[发明专利]一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪

说明书

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪。在电机驱动下，电机主轴带动转子一起做旋转运动，并且转子与定子接触、摩擦、分离，此时摩擦发电机产生电信号；将电信号接入信号处理电路，再将处理过的电信号输入单片机计数端，由单片机对电信号进行计数，并通过按键控制两种不同的工作模式，即测速模式和测角度模式；最后，通过显示电路显示当前的转速或角度。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪。

背景技术

转速测量仪是将旋转物体的转速转换为电量输出的传感器。转速测量仪属于间接式测量装置，可用机械、电气、磁、光和混合式等方法制造。按信号形式的不同，转速传感器可分为模拟式和数字式两种。转速传感器的种类较多，应用较广。传统的转速传感器由磁敏电阻作感应元件，核心部件是同样采用磁敏电阻作为检测，再经过信号处理电路降低噪声。当被测物体上带有凸起(或凹陷)的磁性或导磁材料，随着被测物体转动时，传感器输出与旋转频率相关的脉冲信号，达到测速的目的。普通的转速传感器都需要额外的电源供电，不能直接发送电信号给芯片进行处理，一方面限制了传感器的使用环境和范围，另一方面也增加了能源的消耗。

申请号为201420144278.1的中国实用新型专利公开了一种基于摩擦发电机的自驱动转速传感装置，但是该专利只解释了摩擦发电机，并未提及对输出的信号进行一系列的处理。

申请号为201420144278.1的中国实用新型专利的原理是通过产生的脉冲信号的大小来计算当前转速，存在一定的误差；而本专利的原理是每当产生脉冲信号时，就计数一次，即只需要判断有无脉冲信号，不需要分析脉冲信号的大小，减小了误差，提高了测量的精度。且申请号为201420144278.1的中国实用新型专利仅应用于汽车、火车车速测量，应用范围较小。本发明不仅可应用于汽车、普通电机等各种转轴的转速测量，还可以应用于旋转角度的测量，应用范围较广，能够适应于各种使用环境。

发明内容

本发明解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提出一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪，其原理简单，性能优越，系统稳定，并且能实现自驱动，用以解决现有技术存在问题。

本发明专利提出一种基于静电摩擦原理的转速、角度测量装置，将摩擦纳米发电机安装在电机主轴上，由电机主轴带动摩擦发电机工作，并收集摩擦产生的电信号，然后将处理之后的电信号送入单片机计数端进行计数、处理并通过显示电路显示当前速度或者角度，能实现摩擦纳米发电机和转速、角度测量的结合。本发明专利对摩擦发电机输出的电量信号进行了处理，通过按键控制两种不同的工作模式，利用51单片机对处理过的电信号进行计数、处理以及显示，并对电源电路，信号处理电路，单片机电路，其中包括按键、计数、显示电路进行了详细的阐述。

本发明提供了一种基于摩擦纳米发电机的转速、角度测量仪，其中包括基于静电摩擦发电原理的信号发生结构，电源电路，信号处理电路，单片机电路，其中单片机电路包括按键、计数、显示电路。信号发生结构主要由外壳，电机，插片盘，插片杆，转子和定子构成。

本发明的系统总体结构图如图1所示，首先，在电机驱动下，电机主轴带动转子一起做旋转运动，并且转子与定子接触、摩擦、分离，此时摩擦发电机产生电信号；将电信号接入信号处理电路，再将处理过的电信号输入单片机计数端，由单片机对电信号进行计数，并通过按键控制两种不同的工作模式，即测速模式和测角度模式；最后，通过显示电路显示当前的转速或角度。