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一種電梯限速器測試儀動作速度校準裝置制造方法
【專利摘要】本發明具體涉及一種電梯限速器測試儀動作速度校準和檢定裝置，該校準裝置的組成包括動作信號產生模塊，信號調理電路，光耦隔離電路，信號處理與控制模塊，日歷時鐘，打印機，小鍵盤和液晶顯示模塊。其中，動作信號產生模塊包括無刷直流電機(BLDC)、繼電器組、動作信號產生電路、光電編碼器和校準輪盤。信號處理與控制模塊由數字信號處理器(DSP)和單片機組成，單片機主要控制按鍵掃描和液晶顯示模塊，DSP是主控制器，執行對電梯限速器測試儀的相應動作速度校準和參數測量功能。單片機和DSP之間通過RS232串口通訊。該校準裝置解決了在檢定電梯限速器測試儀時，不能有效測量和準確檢定測試儀的動作速度問題，同時該校準裝置操作簡單、攜帶方便，能夠直觀顯示所需的測量結果，提高了工作效率。
【專利說明】一種電梯限速器測試儀動作速度校準裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及電梯安全檢測【技術領域】，更具體的說，是涉及一種電梯限速器測試儀動作速度校準裝置。
【背景技術】
[0002]電梯作為高層建筑最主要的垂直交通運輸工具，在人們的生活和工作中發揮著越來越重要的作用，因此電梯的安全性也愈加受到關注。電梯限速器是電梯運行安全保護的重要部件，當電梯因為故障失控時，電梯轎廂超速下降，當運行速度超過規定范圍時，電梯限速器動作，帶動相應安全部件動作使電梯轎廂減速直至停止，起到保護作用。因此，電梯限速器的安全性和可靠性關系到電梯的運行安全，對電梯限速器的檢測是一個關乎電梯上乘客與貨物安全的重要檢驗項目。
[0003]電梯限速器測試儀作為檢測電梯限速器的常用測量儀器，主要用來檢測電梯限速器的電氣動作速度和機械動作速度，因此電梯限速器測試儀的測量準確度和可靠性關系到能否正確的用于檢測待檢的電梯限速器的各個性能參數，如果用于檢測的電梯限速器測試儀自身的測量誤差太大，就不能正常的用于檢測電梯限速器，因此在用電梯限速器測試儀檢測電梯限速器前，為了達到統一量值、溯源的目的，電梯限速器測試儀應該作為被檢設備，用一個校準裝置對電梯限速器測試儀進行相應的檢測和校準，以確保電梯限速器測試儀的測量精度滿足相關要求。
[0004]目前，對電梯限速器測試儀電氣動作速度和機械動作速度還不能進行有效的檢測和校準，這樣就不能快速、可靠、準確的測量相關數據，使得校準效率低、校準結果不夠全面。隨著我國首部《電梯限速器測試儀校準規范》正式發布，為我國電梯限速器測試儀的校準提供了統一的技術規范，因而對電梯限速器測試儀進行校準也越來越受到重視。

【發明內容】

[0005]為了解決現有技術所存在的一些不足之處，本發明提供了一種電梯限速器測試儀校準裝置，可以對電梯限速器測試儀電氣動作速度和機械動作速度的測量精度進行有效的校準，同時檢測電梯限速器測試儀在加速時，加速度的大小是否在規定的范圍之內。
[0006]為了實現上述目的，本發明采用以下的技術方案:
[0007]—種電梯限速器測試儀動作速度校準裝置，由動作信號產生電路，信號調理電路，信號處理與控制單元，日歷時鐘，打印機，鍵盤和液晶顯示模塊組成。動作信號產生電路是在達到設定的電氣動作速度和機械動作速度的時候產生相應的電氣動作信號和機械動作信號；信號調理電路對編碼器產生的速度脈沖信號進行整形和濾波，信號處理與控制單元主要進行數據處理與控制，由數字信號處理器(DSP)TMS320LF2407和單片機STC11F32XE組成，單片機主要控制按鍵掃描和液晶顯示，DSP主要控制校準裝置外設，執行相應校準功能，兩者之間通過RS232串口進行通訊，日歷時鐘模塊和打印機模塊主要作用是打印出校準結果和校準時間。[0008]所述的動作信號產生模塊分為電氣動作信號產生電路和機械動作信號產生模塊，其中機械動作信號產生模塊由雙端輸出不帶電的三相無刷直流電機、2000線光電編碼器，校準輪盤和繼電器組組成，無刷直流電機一端固定校準輪盤，一端固定2000線光電編碼器，并將無刷直流電機固定在一個托架上，該托架為一個帶凹槽的梯形臺，凹槽內固定無刷直流電機；無刷直流電機所帶的校準輪盤是由金屬材料制成的，直徑為100mm，厚度為10?15mm。
[0009]用校準裝置檢測電梯限速器測試儀電氣動作速度和機械動作速度測量精度的方法，主要包括以下幾個步驟:
[0010]第一步:將校準裝置的動作信號產生模塊安裝好，固定在托架上，設置好參數，開始檢測，用電梯限速器測試儀的驅動輪帶動校準裝置的校準輪盤加速轉動，校準裝置不斷的通過2000線光電編碼器采集到校準輪盤轉動的速度信號，將該信號經過信號調理電路后送給DSP微控制器實時的計算其線速度的大小V，判斷一組測量中已經測得10個速度值時，根據測得的速度值和已知兩次測速之間的時間差At，計算得到校準輪盤的加速度的大小a ；
[0011]第二步:當檢測到校準輪盤線速度大小達到設置的電氣動作速度大小時，校準裝置控制電氣動作信號產生電路工作即控制繼電器組中的一個5V電磁繼電器觸點由閉合到斷開來模擬電梯限速器電氣開關的動作過程，測試儀檢測到這個變化接收到電氣動作產生信號，此時對應的校準輪盤的線速度大小即為電氣動作速度將測試儀檢測到的電氣動作速度V’ e和校準裝置實際產生的電氣動作速度大小 ' 進行比較，得到測試儀電氣動作速度的測量精度；
[0012]第三步:當檢測輪盤達到設置的機械動作速度大小的時候，校準裝置通過繼電器組控制不帶電的三相無刷直流電機的三根控制線U、V、W短接，這樣無刷直流電機的線圈有相電流流過，會產生一個與轉動方向相反的電磁轉矩阻礙無刷直流電機的轉動，校準輪盤也會受到一個與轉動方向相反的力矩，從而產生了機械動作，這個過程模擬電梯限速器達到機械動作速度大小時，突然停止轉動這一過程，測試儀檢測到這個變化，此時對應的校準輪盤的線速度大小即為機械動作速度Vm，將測試儀檢測到的機械動作速度V’m和校準裝置實際產生的機械動作速度大小\進行比較，得到測試儀機械動作速度的測量精度；
[0013]第四步:根據第一步計算得到的校準輪盤的加速度的大小a，從而得到整個加速過程中的最大加速度amax即電梯限速器測試儀在加速階段最大的加速度大小，判斷其是否在規定的范圍之內。
[0014]本發明所涉及的一種電梯限速器測試儀動作速度校準裝置，校準輪盤在電梯限速器測試儀驅動輪的帶動下加速轉動，通過高分辨率的光電編碼器對校準輪盤的線速度進行實時測量，控制動作信號產生模塊在達到設置的電氣動作速度和機械動作速度時，分別產生相應的電氣動作信號和機械動作信號，從而檢測測試儀測量電氣動作速度和機械動作速度的精度，同時計算校準輪盤在測試儀驅動輪帶動下加速轉動過程中的最大加速度，判斷測試儀加速時加速度是否在規定的范圍之內，并將最后的校準結果在液晶顯示屏上顯示并打印。
[0015]本發明的技術效果在于:
[0016](I)普通的電梯限速器測試儀校準裝置往往僅對速度進行校準，不能有效準確的檢驗的檢測測試儀電氣動作和機械動作速度測量的精度，以及判斷測試儀是否是在規定范圍內加速，本發明能夠設置電氣動作速度和機械動作速度大小，并在對應的速度大小產生相應的動作，發出相應的動作信號，這樣可以直接檢驗測試儀測量電氣動作和機械動作速度的精度，同時在測試儀加速的過程中，校準裝置能夠測量其加速度的大小，并得到整個加速過程中的最大加速度，從而判斷測試儀加速時，加速度大小是否在規定的范圍之內，這樣對測試儀的各個參數都進行了檢驗，操作簡單，參數校準全面。
[0017](2)對電梯限速器測試儀的所有校準結果，直接在液晶屏上顯示和通過打印機打印，無需檢測人員進行二次運算，檢測方便，減少檢驗時間，提高了工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為校準裝置的結構框圖。
[0019]圖2為固定架的結構圖
[0020]圖3為校準裝置的軟件流程圖
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0022]如圖1所示，本發明一種電梯限速器測試儀動作速度校準裝置，其組成包括用于在達到設定的電氣動作速度和機械動作速度時產生相應電氣動作信號和機械動作信號的動作信號產生模塊；用于對編碼器產生的速度脈沖信號進行整形和濾波的信號調理電路，用于進行數據處理與控制的信號處理與控制單元，用于確定校準時間的日歷時鐘模塊，用于打印出校準結果的打印機模塊，用于參數設置的鍵盤管理模塊，用于顯示操作界面和校準結果的液晶顯示模塊。其中信號處理與控制單元由數字信號處理器(DSP)和單片機組成，數字信號處理器(DSP)選擇TMS320LF2407，單片機芯片選擇STC11F32XE，單片機主要控制按鍵掃描和液晶顯示，DSP主要控制校準裝置外設，執行相應校準功能，兩者之間通過RS232串口通訊，液晶顯示模塊為點陣式結構(分辨率320X240)，選用的打印機型號為WD-全系列微型打印機，小鍵盤包括六個按鍵。電梯限速器測試儀驅動輪帶動校準輪盤轉動時，需要將校準輪盤和無刷直流電機固定好，如圖2所示，將無刷直流電機固定在梯形臺的凹槽中，凹槽的前端四個孔為安裝孔，與電機的四個安裝孔一一對應。
[0023]如圖1所示，本發明校準裝置中，在控制繼電器組工作的過程中，為了防止繼電器閉合以及斷開對DSP造成影響，需要在中間加一個光耦隔離芯片(例如TLP521-2)，同時經過光耦器件后的控制信號再通過電流放大芯片(例如ULN2003)后對繼電器進行控制。為了模擬電梯限速器的工作過程，校準裝置的機械動作信號產生模塊用了不帶電的雙端輸出的三相無刷直流電機。電機本體的一端固定一個校準輪盤，另一端固定一個2000線光電編碼器，測試儀的驅動輪帶動校準輪盤加速轉動時，校準裝置為了測量校準輪盤的線速度，通過2000線的光電編碼器采集到校準輪盤的速度脈沖信號，并將脈沖信號經過調理電路(包括濾波以及整形電路)送給DSP進行計數，DSP采用M法得到校準輪盤的速度，當達到電氣動作速度時，校準裝置產生電氣動作信號的電路工作即控制一個5V電磁繼電器觸點由閉合到斷開，達到機械動作速度的時候，通過控制不帶電的三相無刷直流電機的三根控制線U、V、W短接，這樣無刷直流電機的線圈有電流流過，會產生一個電磁力矩阻礙無刷直流電機的轉動，從而產生了機械動作，這樣測試儀檢測到這個變化，接收到了機械動作信號，并在這個過程中根據測量得到的一系列速度值和已知兩次測速之間的時間差得到校準輪盤的加速度的大小，從而得到整個加速過程中的最大加速度即電梯限速器測試儀在加速階段最大的加速度大小。
[0024]如圖3中校準裝置的軟件流程圖所示，在使用本發明校準裝置對電梯限速器測試儀動作速度進行校準時即檢驗電梯限速器測試儀電氣動作速度和機械動作速度的測量精度，并檢測測試儀加速時的加速度大小是否在規定的范圍之內，首先設置好校準輪盤的直徑大小、電氣動作速度大小和機械動作速度大小，并將設置的參數發送給DSP控制系統后，開始校準過程；在電梯限速器測試儀上同樣設置校準輪盤直徑的大小，并將測試儀驅動電機所帶的驅動輪壓在校準裝置的校準輪盤上，在測試儀驅動電機處于加速情況下，驅動輪帶動校準輪盤開始加速轉動，通過同軸的光電編碼器來采集其速度脈沖信號，經過調理電路后送給DSP計算校準輪盤線速度的大小，并根據測得的一系列線速度大小和兩次速度之間測量的時間差得到電梯限速器測試儀驅動電機加速度的大小，當速度達到設定的電氣動作速度大小的時候，校準裝置產生一個電氣動作脈沖信號，電梯限速器測試儀檢測到該信號時，記錄下此時電氣動作速度大小，測試儀驅動輪帶動校準輪盤繼續加速，當到達設定的機械動作速度大小的時候，校準裝置產生機械動作，使校準輪盤突然停止，測試儀檢測到這個變化，記錄下此時的機械動作速度大小，并計算得到整個加速過程中的最大加速度大小，最后將記錄的動作速度大小以及最大加速度在液晶顯示屏上顯示和通過打印機打印，比較測試儀記錄的動作速度大小和校準裝置實際產生的動作速度大小之間的誤差，若在允許的范圍之內，說明電梯限速器測試儀動作速度測量精度滿足要求，同時根據測得的最大加速度大小來判斷測試儀加速時，加速度的大小是否滿足規定的要求。
【權利要求】
1.一種電梯限速器測試儀動作速度校準裝置，其特征在于，其結構由動作信號產生模塊、信號調理電路、基于DSP和單片機的信號處理與控制模塊、日歷時鐘、打印機、小鍵盤和液晶顯示模塊組成，DSP和單片機之間通過RS232串口進行通訊。
2.根據權利要求1所述的一種電梯限速器測試儀動作速度校準裝置，其特征在于，所述的動作信號產生模塊包括不帶電的三相無刷直流電機(BLDC)、2000線光電編碼器、校準輪盤和繼電器組組成，無刷直流電機的旋轉軸耦合一個校準輪盤。
3.根據權利要求1所述的一種電梯限速器測試儀動作速度校準裝置，其特征在于，無刷直流電機固定在一個托架上，該托架為一個帶凹槽的梯形臺，凹槽內固定無刷直流電機；直流電機所帶的校準輪盤是由金屬材料制成的，直徑為IOOmm,厚度為10?15mm。
4.根據權利要求1所述的一種電梯限速器測試儀動作速度校準裝置，其特征在于，檢定電梯限速器測試儀的電氣動作速度和機械動作包括以下步驟: 第一步。將校準裝置的動作信號產生模塊安裝好，固定在托架上，設置好參數，開始檢測，用電梯限速器測試儀的驅動輪帶動校準裝置的校準輪盤加速轉動，校準輪盤被動旋轉的速度信號通過編碼器變為脈沖信號，再經過信號調理電路后送給DSP實時計算輪盤的線速度大小V，根據測得的速度值和已知兩次測速之間的時間差At，計算得到校準輪盤的加速度的大小a ； 第二步。當檢測到校準輪盤線速度大小達到設置的電氣動作速度大小時，校準裝置控制電氣動作信號產生電路工作即控制繼電器組中的一個繼電器觸點由閉合到斷開來模擬電梯限速器電氣開關的動作過程，測試儀檢測到這個變化，即認為接收到電氣動作產生信號，此時對應的校準輪盤的線速度大小即為電氣動作速度將測試儀檢測到的電氣動作速度V’ e和校準裝置實際產生的電氣動作速度大小 ' 進行比較，可以用于評估測試儀對電氣動作速度的檢測靈敏度； 第三步。當檢測輪盤達到設置的機械動作速度大小的時候，校準裝置通過繼電器組控制BLDC的三相端子線U、V、W短接，校準輪盤受到一個與轉動方向相反的力矩抵制，從而產生減速動作(用于模擬電梯限速器的突然制動)，測試儀檢測到這個速度變化，會記錄此時校準輪盤的線速度大小(即認為產生了機械動作速度)Vm，將測試儀檢測到的機械動作速度V’m和校準裝置實際產生的機械動作速度大小\進行比較，可以用于評估測試儀對于機械動作速度的檢測靈敏度。
【文檔編號】G01P21/02GK103995153SQ201410197877
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月9日 優先權日:2014年5月9日
【發明者】崔江, 陳未 申請人:南京航空航天大學