[发明专利]一种高转速标准装置

说明书

本发明公开了一种高转速标准装置。该装置包括：电源单元；控制单元，其包括输入输出模块、微处理器和FPGA模块，输入输出模块与所述电源单元电连接，与微处理器通信连接，FPGA模块与所述微处理器通信连接；气动单元，包括风轮模块、程控调节阀、风轮模块升降机构、输出转轴和压缩空气源，所述风轮模块与所述程控调节阀气路连接，与所述风轮模块升降机构机械连接，与所述输出转轴一体连接；其中，所述程控调节阀与所述压缩空气源气路连接，与所述FPGA模块通信连接，与所述电源单元电连接。该装置基于气动风轮和FPGA技术来实现标准高转速的发生和精确控制，能够完成对激光式或光电式转速测量仪表准确可靠的高转速检测校准。

技术领域

本发明涉及计量测试技术领域，更具体地，涉及一种用于激光式或光电式转速测量仪表检测的高转速标准装置。

背景技术

转速是是描述各种旋转机械运转技术性能的一个重要参量，是力学运动学计量的基础。而旋转机械的转速均需利用转速测量仪表或转速传感器及二次仪表来实现测量。其中属于工作器具的转速测量仪表被社会各行业广泛选用。比如转速测量仪表是机械行业必备的仪器之一，用来测定电机的转速或频率，常用于电机、电扇、造纸、塑料、化纤、洗衣机、汽车、飞机、轮船等制造业，涉及国民经济各个领域。各种类型的转速测量仪表及转速传感器都必须通过转速标准装置来检定或校准。

在计量测量领域，为了保证量值统一或测量准确可靠，对转速测量仪表的测量范围和测量误差进行检测是一项重要工作。在国内，转速测量仪表的传统检测往往使用无刷电机配合齿轮变速装置来组成标准转速装置，扩展转速测量上限，如中国专利“标准转速装置”（申请号：201420626207.5）所公开的。另一种扩展转速测量上限则基于微型电机和FPGA技术，如中国专利“转速标准装置”（申请号：201620473050.6）所公开的。

随着近年来航空航天、医疗卫生以及一些高新技术产业的飞速发展，现有的这两类转速标准装置在测量范围方面已经越来越不能满足来自国防建设和民生安全的高转速计量需求。

在现有技术中，通常使用无刷电机配合齿轮变速装置，通过多级增速来实现输出转速上限的提高，其所能达到的转速上限为100000 r/min，使用微型电机和FPGA技术，其所能达到的转速上限为120000 r/min，都已经不能满足高转速测量仪的测量上限200000 r/min，并且这两类转速标准装置运行时振动、噪声较大，由于精密齿轮间的机械磨损或微型电机的机械磨损，通常使用寿命不长。

发明内容

本发明的目的是提出了一种高转速标准装置，其基于气动风轮和FPGA技术来实现标准高转速的发生和精确控制，能够完成对激光式或光电式转速测量仪表准确可靠的高转速检测校准。

本发明采用以下解决方案：

一种高转速标准装置，该装置可以包括：

电源单元；

控制单元，包括输入输出模块、微处理器和FPGA模块，所述输入输出模块与微处理器通信连接，所述FPGA模块与所述微处理器通信连接；

气动单元，包括风轮模块、程控调节阀、风轮模块升降机构、输出转轴和压缩空气源，所述风轮模块与所述程控调节阀气路连接，与所述风轮模块升降机构机械连接，与所述输出转轴一体连接，所述输出转轴上带有识别标记，通过该识别标记，待校准的激光式或光电式转速测量仪表可对高转速标装置的输出转速的进行非接触式测量；

其中，所述程控调节阀与所述压缩空气源气路连接，与所述FPGA模块通信连接，与所述电源单元电连接，所述FPGA模块将输入的转速转换为驱动所述程控调节阀的信号，从而控制所述压缩空气源进气量的大小，将所述风轮模块的转速控制在输入的转速上。

优选地，在该高转速标准装置中，风轮模块可以为涡轮动力风轮模块。

优选地，在该高转速标准装置中，输出转轴可以为风轮轴一体的单一输出轴。

优选地，在该高转速标准装置中，在所述输出转轴上可以喷涂有暗标识，作为识别标记。