專利名稱：耕作機械作業(yè)工況實時遙測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測試儀器，尤其是一種耕作機械作業(yè)工況的實時測試儀器。
背景技術(shù)：
農(nóng)業(yè)機械的研究開發(fā)和產(chǎn)品檢測需要在實驗室和野外實際工作環(huán)境對農(nóng)機具運行中的扭矩、轉(zhuǎn)速、功率輸出、油耗、機械振動、拉壓力等參數(shù)進行測試，從而可以全面地考核、評價農(nóng)機具的主要性能，為改進設(shè)計和質(zhì)量監(jiān)督提供依據(jù)。目前，農(nóng)機試驗用測試儀器以單片機系統(tǒng)最為廣泛，此類測試系統(tǒng)主要由傳感器、單片機、輸出顯示部分組成。工作時，傳感器將采集到的測試數(shù)據(jù)輸送到單片機，經(jīng)處理后將測試結(jié)果輸出顯示。
此類現(xiàn)有測試儀器雖使用、攜帶方便，造價低，但擴展能力差，數(shù)據(jù)處理、分析功能少，存貯容量有限。此外，還有少量有線遙測車在用，這些測試車儀器設(shè)備配備復雜，體積大，造價高，測試周期長，不利于普及和推廣應(yīng)用。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提出一種不僅攜帶使用方便、而且可以實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)母鳈C械作業(yè)工況實時遙測儀，從而使測試工作更靈活便捷，易于推廣應(yīng)用。
為了達到以上目的，本實用新型的耕作機械作業(yè)工況實時遙測儀包括傳感器和計算機數(shù)據(jù)處理、分析、顯示系統(tǒng)，還包括無線發(fā)射裝置和無線接收裝置，所述無線發(fā)射裝置主要由V/F轉(zhuǎn)換模塊和與V/F轉(zhuǎn)換模塊輸出端連接的發(fā)射模塊構(gòu)成，所述發(fā)射模塊的輸出端接發(fā)射天線，所述無線接收裝置主要由接收天線和與之連接的接收模塊構(gòu)成，所述傳感器的信號輸出端接無線發(fā)射裝置的V/F轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，所述無線接收裝置中接收模塊的輸出端接所述計算機的數(shù)據(jù)接收端口連接。
測試時，傳感器輸出的數(shù)字頻率信號經(jīng)V/F轉(zhuǎn)換成射頻信號后，通過發(fā)射模塊經(jīng)發(fā)射(定向)天線發(fā)射出去。之后，信號為無線接收裝置的接收天線接收，經(jīng)接收模塊還原為數(shù)字頻率信號，送入計算機，通過數(shù)據(jù)處理、分析，輸出顯示及打印。這樣，工作地點不受限制，測試更靈活便捷，并且數(shù)據(jù)處理、分析能力強，存貯容量大，有利于推廣應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。


圖1為本實用新型一個實施例的示意圖。
圖2為本實用新型一種典型傳感器的電路原理圖。
具體實施方式
實施例一本實施例的耕作機械作業(yè)工況實時遙測儀如圖1所示，本系統(tǒng)主要由JN338型系列扭矩轉(zhuǎn)速傳感器、VXM110型和FS8200型振動傳感器、MCL-Z型系列拉壓力傳感器、JWY型油耗傳感器，以及無線發(fā)射裝置、無線接收裝置、DSPS2000型采集卡和加載采集分析處理軟件的Apollo-150型工業(yè)控制計算機組成。
其中，無線發(fā)射裝置主要由三組并行的JN338-V/F型V/F轉(zhuǎn)換模塊和與V/F轉(zhuǎn)換模塊輸出端連接的F49型發(fā)射模塊構(gòu)成，發(fā)射模塊的輸出端接發(fā)射天線。無線接收裝置主要由接收天線和與之連接的J49型接收模塊構(gòu)成。
各傳感器的信號輸出端接無線發(fā)射裝置的V/F轉(zhuǎn)換模塊的輸入端。無線接收裝置中接收模塊的輸出端通過采集卡接工業(yè)控制計算機的數(shù)據(jù)接收端口，該采集卡含有隔離模塊和定時計數(shù)模塊。
實施時，將以上型號的各電路器件組成相應(yīng)的電路，即可實現(xiàn)。
測試時，扭矩、轉(zhuǎn)速傳感器等輸出的數(shù)字頻率信號(其他信號輸出類型的傳感器可增加信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字頻率信號)分別接對應(yīng)的無線發(fā)射模塊，通過FSK調(diào)制方式經(jīng)發(fā)射(定向)天線發(fā)射出去。
之后，位于遠程測試車上的射頻信號經(jīng)接收天線接收，由接收模塊還原為數(shù)字頻率信號，通過采集卡送入工業(yè)控制計算機。工業(yè)控制計算機接收數(shù)字信號后，可實時分析處理，也可將測試結(jié)果連續(xù)存儲，以形成數(shù)字化扭矩、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)流。在對測試信號進行分析處理后，顯示及打印輸出。
實踐證明，本實施例可將耕作機械田間作業(yè)時的轉(zhuǎn)速、扭矩、振動、拉壓力和動力燃油耗等技術(shù)參數(shù)進行實時采集、發(fā)射、接收和數(shù)據(jù)分析處理。實時數(shù)據(jù)無線傳輸速率4800bps，信道2，距離800m。其中的無線發(fā)射裝置具有以下優(yōu)點1.透明式數(shù)據(jù)傳輸，無需改變原有通信程序及連接方法，方便靈活；2.采用高穩(wěn)定度晶體振蕩，頻率的瞬時及長期穩(wěn)定度高；3.全封閉金屬外殼，抗干擾能力強；4.工業(yè)級產(chǎn)品設(shè)計，工作溫度范圍寬，可適合野外工作；5.大面積的散熱設(shè)計，可長時間連續(xù)發(fā)射；6.具有良好的發(fā)射匹配，輻射場強大、單位功率通信距離遠。
必要時，該測試儀也可從發(fā)射裝置有線連接六路頻率信號直接輸入數(shù)據(jù)采集器和計算機，進行各種數(shù)據(jù)的實時分析處理。
本實施例中的扭矩傳感器如圖2所示，由旋轉(zhuǎn)和非旋轉(zhuǎn)部分組成。其中，旋轉(zhuǎn)部分包括整流穩(wěn)壓濾波電路、應(yīng)變橋、運算放大電路；非旋轉(zhuǎn)部分包括電壓變換隔離電路、勵磁電路。
非旋轉(zhuǎn)部分的電壓變換隔離電路經(jīng)勵磁電路接能源環(huán)行變壓器初級。能源環(huán)行變壓器的次級位于旋轉(zhuǎn)部分，其輸出經(jīng)整流穩(wěn)壓濾波電路、應(yīng)變橋、運算放大電路接自帶的V/F變換電路，該變換電路的輸出接信號環(huán)行變壓器初級。信號環(huán)行變壓器次級接信號處理輸出的發(fā)射天線。
工作時，旋轉(zhuǎn)和非旋轉(zhuǎn)部分分別與待測農(nóng)機具的轉(zhuǎn)軸和機架連接。電源經(jīng)勵磁電路勵磁后，通過能源環(huán)行變壓器，經(jīng)旋轉(zhuǎn)部分的整流穩(wěn)壓濾波電路向應(yīng)變橋供電，應(yīng)變橋因農(nóng)機具相對運動產(chǎn)生的扭矩應(yīng)變信號經(jīng)放大電路放大以及V/F轉(zhuǎn)換后，通過信號環(huán)行變壓器耦合傳輸?shù)椒切D(zhuǎn)部分，再由后續(xù)發(fā)射裝置中的發(fā)射天線發(fā)射出去，完成信號的輸出。
該扭矩、轉(zhuǎn)速傳感器將現(xiàn)有各種常規(guī)電路以及器件合理組合在一起，具有以下特點1.既可以測量靜止扭矩，也可以測量旋轉(zhuǎn)扭矩；2.既可以測量靜態(tài)扭矩，也可以測量動態(tài)扭矩；3.檢測精度高，穩(wěn)定性好，抗干擾性強；4.體積小，重量輕，多種安裝結(jié)構(gòu)，易于安裝使用；5.不需反復調(diào)零即可連續(xù)測量正反轉(zhuǎn)扭矩；6.沒有導電環(huán)等磨損件，可以高轉(zhuǎn)速長時間運行；7.傳感器輸出的高電平頻率信號可直接送計算機處理；8.測量彈性體強度大可承受50％的過載。
除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種耕作機械作業(yè)工況實時遙測儀，包括傳感器和計算機數(shù)據(jù)處理、分析、顯示系統(tǒng)，其特征在于還包括無線發(fā)射裝置和無線接收裝置，所述無線發(fā)射裝置主要由V/F轉(zhuǎn)換模塊和與V/F轉(zhuǎn)換模塊輸出端連接的發(fā)射模塊構(gòu)成，所述發(fā)射模塊的輸出端接發(fā)射天線，所述無線接收裝置主要由接收天線和與之連接的接收模塊構(gòu)成，所述傳感器的信號輸出端接無線發(fā)射裝置的V/F轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，所述無線接收裝置中接收模塊的輸出端接所述計算機的數(shù)據(jù)接收端口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述耕作機械作業(yè)工況實時遙測儀，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理、分析、顯示系統(tǒng)為工業(yè)控制計算機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述耕作機械作業(yè)工況實時遙測儀，其特征在于所述無線接收裝置中接收模塊的輸出端通過采集卡接工業(yè)控制計算機的數(shù)據(jù)接收端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述耕作機械作業(yè)工況實時遙測儀，其特征在于所述傳感器包括扭矩傳感器，所述扭矩傳感器由旋轉(zhuǎn)和非旋轉(zhuǎn)部分組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述耕作機械作業(yè)工況實時遙測儀，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)部分包括整流穩(wěn)壓濾波電路、應(yīng)變橋、運算放大電路；非旋轉(zhuǎn)部分包括電壓變換隔離電路、勵磁電路；所述非旋轉(zhuǎn)部分的電壓變換隔離電路經(jīng)勵磁電路接能源環(huán)行變壓器初級；所述能源環(huán)行變壓器的次級位于旋轉(zhuǎn)部分，其輸出經(jīng)整流穩(wěn)壓濾波電路、應(yīng)變橋、運算放大電路接V/F變換電路，所述變換電路的輸出接信號環(huán)行變壓器初級；所述信號環(huán)行變壓器次級接信號輸出發(fā)射天線。
專利摘要本實用新型涉及一種耕作機械作業(yè)工況的實時測試儀器。該測試儀包括傳感器和計算機數(shù)據(jù)處理、分析、顯示系統(tǒng)，還包括無線發(fā)射裝置和無線接收裝置，所述無線發(fā)射裝置主要由V/F轉(zhuǎn)換模塊和與V/F轉(zhuǎn)換模塊輸出端連接的發(fā)射模塊構(gòu)成，所述發(fā)射模塊的輸出端接發(fā)射天線，所述無線接收裝置主要由接收天線和與之連接的接收模塊構(gòu)成，所述傳感器的信號輸出端接無線發(fā)射裝置的V/F轉(zhuǎn)換模塊的輸入端，所述無線接收裝置中接收模塊的輸出端接所述計算機的數(shù)據(jù)接收端口連接。該測試儀使用時，工作地點不受限制，測試更靈活便捷，并且數(shù)據(jù)處理、分析能力強，存貯容量大，有利于推廣應(yīng)用。
文檔編號G01D21/02GK2845053SQ20052007564
公開日2006年12月6日 申請日期2005年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月20日
發(fā)明者彭卓敏, 朱繼平, 袁棟, 丁艷, 夏敏, 楊俊飛, 張盛 申請人:農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所