專利名稱：速度測定儀器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于儀器儀表技術領域，具體說是一種對家用電器試驗的速度測定儀器。
背景技術：
在家用電器行業(yè)中，例如冰箱、洗衣機廠要經(jīng)常做一些測試、老化、抗疲勞、抗碰撞等試驗。對于這些試驗在國家標準中都有明確的指標規(guī)定。在碰撞試驗中，被測試產(chǎn)品被固定于一快速行進的載體上，當運行到按國標規(guī)定的幾種速度時，載體與碰撞體相撞，而后將被測試產(chǎn)品通電使用，檢測相撞所帶來的沖擊對被測儀器的正常使用是否有影響。碰撞試驗通過以下過程來實現(xiàn)的，參見圖1，將裝有滾輪的載體，裝上被測試產(chǎn)品，置于一可調(diào)整傾斜角的斜面上，由初始位置出發(fā)，向下滾動一段位移后與碰撞體相撞，傾斜角不同，最終達到的速度也不相同，這些速度應與國標規(guī)定的速度相對應。通常要獲得國標規(guī)定的速度要調(diào)整斜面的傾斜角(可方便調(diào)整)，而速度是由下面的計算公式得來的s=12at2;]]>a＝gsinθ；v=at=2sgsinθ;]]>s，位移；a，加速度；g，重力加速度；θ，傾斜角；這樣得出的速度忽略了摩擦力及其他阻力的影響，在位移一定的情況下，速度只與傾斜角有關。而實際上，摩擦力對速度的影響是很大的，用上述公式計算出的速度的誤差也很大。怎樣精得到精確的速度值，廠方設想了許多方法，但這些方法不是造價高，就是誤差大，都不是很理想。鑒于以上原因，亟待研究一種可以在現(xiàn)場對上述碰撞速度進行現(xiàn)場、實時測量的儀器。
如何解決上述不足，則是本發(fā)明所面臨的設計課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種速度測定儀器，它可以解決現(xiàn)有技術存在的不能實時測速所存在的問題。
為了達到解決上述技術問題的目的，本發(fā)明的技術方案是，一種速度測定儀器，其特征在于包括裝在運載被測試產(chǎn)品的運載體上的擋光窄條，在做碰撞試驗斜面附近安裝一對紅外發(fā)光管和紅外接收管，紅外發(fā)光管與紅外接收管相對安裝，一直處于感應狀態(tài)，紅外接收管接收的信號傳送至速度測定儀器主機，當擋光窄條通過紅外發(fā)光管與紅外接收管之間，開始擋光到結(jié)束擋光，紅外接收管所輸出的信號不同，經(jīng)速度測定儀器主機處理，實時顯示出碰撞時的速度。
在本發(fā)明的進一步的技術方案中，擋光窄條安裝在窄條調(diào)整裝置上，可調(diào)整擋光窄條在窄條調(diào)整裝置上的位置，窄條調(diào)整裝置安裝座裝在運載體上，紅外發(fā)光管和紅外接收管安裝在位置調(diào)整座上，調(diào)整座上設置有可改變位置的軌道，調(diào)整座安裝在斜面下部靠近碰撞體附近。
在本發(fā)明的進一步的技術方案中，擋光窄條的寬度范圍為5-20mm。
在本發(fā)明的進一步的技術方案中，擋光窄條、紅外發(fā)光管和紅外接收管的位置調(diào)整到，使得運載體運行至距碰撞體相當于擋光窄條寬度時開始計時，而運載體與碰撞體即將碰撞時計時結(jié)束。
在本發(fā)明的進一步的技術方案中，速度測定儀器主機中的信號采集處理模塊中包含有一光隔電路，所述光隔電路的發(fā)光端接收紅外發(fā)光管發(fā)出的控制信號，受光端經(jīng)驅(qū)動放大電路連接CPU的中斷信號輸入端，所述CPU將計算出的碰撞時速度通過總線分別經(jīng)串行接口輸出到顯示設備中，經(jīng)并行接口輸出到打印裝置中。
在本發(fā)明的進一步的技術方案中，所述CPU通過I2C總線與EPROM和RAM存儲器相連，分別對CPU的初始化程序和臨時數(shù)據(jù)進行存儲。
在本發(fā)明的進一步的技術方案中，所述CPU的時鐘端經(jīng)時鐘電路與外部晶振相連，為CPU提供基準時鐘。
在本發(fā)明的進一步的技術方案中，所述光隔電路采用一光電耦合器實現(xiàn)。
所述速度測定儀器的信號發(fā)生是由一對紅外發(fā)光管和接收管產(chǎn)生，紅外發(fā)光管是否被擋住，接收管所輸出的信號不同，擋光窄條開始擋光到擋光結(jié)束的時間由儀器內(nèi)部的處理器根據(jù)接收管傳送的信號的不同，啟動計數(shù)器，得出擋光窄條通過紅外發(fā)光管和接收管之間的時間，而后用已建立的數(shù)學模型計算出這段時間載體的平均速度，根據(jù)微分原理，如擋光窄條足夠窄，即近似于瞬時速度。
本發(fā)明具有優(yōu)點和積極效果1.本發(fā)明速度測定儀器是專為電器行業(yè)的電器產(chǎn)品做碰撞實驗而研制開發(fā)的一種儀器，在做碰撞實驗時，能夠?qū)崟r、準確測定運行載體在碰撞時的瞬時速度，并能夠?qū)崟r顯示、打印。
2.本發(fā)明速度測定儀器為智能化儀器，避免了忽略摩擦力人工計算帶來的誤差，直觀可靠，提高了檢測效率和測量準確性，使測定數(shù)據(jù)更具有實效性，準確性。
3.本發(fā)明速度測定儀器解決了困擾電器廠家許久的問題，巧妙地運用微分原理測定了運行載體在碰撞時的瞬時速度，且造價低、實用性強。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步說明。
圖1為現(xiàn)有技術碰撞實驗示意圖；1.被測試電器產(chǎn)品；2.運載體；3.斜面；4.碰撞體；s，位移；θ，傾斜角；圖2為本發(fā)明碰撞實驗速度測定示意圖；5.窄條調(diào)整裝置；6.擋光窄條；7.外發(fā)光管和接收管；8.紅外發(fā)光管和接收管位置調(diào)整座；9.顯示屏；10.打印裝置；11.速度測定儀器主機；12、信號線；13、電源線。
圖3為速度測定儀器的原理框圖。
具體實施例方式
參見圖2和圖3，擋光窄條6安裝在窄條調(diào)整裝置5上，窄條調(diào)整裝置5可調(diào)整擋光窄條6在窄條調(diào)整裝置5上的位置，窄條調(diào)整裝置6的安裝座裝在運載體2上。一對紅外發(fā)光管7和紅外接收管7安裝在位置調(diào)整座8上，兩管7相對安裝，調(diào)整座8上設置有可改變位置的軌道，以便微調(diào)距離，達到合適狀態(tài)。調(diào)整座8安裝在斜面3下部靠近碰撞體4附近。
通過上述調(diào)整裝置，將擋光窄條6、紅外發(fā)光管7和紅外接收管7的位置調(diào)整到，使得運載體2運行至距碰撞體4相當于擋光窄條6寬度時開始計時，而運載體2與碰撞體4即將碰撞時計時結(jié)束。在本實施例中，擋光窄條的寬度L為10mm。
在做碰撞試驗的斜面3的下部靠近碰撞體4的位置附近固定一對紅外發(fā)光管7和紅外接收管7，一直處于感應狀態(tài)，而在裝有被測試產(chǎn)品1的運載體2的相應位置安裝上一個有一定寬度L的窄條6(可阻擋紅外線透過)，調(diào)整紅外發(fā)光管和接收管位置調(diào)整結(jié)構(gòu)、窄條調(diào)整裝置，使得當載體由初始位置運行至距碰撞體L遠時，擋光窄條6阻擋紅外發(fā)光管7，速度測定儀器主機11中的信號采集處理模塊開始工作。當擋光窄條6剛進入紅外發(fā)光管7時，紅外接收管向光隔電路的發(fā)光端輸出高電平控制信號，發(fā)光端發(fā)光使受光端導通，進而向驅(qū)動放大電路輸出高電平控制信號。所述驅(qū)動放大電路對輸入的高電平控制信號進行放大處理后，向CPU的中斷信號輸入端INT0輸出高電平信號，控制CPU進入中斷程序。CPU在進入中斷后，調(diào)用計時程序開始計時。當擋光窄條剛離開紅外發(fā)光管時，紅外發(fā)光管向光隔電路的發(fā)光端輸出低電平信號，受光端斷開，驅(qū)動放大電路向CPU的中斷信號輸入端INT0輸出低電平信號，CPU中斷截止，計時結(jié)束。系統(tǒng)啟動軟件模型進行處理，也就是說運載體2與碰撞體4接觸時，運行L位移所用的時間T可以獲得，所需時間T通過CPU接收到的基準時鐘時間乘以計數(shù)值得到。CPU所獲得基準時鐘是通過時鐘電路由外部晶振OSC提供的。
根據(jù)公式V＝L/T，即計算出被測產(chǎn)品碰撞時的平均速度V。如果擋光窄條6足夠窄，該平均速度理論上等于運載體2與碰撞體4接觸時的速度。
CPU將計算出的碰撞時速以及當前的日期和時間信息一方面通過串行接口在顯示裝置上顯示輸出，另一方面經(jīng)并行接口通過打印裝置進行實時打印。
在速度測定儀器主機11中還包含有一EPROM程序存儲器和一RAM隨機存儲器，EPROM存儲CPU的初始化程序，在系統(tǒng)上電后，通過I2C總線傳輸給CPU，進而使CPU進入正常工作模式。RAM隨機存儲器對CPU產(chǎn)生的臨時數(shù)據(jù)進行存儲。速度測定儀器主機11通過采用上述電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了對光信號的采集和處理功能，完成了碰撞速度的實時顯示輸出。
當然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員，在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)，作出的變化、改型、添加或替換，都應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種速度測定儀器，其特征在于包括裝在運載被測試產(chǎn)品的運載體上的擋光窄條，在做碰撞試驗斜面附近安裝一對紅外發(fā)光管和紅外接收管，紅外發(fā)光管與紅外接收管相對安裝，一直處于感應狀態(tài)，紅外接收管接收的信號傳送至速度測定儀器主機，當擋光窄條通過紅外發(fā)光管與紅外接收管之間，開始擋光到結(jié)束擋光，紅外接收管所輸出的信號不同，經(jīng)速度測定儀器主機處理，實時顯示出碰撞時的速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速度測定儀器，其特征在于擋光窄條安裝在窄條調(diào)整裝置上，可調(diào)整擋光窄條在窄條調(diào)整裝置上的位置，窄條調(diào)整裝置安裝座裝在運載體上，紅外發(fā)光管和紅外接收管安裝在位置調(diào)整座上，調(diào)整座上設置有可改變位置的軌道，調(diào)整座安裝在斜面下部靠近碰撞體附近。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的速度測定儀器，其特征在于擋光窄條的寬度范圍為5-20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的速度測定儀器，其特征在于擋光窄條、紅外發(fā)光管和紅外接收管的位置調(diào)整到，使得運載體運行至距碰撞體相當于擋光窄條寬度時開始計時，而運載體與碰撞體即將碰撞時計時結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的速度測定儀器，其特征在于速度測定儀器主機中的信號采集處理模塊中包含有一光隔電路，所述光隔電路的發(fā)光端接收紅外發(fā)光管發(fā)出的控制信號，受光端經(jīng)驅(qū)動放大電路連接CPU的中斷信號輸入端，所述CPU將計算出的碰撞時速度通過總線分別經(jīng)串行接口輸出到顯示設備中，經(jīng)并行接口輸出到打印裝置中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的速度測定儀器，其特征在于所述CPU通過I2C總線與EPROM和RAM存儲器相連，分別對CPU的初始化程序和臨時數(shù)據(jù)進行存儲。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的速度測定儀器，其特征在于所述CPU的時鐘端經(jīng)時鐘電路與外部晶振相連，為CPU提供基準時鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的速度測定儀器，其特征在于所述光隔電路采用一光電耦合器實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種速度測定儀器，其特征在于包括擋光窄條，在斜面附近安裝一對紅外發(fā)光管和紅外接收管，紅外發(fā)光管與紅外接收管一直處于感應狀態(tài)，紅外接收管接收的信號傳送至速度測定儀器主機，當擋光窄條通過紅外發(fā)光管與紅外接收管之間，開始擋光到結(jié)束擋光，紅外接收管所輸出的信號不同，經(jīng)速度測定儀器主機處理，實時顯示出碰撞時的速度。本發(fā)明是專為電器產(chǎn)品做碰撞實驗而研制開發(fā)的一種儀器，在做碰撞實驗時，能夠?qū)崟r、準確測定運行載體在碰撞時的瞬時速度，提高了檢測效率和測量準確性，使測定數(shù)據(jù)更具有實效性，準確性。
文檔編號G01M7/08GK1776430SQ20051004526
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月24日
發(fā)明者王東明, 宋文杰, 楊慧, 漆隨平, 郭顏萍 申請人:山東省科學院海洋儀器儀表研究所