專利名稱：非接觸式行程測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種非接觸式行程測量裝置，該裝置可在不對被測對象本體進行變動的 條件下，對被測對象產(chǎn)生的運動方向和行程進行測量。被測對象的運動軌跡既可以是直線， 也可以是曲線。
背景技術(shù)：
測量物體行程的方法分為需要參考源的和不需要參考源的兩種，非接觸式測量大多需要 -個參考源，通過測量被測對象和參考源之間的相對位置來確定其行程，這樣的測量方法適 合直線運動，且運動范圍有限的場合。更多的情況下要采用接觸式測量，如在被測物體的傳 動結(jié)構(gòu)上附加旋轉(zhuǎn)編碼器之類的測量裝置。接觸式測量要對被測對象本體進行變動，會受到 工程條件的限制。
實用新型內(nèi)容
本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題而提供一種非接觸式行程測量裝置，該裝置采 用兩只結(jié)構(gòu)完全相同的金屬接近傳感器安裝在被測對象邊緣的位置，通過輸入信號處理單元 進行采集數(shù)據(jù)和計算處理，實現(xiàn)對被測對象的運動方向和行程自動測量。
本實用新型技術(shù)方案如下
一種非接觸式行程測量裝置，其特征是它包括-
一個傳感器單元，由兩只金屬接近傳感器和可調(diào)間距的傳感器底座組成，用于安裝在被 測對象傳動齒輪圓周邊緣的位置，兩只金屬接近傳感器的間距由被測齒輪輪齒調(diào)整，以識別 被測齒輪的轉(zhuǎn)動方向；
一個輸入信號處理單元，由輸入信號板、微處理器、上位機通信接口和系統(tǒng)電源組成， 輸入信號板通過數(shù)據(jù)總線與微處理器連接，微處理器通過上位機通信接口與上位機連接，將 上位機整定的參量進行存儲及處理；
兩只金屬接近傳感器的信號輸出端分別與輸入信號板的輸入端口連接，微處理器通過輸 入信號板采集傳感器單元發(fā)生的數(shù)字量信號差分時序，進行濾波，識別出齒輪轉(zhuǎn)動方向并遞 加或遞減轉(zhuǎn)過的輪齒數(shù)，并根據(jù)上位機事先整定的參數(shù)計算出實際行程。
本實用新型的工作原理是在被測對象的傳動齒輪圓周邊緣一確定位置安裝傳感器單 元，采集輪齒通過該位置時刻產(chǎn)生的差分時序，計算出齒輪轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)過的輪齒數(shù)。該裝置內(nèi)存儲輪齒數(shù)與實際行程的對應(yīng)參量，由內(nèi)置的軟件計算出被測對象的實際行程，上述參 量可由上位機整定。
本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)點和有益效果如下
1. 本實用新型采用非接觸測量的方式，無需對被測對象本體進行變動，安裝方便。
2. 即可測量行程，也可確定運動方向，適合雙向運動物體的準確定位。

圖l是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是本實用新型的工作原理圖。 圖3是正向單位有效行程的時序。 圖4是正向半單位行程--返回的時序。 圖5是反向單位有效行程的時序。 圖6是反向半單位行程-返回的時序。
圖2中1、被測齒輪，2、傳感器單元，3、檢測區(qū)，4、檢測基準線。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和實施例詳細描述本實用新型 實施例1
當(dāng)被測齒輪l的一個輪齒通過檢測區(qū)3時，金屬接近傳感器A、 B先后觸發(fā)并發(fā)出電平 信號，此時該輪齒可能的運動狀態(tài)將對應(yīng)4種電平時序圖，如圖3-圖6所示。
1) 輪齒l自左側(cè)進入檢測區(qū)3，右側(cè)離開檢測區(qū)3， AB電平時序如圖3:
當(dāng)輪齒l自左側(cè)進入檢測區(qū)3時，A電平由低變高時，B電平為低，該運動被確定為正 向行進半單位；當(dāng)輪齒從右側(cè)離開檢測區(qū)3時，A電平由高變低，B電平為高，該運動被確 定為正向行進半單位，整個過程即識別為被測對象正向行進了一個單位行程。
2) 輪齒l自左側(cè)進入檢測區(qū)3，又返回左側(cè)離開檢測區(qū)3， AB電平時序如圖4: 當(dāng)輪齒l自左側(cè)進入檢測區(qū)3時，A電平由低變高時，B電平為低，該運動被確定為正
向行進半單位；當(dāng)輪齒1從左側(cè)離開檢測區(qū)3時，A電平由高變低，B電平為低，該運動被 確定為反向行進半單位，整個過程即識別為被測對象返回原地。
3) 輪齒l自右側(cè)進入檢測區(qū)3，左側(cè)離開檢測區(qū)3， AB電平時序如圖5:
當(dāng)輪齒l自右側(cè)進入檢測區(qū)3時，A電平由低變高時，B電平為高，該運動被確定為反 向行進半單位；當(dāng)輪齒1從左側(cè)離開檢測區(qū)3時，A電平由高變低，B電平為高，該運動被 確定為反向行進半單位，整個過程即識別為被測對象反向行進了一個單位行程。
齒l自右側(cè)進入檢測區(qū)3，又返回右側(cè)離開檢測區(qū)3， AB電平時序如圖6:當(dāng)輪齒l自右側(cè)進入檢測區(qū)3時，A電平由低變高時，B電平為高，該運動被確定為反向行 進半單位；當(dāng)輪齒1從右側(cè)離開檢測區(qū)3時，A電平由高變低，B電平為高，該運動被確定 為正向行進半單位，整個過程即識別為被測對象返回原地。
所述的輸入信號處理單元，采用微處理器，根據(jù)上述時序識別出被測對象的運動方向和 行程單位。微處理器的識別邏輯如下
1) 初始化行程計數(shù)器N為0，并設(shè)半行程單位為1;
2) A電平發(fā)生上跳沿時，如果B電平為高，將N減1;如果B電平為低，將N加1;
3) A電平發(fā)生下跳沿時，如果B電平為高，將N加1;如果B電平為低，將N減1;
4) 行程計數(shù)器N乘單位行程參量得到實際行程。
所述的輸入信號處理單元含有上位機通信接口，上述識別邏輯中第4)步所述單位行程 參量可由上位機整定，并存儲到信號處理單元。本實用新型經(jīng)整定后可獨立工作。
所述的兩只金屬接近傳感器結(jié)構(gòu)相同，可以采用TK-30P15C ，其+24V和GND端分別 接系統(tǒng)電源S-50A，輸入信號處理單元中，微處理器采用PCM3341，以104總線連接輸入 信號板PCM3725,兩傳感器的輸出信號分別連接到PCM3725的II和12端子。PCM3341的 C0M1與上位機之間采用RS232電纜連接。
所述的傳感器底座可以由一塊鐵板制作成可調(diào)間距結(jié)構(gòu)，銑出兩條平行的安裝槽道。兩 只傳感器后端螺栓分別穿過兩條平行的安裝槽道，確定位置后由螺母固定。
權(quán)利要求1.一種非接觸式行程測量裝置，其特征是它包括一個傳感器單元，由兩只金屬接近傳感器和可調(diào)間距的傳感器底座組成，用于安裝在被測對象傳動齒輪圓周邊緣的位置，兩只金屬接近傳感器的間距由被測齒輪輪齒調(diào)整，以識別被測齒輪的轉(zhuǎn)動方向；一個輸入信號處理單元，由輸入信號板、微處理器、上位機通信接口和系統(tǒng)電源組成，輸入信號板通過數(shù)據(jù)總線與微處理器連接，微處理器通過上位機通信接口與上位機連接，將上位機整定的參量進行存儲和處理；兩只金屬接近傳感器的信號輸出端分別與輸入信號板的輸入端口連接，微處理器通過輸入信號板采集傳感器單元發(fā)生的數(shù)字量信號差分時序，進行濾波，識別出齒輪轉(zhuǎn)動方向并遞加或遞減轉(zhuǎn)過的輪齒數(shù)，并根據(jù)上位機事先整定的參數(shù)計算出實際行程。
專利摘要本實用新型涉及一種非接觸式行程測量裝置，包括一個傳感器單元，由兩只金屬接近傳感器和可調(diào)間距的傳感器底座組成，用于安裝在被測對象傳動齒輪圓周邊緣的位置，兩只金屬接近傳感器的間距由被測齒輪輪齒調(diào)整，以識別被測齒輪的轉(zhuǎn)動方向；一個輸入信號處理單元，由輸入信號板、微處理器、上位機通信接口和系統(tǒng)電源組成，微處理器通過輸入信號板采集傳感器單元發(fā)生的數(shù)字量信號差分時序，進行濾波，識別出齒輪轉(zhuǎn)動方向并遞加或遞減轉(zhuǎn)過的輪齒數(shù)，并根據(jù)上位機事先整定的參數(shù)計算出實際行程。本實用新型采用非接觸測量的方式，無需對被測對象本體進行變動，安裝方便。即可測量行程，也可確定運動方向，適合雙向運動物體的準確定位。
文檔編號G01P13/04GK201322601SQ20082023195
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者浩 張, 毅 鐘 申請人:沈陽華巖電力技術(shù)有限公司