[实用新型]低功耗手持式转速测量仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及转速测量技术领域，尤其涉及一种基于电感式接近开关的低功耗手持式转速测量仪。

背景技术

在生产和生活中, 旋转设备与设施，如电机、电扇、造纸、水泵、洗衣机、汽车、飞机、轮船等大量存在，经常会遇到各种需要测量转速的场合。手持式转速表体积小，便于携带，操作简单，能够满足特殊条件下的使用要求，因此有着广泛的应用。

目前常用的手持式转速表有接触式和非接触式两种。接触式转速表使用的测量方法主要是离心式测速法，非接触式的测量方法主要为光电测速法等。非接触测量的检测仪表与被测物体不直接接触，安全，可靠，应用非常广泛。手持式非接触转速表主要使用的是反射式光电测速法，使用的传感器为光电测速传感器，即利用光电变换将光信号转变为与转速成正比的电脉冲信号，然后测得电脉冲信号的频率和周期，从而得到转速。光电转速表的使用方法一般为：首先将待测件贴上一个反射标记，然后使可见光束与目标成一直线再进行测量。光电式转速表的优点是精度高、稳定性好、测量范围大；缺点是需要在被测件上附加检测元件（反射贴），且测量时必须使可见光束与目标成一直线，才能准确测量。此种测量仪表受人为因素影响大，且存在一定的安全隐患。随着电感式接近开关的普及，其在转速测量领域的应用优势也越来明显，但因其功耗较高，目前只用在大型测量装置上，还没有在手持式转速表上得到应用。

发明内容

为克服现有手持式转速表的问题，本实用新型基于电感式接近开关提供了一种低功耗手持式转速测量仪，充分利用电感式接近开关的优势，实现手持式转速测量。

本实用新型的采用技术方案为：

一种低功耗手持式转速测量仪，包括壳体，壳体上设有显示器、报警灯和按键，壳体内设有主控制器及与其连接的显示电路、超速报警电路、参数存储电路、按键电路，主控制器经信号隔离电路与转速传感器连接，所述转速传感器为电感式接近开关，电感式接近开关的探头通过电缆伸出壳体外；还包括为转速传感器和主控制器控制电路供电的电源电路，所述电源电路包括电池组、测量按键、三端稳压器Ⅰ和三端稳压器Ⅱ，电池组正极经测量按键连接到三端稳压器Ⅰ的输入端，三端稳压器Ⅰ6V电压输出端经开关按键后为转速传感器供电，三端稳压器Ⅰ6V电压输出端还接至三端稳压器Ⅱ输入端，三端稳压器Ⅱ3V电压输出端为主控制器控制电路供电。本实用新型使用电感式接近开关作为转速传感器，对具有金属风叶的转动系统来说，可以实现无接触、无附加元件的检测。同时由于电感式接近开关具有较长的电缆线（2m），传感器探头固定好后，不需要人手持对准，人与被测件也可以保持一定的安全距离。并且本实用新型根据该传感器的特点，设计相应的电源和控制电路，使得整个系统运行的功耗较低，能够在电池供电的条件下长时间运行。

本实用新型的电源选用功率较大的9V电池或3.6V电池组供电，由于所选传感器的正常工作电压为5-30V，为降低功耗，电源设置的传感器工作电压为6V，第一个稳压源选择78L06型三端稳压器Ⅰ，输出电压范围在5.5-6.3V之间，完全可以保证传感器的正常工作。控制电路的工作电压为3V，选择低功耗的HT7130型三端稳压器Ⅱ。为减小压差，降低功耗，HT7130型三端稳压器Ⅱ的电源电压输入来自78L06型三端稳压器Ⅰ的输出。该电源电路设置两个按键，分别为测量按键和电源总开关按键。测量按键设置原因为：当电源接通时电感式接近开关具有空载电流，为降低功耗，设置该按键。当开关按键接通，测量按键断开时，控制电路正常工作，传感器不工作，因此不产生空载电流，当需要传感器工作时，测量按键闭合，传感器进行正常测量。

所述信号隔离电路采用光电耦合器。电感式接近开关工作产生转速脉冲信号，光电耦合器的发光器发出光线，受光器接收光线导通，与之相连的单片机端口出现低电平，触发单片机外部中断，在单片机的中断子程序中完成转速周期的测量与计算等功能。

所述的主控制器采用P87LPC767型单片机。它是一款高集成度、低成本的20脚8位单片机，具有低功耗特性，当时钟频率选择中频100k-4MHz时，在3.3V的电压下，系统的功耗仅为0.044-1.7mA。它片内集成4k字节OPT程序存储器，2个16位定时/计数器，八个键盘中断输入，2路外部中断输入，最少15个I/O口。

由于手持式设备的电源供给有限，因此控制电路全部选择低功耗器件进行设计。主要完成的功能为：一、参数设置，包括风叶片数设置，转速报警限值设置等；二、读取转速信号，并进行实时显示；三、如果失速可进行声光报警。低功耗设置如下：