[发明专利]一种双路电机运转状态监测模块

权利要求书

1.一种双路电机运转状态监测模块，其特征在于：包括电源转换模块、信号采集模块、核心控制器模块、信号调理模块和信息互换模块；

所述的电源转换模块是由电源模块进行PCB所需的DC12V稳压输出转换；；所述的电源模块选用ZY2412WHBBD-3W；所述的三端稳压器选用LM7805；所述的信号采集模块包括电机转动脉冲信号采集和电机表面温度信号采集；所述的电机转动脉冲信号采集是将喉箍型光电码盘紧固于电机轴或联轴结上，码盘镂空与实体边缘部分置于凹槽型光耦的凹槽之间，通过设置码盘镂空个数，使电机在额定转速下脉冲输出频率小于等于1KHz，；所述的光耦采用凹槽型光耦EE-SX97；所述的脉冲频率正比于电机转速；所述的电机表面温度信号采集是采用磁力表贴温度传感器为磁钢吸附式安装，抗干扰性强，实现对电机表面温度的测量；所述的磁力表贴温度传感器型号选用BT-3，DS18B20；所述的核心控制器模块选用C8051F006-48TQFP为核心处理器；所述的C8051F006-48TQFP核心处理器端口IO交叉开关配置并具备5V电压容限；所述的C8051F006-48TQFP核心处理器采用3.3V单电源供电；所述的单电源的电压范围选用2.7V~3.6V；所述的信号调理模块包括增益放大、电流输出和开关量输出；所述的增益放大采用双路仪用运放INA2128将0~3.3V放大至工业控制标准电压0～10V，其增益计算采用公式Ga=1+(50KΩ/R6)、Gb=1+(50KΩ/R7),所述的R6与R7为所述双路仪用运放INA2128中的可调电阻；所述的增益电压上限保持一致是通过分别调整可变电阻R6与R7；所述电流输出是采用非隔离系列信号调理模块ZCM4561S将0～10V电压信号转换为4～20mA电流信号输出，通过R12与R13进行输出增益调节，所述的非隔离系列信号调理模块选用ZCM4561S；所述的R12与R13为所述非隔离系列信号调理模块ZCM4561S中的可调电阻；所述的开关量输出是指在外部电源供电情况下，根据电机转动及电机表面温度过高与否判别情况，采用光继电器TLP3554提供高达2.5A的报警负载输出；所述的信息交互模块采用C8051F006-48TQFP核心处理器采用中断方式采用脉冲信号频率转换为转速对应的模拟电压信号（0~3.3V）输出、一线制通信协议采集并转换DS18B20温度传感数据、SPI通信协议进行LCD电机数据指示、UART芯片SP3485进行ModbusRTU通信、I2C通信协议与复位芯片CAT1025SI内置的EEPROM进行模块参数设置与交互；所述的模块参数的设置包括电机额定转速、光电码盘镂空个数、电机转动与否判别门限、电机温度过高报警门限、串行通信地址。

2.根据权利要求1所述的一种双路电机运转状态监测模块，其特征在于：所述的电源转换模块的参数设置宽压输入范围DC9～36V，转换效率79%，工作温度-40～85℃，最大负载250mA。

3.根据权利要求1所述的一种双路电机运转状态监测模块，其特征在于：信号采集模块中，所述的电机额定转速3600rpm，喉箍型光电码盘镂空个数取为16，对应输出脉冲频率为960Hz；所述的磁力表贴温度传感器测温范围-55～125℃，在-10～85℃时精度为±0.5℃，支持“一线总线”接口与多点组网功能，即多个温度传感器可并联挂在唯一的三线上。

4.根据权利要求1所述的一种双路电机运转状态监测模块，其特征在于：所述的电源转换模块是采用三端稳压器将DC12V转换为温度传感器所需的DC5V电源，后级电源转换芯片CAT6219为监测模块提供稳定的DC3.3V供电电源。

5.根据权利要求1所述的一种双路电机运转状态监测模块，其特征在于：所述的镂空每个高大于2.1mm，宽大于1mm，厚大于0.2mm，镂空间隔大于1mm。

6.根据权利要求1所述的一种双路电机运转状态监测模块，其特征在于：所述的核心处理器C8051F006-48TQFP内置编程OSC、I2C、SPI、UART、TEMP传感、2个INT、4个Timer、16个GPIO、8通道ADC、2通道DAC、2通道电压比较器，多源复位及最小功耗系统支持；所述的8通道ADC为12bit，100ksps；所述的2通道DAC为12bit，100ksps。