【技术实现步骤摘要】
一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪
本专利技术涉及传感器
,具体涉及一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪。
技术介绍
转速测量仪是将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速测量仪属于间接式测量装置,可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。按信号形式的不同,转速传感器可分为模拟式和数字式两种。转速传感器的种类较多,应用较广。传统的转速传感器由磁敏电阻作感应元件,核心部件是同样采用磁敏电阻作为检测,再经过信号处理电路降低噪声。当被测物体上带有凸起(或凹陷)的磁性或导磁材料,随着被测物体转动时,传感器输出与旋转频率相关的脉冲信号,达到测速的目的。普通的转速传感器都需要额外的电源供电,不能直接发送电信号给芯片进行处理,一方面限制了传感器的使用环境和范围,另一方面也增加了能源的消耗。申请号为201420144278.1的中国技术专利公开了一种基于摩擦发电机的自驱动转速传感装置,但是该专利只解释了摩擦发电机,并未提及对输出的信号进行一系列的处理。申请号为201420144278.1的中国技术专利的原理是通过产生的脉冲信号的大小来计算当前转速,存在一定的误差;而本专利的原理是每当产生脉冲信号时,就计数一次,即只需要判断有无脉冲信号,不需要分析脉冲信号的大小,减小了误差,提高了测量的精度。且申请号为201420144278.1的中国技术专利仅应用于汽车、火车车速测量,应用范围较小。本专利技术不仅可应用于汽车、普通电机等各种转轴的转速测量,还可以应用于旋转角度的测量,应用范围较广,能够适应于各种使用环境。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是针对现有技术 ...
【技术保护点】
1.一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪,其特征在于,所述转速、角度测量仪包括基于静电摩擦发电原理的信号发生结构,电源电路,信号处理电路,单片机电路;其中单片机电路包括按键、计数、显示电路;信号发生结构主要由外壳,电机,插片盘,插片杆,转子和定子构成;外壳与电机相连,起固定支撑整个结构的作用;插片盘安装在电机主轴上,并通过键联接固定在电机主轴上;转子通过弹性连接件安装在插片盘上,当电机主轴转动时,带动转子一起转动;四个插片杆沿圆周方向角度均匀地安装在外壳的绝缘外筒壁上,并通过螺纹连接固定在外壳上;四个定子通过弹性连接件分别安装在四个插片杆上;四个定子分别与转子实现空间上的对正对齐,即当主轴带动转子旋转的时候,可以实现定子与转子之间的接触、摩擦与分离,并且主轴每旋转一圈,所述转子分别与四个定子接触摩擦一次;转轴上的转子连接导线,导出作为第一电极;四个定子连接导线,共同导出作为第二电极;第一电极以及第二电极导出并连接信号处理电路,由信号处理电路对输出的摩擦电信号进行处理,转化为方波信号;再将方波信号输入单片机计数端进行计数,由按键控制不同的工作模式,最后通过显示电路显示当前转速或者角度 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪,其特征在于,所述转速、角度测量仪包括基于静电摩擦发电原理的信号发生结构,电源电路,信号处理电路,单片机电路;其中单片机电路包括按键、计数、显示电路;信号发生结构主要由外壳,电机,插片盘,插片杆,转子和定子构成;外壳与电机相连,起固定支撑整个结构的作用;插片盘安装在电机主轴上,并通过键联接固定在电机主轴上;转子通过弹性连接件安装在插片盘上,当电机主轴转动时,带动转子一起转动;四个插片杆沿圆周方向角度均匀地安装在外壳的绝缘外筒壁上,并通过螺纹连接固定在外壳上;四个定子通过弹性连接件分别安装在四个插片杆上;四个定子分别与转子实现空间上的对正对齐,即当主轴带动转子旋转的时候,可以实现定子与转子之间的接触、摩擦与分离,并且主轴每旋转一圈,所述转子分别与四个定子接触摩擦一次;转轴上的转子连接导线,导出作为第一电极;四个定子连接导线,共同导出作为第二电极;第一电极以及第二电极导出并连接信号处理电路,由信号处理电路对输出的摩擦电信号进行处理,转化为方波信号;再将方波信号输入单片机计数端进行计数,由按键控制不同的工作模式,最后通过显示电路显示当前转速或者角度。2.如权利要求1所述的一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪,其特征在于,四个定子分别与转子实现空间上的对正对齐是通过套筒和端盖实现对转子的定位,保证定子与转子在空间上的对正对齐。3.如权利要求1所述的一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪,其特征在于,所述定子为金属片,所述转子为高分子聚合物;保证在接触、摩擦、分离过程中能产生电信号。4.如权利要求3所述的一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪,其特征在于,所述转子为以铝箔作为负载的聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜;所述定子由铝箔制成。5.如权利要求1所述的一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪,其特征在于,所述电源电路为单片机和芯片供电,将220V的交流电转化为5V的直流电;电源电路包括变压器、整流桥、电容以及稳压管;先通过变压器T1降压,再通过整流桥将交流电转化为直流电;由于变压之后的直流电压可能含有交流分量,通过电容对其进行滤波处理,最后再通过7805稳压管得到稳定的5V电压。6...
【专利技术属性】
技术研发人员:程广贵,刘启,丁建宁,李凯,张忠强,吴晔盛,
申请(专利权)人:江苏大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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