的一者对应，和从平均周期计算转子的转速，以补偿该至少一个几何瑕疵。所有以上提出的特征应理解为仅为示范性的，且可从本文中的公开收集本专利技术的许多另外的特征和目的。提供该
技术实现思路
以用简化的形式引入构思的选集，它们下面在【具体实施方式】中进一步描述。该
技术实现思路
不旨在识别要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不意图用于限制要求保护的主题的范围。本专利技术的特征、细节、用途、和优点的更宽泛的表示在本专利技术的各种实施例的以下书面描述中提供，在附图中例示，且在所附权利要求中限定。因此，在不进一步阅读整个说明书、权利要求和与其一同包括的附图的情况下，不会理解该概述的非限制性解释。【附图说明】通过参照结合附图作出的实施例的以下描述，本公开内容的上述和其他特征和优点，以及获得它们的方式将变得更清楚，且减少误差的方法将更好理解，在附图中: 图1为示范测量系统的侧视图； 图2为具有至少一个几何瑕疵的示范目标的侧视图； 图3为绘制在时间线上的图2的实施例的测得瑕疵的波形图； 图4为具有几何瑕疵的备选目标； 图5为绘制在时间线上的图4的实施例的测得瑕疵的波形图； 图6为具有几何瑕疵的备选目标实施例； 图7为绘制在时间线上的图6的实施例的测得瑕疵的波形图； 图8为消除转子同步误差的方法的模拟波形、数字转换和数学表达的视觉关系； 图9为绘出以同步方式减少速度误差的方法的流程图;且图10为以同步方式减少或消除速度误差的方法的示意流程图。【具体实施方式】现在将详细地参照所提供的实施例，其一个或更多个实例在附图中例示出。各实例是作为公开实施例的解释，而非限制而提供的。实际上，本领域的技术人员将清楚的是，可在实施例中作出各种改型和变型，而不脱离本公开的范围或精神。例如，例示为或描述为一个实施例的一部分的特征可与另一实施例一起使用，以还形成其他实施例。因此，期望本专利技术覆盖在所附权利要求和它们的等同物的范围内的此类改型和变型。参看图1-10，提供了减少转子的速度测量误差的各种方法。本实施例使用为转子同步的方法，以减少误差且改善速度测量的准确性。转子同步的意思是速度测量与目标的旋转直接相关。根据一些实例，该方法可用于发动机、涡轮、轮或制动器组件、传送器或可受益于本实施例的其他旋转机构中。首先参看图1，绘出了示范测量系统10的视图。系统包括目标12，目标12具有围绕其定位的多个特征14。目标12为大体上圆形的，特征14从其延伸。特征14可为齿、凸起、肋条、突出物或可检测到的其他结构。此外，与上述外部特征不同或在其之外，实施例可包括一个或更多个槽口或其他内部特征。此外，磁体可埋入转子中。速度传感器16与目标12相对且通过检测特征14中的各个来产生波形，该波形具有与转子18的速度成比例的频率，转子18可通过轴来实现，例如，目标12可安装在该轴上。目标12可与转子18—体地形成，或者备选地，可分开形成且以多种已知的方式连接，诸如键、键槽、调节螺钉、过盈配合或连接此种旋转结构的其他已知方法。此外，目标12还可与转子18物理地分开，同时仍以与转子18成比例的速度旋转。例如，目标12可通过一系列的齿轮而连接到转子18 ο例如，速度传感器16可为可变磁阻传感器、霍尔效应传感器、轴编码器、临近传感器、或光电传感器。对于使用磁性传感器的系统，特征14可为齿、凸起、肋条、突出物、切口、槽口、磁体、或可检测到的其他结构。此外，实施例可包括以上的一个或更多个组合，以及槽口或与外部特征相反的其他内部特征。对于使用光学传感器的系统，特征14例如可为交替的颜色、反射率的变化。然而，可利用其他传感器和目标，且该列表不认为是限制性的。最终，计算机17示为与传感器16电连通(由虚线示出)ο如本文进一步描述的，计算机17可执行各种计算，且储存由传感器16提供的值。现在参看图2，绘出了第二示范目标112的侧视图。目标112包括多个特征114，其中，目标112或至少一个特征114包括至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量转子速度的方法，包括：将传感器(602)定位成与目标(12)相对，所述目标包括多个特征(14)；测量(604)与经过所述传感器的所述目标上的所述多个特征中的各个之间的时间(122,124,126)对应的周期；形成所述周期的阵列(620)，所述阵列包括直到预选数目的所述周期；当加入新的周期且达到所述预选数目的周期时，从所述阵列(606)除去老的周期；从所述阵列中的所述周期的子集来计算平均周期(608)，所述平均周期对应于一次完整回转或多次完整回转中的一者；和从所述平均周期计算转子的旋转速度(612)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JS里奥罗，DA布拉福德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US