等效模拟型无线转速传感器及其测速方法技术

本发明专利技术公开了一种等效模拟型无线转速传感器及其测速方法，包括发射模块；发射模块固定安装在被测轴上，发射模块与接收模块无线连接，接收模块与速度测试仪器通过通信电缆相连；发射模块设置有第一微控制器，第一微控制器连接有姿态感应式转速传感器、第一无线通信模块；接收模块设置有第二微控制器、第二微控制器连接有第二无线通信模块；第一微控制器获取姿态感应信号计算出被测轴的转速数据，发送与转速数据相应的载波信号；第二微控制器接收相应的载波信号，转换成相应的方波信号发送给速度测试仪器。本发明专利技术解决现有传感器不便于现场安装以及布线困难的问题，输出信号等效替换传统转速传感器。

【技术实现步骤摘要】
等效模拟型无线转速传感器及其测速方法
本专利技术涉及转速测试设备，特别是涉及一种等效模拟型无线转速传感器及其测速方法。
技术介绍
常用的转速测量方式包括磁电式、光电式等，对于安装精度有一定要求，需要根据每个被测对象制作专用的转速传感器支撑架，不便于现场灵活安装和测试。例如，磁电式传感器的探头和测速齿的距离一般为1-3mm。旋转轴一般是动力设备，设备运行现场的振动噪音大，且有一定的危险性，测试人员一般与被测对象之间保持一定的安全距离，但是转速传感器需要与测试仪器连接，有时会出现现场布线困难。以车辆半轴转速测试为例，半轴位于底盘下面，测试人员和测试仪器位于驾驶室内，转速传感器与测试仪器之间的布线要穿过发动机舱，非常不便。由于现有测试仪器对于转速的测量大多数都是采用测量方波信号的频率或者周期，为了能够直接替换现有的常规转速传感器，需要无线转速传感器模拟输出与常规转速传感器等效的方波信号。由于无线转速传感器的采集模块与旋转轴固定，一般由电池供电，为了要延长电池的运行时间，必须采取低功耗运行方式。本专利技术的目的是提出一种便于现场快速进行转速测试的传感器——无线转速传感器，解决现有传感器不便于现场安装以及布线困难的问题，输出信号等效替换传统转速传感器。
技术实现思路
有鉴于现有技术的至少一个缺陷，本专利技术的目的是提供一种等效模拟型无线转速传感器及其测速方法，解决现有传感器不便于现场安装以及布线困难的问题，输出信号等效替换传统转速传感器。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种等效模拟型无线转速传感器，其关键在于，包括发射模块、接收模块以及速度测试仪器；所述发射模块固定安装在被测轴上，发射模块与接收模块无线连接，接收模块与速度测试仪器通过通信电缆相连；所述发射模块设置有第一微控制器，第一微控制器连接有姿态感应式转速传感器、第一无线通信模块以及第一上位机接口芯片；所述接收模块设置有第二微控制器，第二微控制器连接有第二无线通信模块以及第二上位机接口芯片；第二无线通信模块与第一无线通信模块无线连接；第二微控制器经第二上位机接口芯片连接速度测试仪器；姿态感应式转速传感器用于检测被测轴的姿态感应信号；第一微控制器获取姿态感应信号计算出被测轴的转速数据，通过第一无线通信模块发送与转速数据相应的载波信号；第二微控制器通过第二无线通信模块接收相应的载波信号，转换成相应的方波信号并将方波信号发送给速度测试仪器。其中，速度测试仪器为现有成熟的设备，不是本专利技术的重点；其结构不再介绍。通过上述的结构设置，所述发射模块可通过螺钉、扎带、胶带等方式固定安装在被测轴上，方便现场安装；发射模块与接收模块无线连接，发射模块的姿态感应式转速传感器检测被测轴的姿态感应信号；第一微控制器获取姿态感应信号计算出被测轴的转速数据；发射模块按照设定的模式和参数，发送载波信号给接收模块，接收模块将接收到的脉冲信号转换为方波信号输出，速度测试仪器测量方波信号得到转速值。接收模块输出的转速方波和常规转速传感器的方波是同步的，可以直接替换常规的转速传感器，不用更换速度测试仪器和测试程序。第一微控制器通过第一无线通信模块将载波信号无线发送给第二微控制器；第二微控制器将接收到的脉冲信号转换为方波信号输出给速度测试仪器，采用无线方式传送载波信号，解决了布线困难的问题。第一上位机接口芯片用于连接上位计算机，上位计算机还可用于设置发射模块的模式以及参数。一种等效模拟型无线转速传感器的测速方法，其关键在于：所述第一微控制器内设置有固定转角输出模式流程和/或滞后补偿输出模式流程；当所述第一微控制器内设置有固定转角输出模式流程和滞后补偿输出模式流程时，第一微控制器连接有模式切换装置切换固定转角输出模式流程和滞后补偿输出模式流程；其中固定转角输出模式流程包括如下步骤：步骤A1：第一微控制器获取姿态感应式转速传感器的姿态感应信号，辨识被测轴的倾角和旋转半径；步骤A2：第一微控制器通过第一无线通信模块发送载波信号，计算被测轴的目标转角；步骤A3：第一微控制器获取姿态感应式转速传感器的姿态感应信号计算被测轴的转速数据和当前转角；步骤A4：第一微控制器判断当前转角是否到达目标转角？如果否，转步骤A3；如果是，转步骤A2；其中滞后补偿输出模式流程包括如下步骤：步骤B1：第一微控制器获取姿态感应式转速传感器的姿态感应信号，辨识被测轴的倾角和旋转半径；步骤B2：第一微控制器通过第一无线通信模块发送载波信号，开始计时；步骤B3：第一微控制器获取姿态感应式转速传感器的姿态感应信号，计算被测轴的转速数据和对应的方波周期；步骤B4：第一微控制器判断计时≥方波周期？如果否，转步骤B3；如果是，转步骤B2。通过上述的方法设置，第一微控制器根据被测轴的转速数据，通过第一无线通信模块发送对应的载波信号给第二微控制器。当第一微控制器内仅设置有固定转角输出模式流程时，每周脉冲数可预先设置在固定转角输出模式流程中，或通过第一上位机接口芯片连接上位计算机获取每周脉冲数；当第一微控制器内仅设置有滞后补偿输出模式流程时，每周脉冲数可预先设置在滞后补偿输出模式流程中，或通过第一上位机接口芯片连接上位计算机获取每周脉冲数；当第一微控制器内设置有滞后补偿输出模式流程和固定转角发射模式流程时；第一微控制器连接模式切换装置切换滞后补偿输出模式流程和固定转角发射模式流程；比如可以通过第一上位机接口芯片连接上位计算机获取模式测换信号或者通过连接切换开关获取模式测换信号，通过上位计算机可获取每周脉冲数。一种等效模拟型无线转速传感器的测速方法，其关键在于：所述第一微控制器内设置有低功耗固定转角输出模式流程和/或低功耗滞后补偿输出模式流程；当所述第一微控制器内设置有低功耗固定转角输出模式流程和低功耗滞后补偿输出模式流程时，第一微控制器连接有模式切换装置切换低功耗固定转角输出模式流程和低功耗滞后补偿输出模式流程；其中低功耗固定转角输出模式流程包括如下步骤：步骤C1：第一微控制器获取姿态感应式转速传感器的姿态感应信号，辨识被测轴的倾角和旋转半径；步骤C2：第一微控制器通过第一无线通信模块发送载波信号，计算被测轴的目标转角；步骤C3：第一微控制器获取姿态感应式转速传感器的姿态感应信号计算被测轴的转速数据和当前转角；步骤C4：第一微控制器判断当前转角是否到达目标转角？如果否，调用第一延时流程一次，转步骤C3；如果是，转步骤C2；第一延时流程包括如下步骤；步骤C41：第一微控制器计算最短脉冲间隔时间；步骤C42：第一微控制器和姿态感应式转速传感器进入低功耗模式；步骤C43：第一微控制器延时最短脉冲间隔时间；步骤C44：第一微控制器和姿态感应式转速传感器唤醒；其中低功耗滞后补偿输出模式流程包括如下步骤：步骤D1：第一微控制器获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等效模拟型无线转速传感器，其特征在于，包括发射模块(1)、接收模块(2)以及速度测试仪器(3)；所述发射模块(1)固定安装在被测轴(4)上，发射模块(1)与接收模块(2)无线连接，接收模块(2)与速度测试仪器(3)通过通信电缆相连；/n所述发射模块(1)设置有第一微控制器(11)，第一微控制器(11)连接有姿态感应式转速传感器(12)和第一无线通信模块(13)；/n所述接收模块(2)设置有第二微控制器(21)，第二微控制器(21)连接有第二无线通信模块(22)；/n第二无线通信模块(22)与第一无线通信模块(13)无线连接；/n第二微控制器(21)经第二上位机接口芯片(23)连接速度测试仪器(3)；/n姿态感应式转速传感器(12)用于检测被测轴(4)的姿态感应信号；/n第一微控制器(11)获取姿态感应信号计算出被测轴(4)的转速数据，通过第一无线通信模块(13)发送与转速数据相应的载波信号；/n第二微控制器(21)通过第二无线通信模块(22)接收相应的载波信号，转换成相应的方波信号并将方波信号发送给速度测试仪器(3)。/n

【技术特征摘要】
1.一种等效模拟型无线转速传感器，其特征在于，包括发射模块(1)、接收模块(2)以及速度测试仪器(3)；所述发射模块(1)固定安装在被测轴(4)上，发射模块(1)与接收模块(2)无线连接，接收模块(2)与速度测试仪器(3)通过通信电缆相连；
所述发射模块(1)设置有第一微控制器(11)，第一微控制器(11)连接有姿态感应式转速传感器(12)和第一无线通信模块(13)；
所述接收模块(2)设置有第二微控制器(21)，第二微控制器(21)连接有第二无线通信模块(22)；
第二无线通信模块(22)与第一无线通信模块(13)无线连接；
第二微控制器(21)经第二上位机接口芯片(23)连接速度测试仪器(3)；
姿态感应式转速传感器(12)用于检测被测轴(4)的姿态感应信号；
第一微控制器(11)获取姿态感应信号计算出被测轴(4)的转速数据，通过第一无线通信模块(13)发送与转速数据相应的载波信号；
第二微控制器(21)通过第二无线通信模块(22)接收相应的载波信号，转换成相应的方波信号并将方波信号发送给速度测试仪器(3)。


2.根据权利要求1所述的等效模拟型无线转速传感器，其特征在于：所述第一无线通信模块(13)为H34S无线通信模块；第二无线通信模块(22)为JR43B无线通信模块；所述第一微控制器(11)还连接有第一上位机接口芯片(14)。


3.根据权利要求1所述的等效模拟型无线转速传感器，其特征在于：所述姿态感应式转速传感器(12)为三轴加速度传感器或六轴姿态传感器。


4.根据权利要求2所述的等效模拟型无线转速传感器，其特征在于：所述发射模块(1)设置有外壳(15)，第一微控制器(11)、姿态感应式转速传感器(12)、第一无线通信模块(13)以及第一上位机接口芯片(14)均设置于外壳(15)中，外壳(15)固定在被测轴(4)上；
所述外壳(15)或者通过扎带(151)、或者通过胶带捆绑在被测轴(4)上，或者通过螺钉(152)固定在被测轴(4)上。


5.根据权利要求4所述的等效模拟型无线转速传感器，其特征在于：所述外壳(15)为环形或矩形，所述发射模块(1)的重心位于外壳(15)的中心，该中心设置有螺钉(152)穿过的过孔；外壳(15)通过螺钉(152)固定在被测轴(4)上。


6.根据权利要求4所述的等效模拟型无线转速传感器，其特征在于：所述外壳(15)为长条形；外壳(15)或者通过扎带(151)、或者通过胶带捆绑在被测轴(4)上。


7.根据权利要求1所述的等效模拟型无线转速传感器的测速方法，其特征在于：所述第一微控制器(11)内设置有固定转角输出模式流程和/或滞后补偿输出模式流程；
当所述第一微控制器(11)内设置有固定转角输出模式流程和滞后补偿输出模式流程时，第一微控制器(11)连接有模式切换装置切换固定转角输出模式流程和滞后补偿输出模式流程；
其中固定转角输出模式流程包括如下步骤：
步骤A1：第一微控制器(11)获取姿态感应式转速传感器(12)的姿态感应信号，辨识被测轴(4)的倾角和旋转半径；
步骤A2：第一微控制器(11)通过第一无线通信模块(13)发送载波信号；计算被测轴(4)的目标转角；
步骤A3：第一微控制器(11)获取姿态感应式转速传感器(12)的姿态感应信号计算被测轴(4)的转速数据和当前转角；
步骤A4：第一微控制器(11)判断当前转角是否到达目标转角？如果否，转步骤A3；如果是，转步骤A2；
其中滞后补偿输出模式流程包括如下步骤：
步骤B1：第一微控制器(11)获取姿态感应式转速传感器(12)的姿态感应信号，辨识被测轴(4)的倾角和旋转半径；
步骤B2：第一微控制器(11)通过第一无线通信模块(13)发送载波信号，开...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝允志，林毓培，周黔，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50