[发明专利]水下二维拉绳测速仪

说明书

(一)技术领域

本发明创造涉及计量领域，具体设计水下二维环境下被测对象的速度、位移的计量。

(二)背景技术

目前，针对水下测速环境复杂、影响因素繁多，而现有的测速仪器又不能很好的达到试验要求、适应水下测速环境，要不就是造价过高一般用户承担不起，这就给一些具体的课题研究带来了很大的不便。此外市场上现有的拉绳传感器产品(例如：美国CELESCO公司生产的PT系列、德国WAYCON型)，大多数是通过一根高柔性的不锈钢芯同被测物体直接相连，应用恒力弹簧平衡原理，将直线运动转换成旋转运动，通过编码器来获得位置信息，其转动机构用的不是恒力矩电机而是恒力弹簧，这就严重影响了应用的范围，对于加速度大的情况下，可能发生不可恢复变形改变恒力，造成较大的测量误差。

(三)发明内容

本发明创造的目的在于提出一种利用力矩电机恒张力原理的新型水下二维环境下的拉绳传感器。

本发明创造的目的是这样实现的：它包括测速机构和内部控制电路两个部分，测速机构包括支架、设置在支架一端的箱体和设置在箱体内的绕线轮、测速力矩电机，测速力矩电机与绕线轮同轴设置，绕线轮上的拉绳直接与被测对象相连，内部控制电路设置在箱体内，测速力矩电机电连接内部控制电路，内部控制电路电连接外部上位机控制器。

本发明创造还有这样一些技术特征：

1、所述的支架为T字形支架，箱体固定在支架末端；

2、所述的箱体由电机支架、联轴器、绕线轮支架、外罩组成，测速力矩电机设置在电机支架上，通过联轴器同轴连接测速力矩电机与绕线轮，绕线轮设置在绕线轮支架上；

3、所述的测速力矩电机配带有光电编码器，光电编码器电连接内部控制电路；

4、所述的控制电路由主控制器电路、JTAG电路、电源模块电路、复位/晶振电路、串口电路、QEP上拉电路、I/O口电路组成，其电连接关系为：主控制器电路U1的144、1、139、142、135、90、91脚分别与JTAG电路中的1、2、3、7、11、13、14脚相连；主控制器电路U1中标号为+3.3A、+3.3、AGND、GND分别与电源模块电路中标号为+3.3A、+3.3、AGND、GND相连；主控制器电路U1中的133、11、10、123、124脚分别与复位/晶振电路中的RS#、PLLF、PLLF2、XTAL1、XTAL2脚相连；主控制器电路U1中的25、26脚分别与串口电路中的SCITXD_DSP、SCIRXD_DSP脚相连；主控制器电路U1中的83、79、88、81脚分别与QEP上拉电路中的QEP1、QEP2、QEP3、QEP4脚相连；主控制器电路U1的58、118、121、23、21、7、137、70、72、75、69、120、87、93、122、119、89、82、84脚分别与I/O口电路中的VCCP、MP/MC#、BOOT_EN#、XINT1、XINT2、PDPINTA、PDPINTB、CANRXD、CANTXD、CAP3、CAP6、READY、DS、RD#、ENA_144、BIO#、WE、IS、PS脚相连；

5、所述的主控制器电路由DSP芯片及其外围电路组成，其电连接关系为：主控制器U1的73与J6的1脚相连；U1的3、28、41、49、66、76、85、95、97、125、128、140脚相连接GND；U1的4、29、42、50、67、77、86、95、129、141脚相连接+3.3；12、115、116脚接+3.3A；114、117脚接AGND；

6、所述的JTAG电路由双排插座U3和电阻R6、R7组成，电阻R6连接在插座U3的13脚EMU0端，电阻R7连接在插座U3的14脚EMU1端，U3的1脚与主控制器U1的144脚相连，U3的2脚与主控制器U1的1脚相连，U3的3脚与主控制器U1的139脚相连，U3的7脚与主控制器U1的142脚相连，U3的11脚与主控制器U1的135脚相连，U3的13脚与主控制器U1的90脚相连，U3的14脚与主控制器U1的91脚相连；

7、所述电源模块电路由电源转换芯片、电源输入端子J5、磁珠L1-L3、LED V1-V2和滤波电容C14-C21组成，电源输入端子J5连接外部电源；

8、所述复位/晶振电路由复位按键SW1，复位电阻R8，电容C8，20M无源晶振，起振电容C9、C7，锁相环外接滤波器电容C5-C6和匹配电阻R9组成；

9、所述串口电路由串口转换芯片MAX232A，串口母座J1和匹配电容C10-C13组成；