一種電機轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)換實訓(xùn)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明用于測量電機轉(zhuǎn)速和具有信號轉(zhuǎn)換功能的電子、電氣實訓(xùn)裝置，具有測量電機轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向和顯示功能，并且能夠提供多種信號輸出接口功能。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電機轉(zhuǎn)速的測量可以通過多種方式實現(xiàn)，有很多成品的轉(zhuǎn)速測量儀表，這些儀表特點是應(yīng)用具有轉(zhuǎn)速測量、顯示和通訊等功能，但是有的儀表測量儀器接口方式不能滿足要求；有的轉(zhuǎn)速信號輸出方式單一；有的不具備編碼器信號輸出或輸出方式單一，操作方式不適合學(xué)生的練習(xí)；對于實訓(xùn)室應(yīng)用，只能滿足部分功能，不能滿足課程實訓(xùn)的特殊性要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明發(fā)明是為了解決電機轉(zhuǎn)速測量裝置當(dāng)中，功能單一，不能滿足多功能實訓(xùn)要求而提供的一種電機轉(zhuǎn)速多功能測量實訓(xùn)裝置；本發(fā)明通過對增量式編碼器輸出信號進行測量和變換，以一定方式顯示電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向；向外提供電機轉(zhuǎn)速的0~5V模擬電壓信號和4~20mA電流信號；向外提供低電平直流0V，高電平直流24V的NPN和PNP兩種編碼器接口輸出。通過本裝置，學(xué)生能夠直觀的在操作顯示面板看到電機轉(zhuǎn)速及電機旋轉(zhuǎn)方向，也能夠把電機轉(zhuǎn)速信號和編碼器信號輸出的PLC等控制設(shè)備上使用，這是同類產(chǎn)品當(dāng)中所不具備的。
[0004]本發(fā)明由AC/DC電源模塊、信號轉(zhuǎn)換處理電路板、六位LED數(shù)碼管顯示模塊和操作顯示面板四個部分組成。電源模塊把交流電源轉(zhuǎn)換成直流，向信號轉(zhuǎn)換處理電路板提供電源；信號轉(zhuǎn)換處理電路板完成0~1500rad/min轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向信號的測量及顯示，將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)0~5V模擬電壓信號和4~20mA電流信號輸出；編碼器信號引入信號轉(zhuǎn)換處理板后，經(jīng)電路變換，向外提供NPN和PNP兩種編碼器信號接口輸出；六位LED數(shù)碼管顯示模塊顯示電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，5位數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)速數(shù)值，第6位數(shù)碼管顯示轉(zhuǎn)向；操作顯示面板是電機轉(zhuǎn)速測量信號輸入和多功能信號輸出面板，操作顯示面板開孔嵌入六位LED數(shù)碼管顯不豐旲塊。
[0005]采用以上結(jié)構(gòu)，本發(fā)明裝置具有以下有益效果:第一，本裝置除了滿足電機轉(zhuǎn)速的測量外，還同時具有標(biāo)準(zhǔn)0~5V電壓和4~20mA電流轉(zhuǎn)速信號輸出，具備轉(zhuǎn)速信號輸出多樣性的特點，兼容性好，又可向外提供NPN和PNP兩種編碼器信號接口輸出，克服了編碼器信號輸出方式單一，提高了電路的兼容性和功能型；第二，特別是采用信號轉(zhuǎn)接板連接操作面板與信號轉(zhuǎn)換處理電路板，便于信號線路的安裝，滿足了實訓(xùn)的特殊要求；第三，本裝置采用高性能單片機處理編碼器信號，使用模擬、數(shù)字電路技術(shù)，集轉(zhuǎn)速信號測量處理、顯示、標(biāo)準(zhǔn)信號輸出接口等多功能于一體，裝置性價比高。
[0006]下面，結(jié)合附圖和實施事例對本發(fā)明之一種電機轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)換實訓(xùn)裝置作進一步的說明。
【附圖說明】
[0007]圖1:本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0008]圖2:信號轉(zhuǎn)換處理電路板原理框圖。
[0009]圖3:操作顯示面板結(jié)構(gòu)原理圖。
[0010]圖4:六位LED數(shù)碼管顯示模塊原理框圖。
[0011]圖中:
1-AC/DC電源模塊，II 一信號轉(zhuǎn)換處理板，III一六位LED數(shù)碼管顯示模塊，，IV—操作顯示面板，IIA —編碼器信號輸出電路，IIB - 0-5V電壓輸出電路，IIC — 4~20mA電流輸出電路，IV A 一操作面板，IV B 一顯不模塊開孔，IV C 一信號轉(zhuǎn)接板，V —單相220V電源插頭，I 一直流電源接口，2 —編碼器接口電路，3 —信號轉(zhuǎn)換電路，4 一高性能單片機，5 —數(shù)碼顯示接口電路，6 — PWM轉(zhuǎn)0~5V電路，7 - 0-5V轉(zhuǎn)4~20mA電路，8 — 0-5V信號輸出接口，9 - 4~20mA信號輸出接口，10 —編碼器NPN信號輸出接口，11 —編碼器PNP信號輸出接口，12 —信號轉(zhuǎn)接板編碼器NPN接口，13 —信號轉(zhuǎn)接板編碼器PNP接口，14 一信號轉(zhuǎn)接板0~5V信號接口，15 —信號轉(zhuǎn)接板4~20mA信號接口，16 —操作顯示面板安裝孔(I )，17 —六位LED數(shù)碼顯示模塊安裝孔，18 一操作顯示面板安裝孔(2)，19 一模擬量0~5V輸出插孔，20 一模擬量4~20mA輸出插孔，21 —旋轉(zhuǎn)編碼器NPN信號輸出插孔，22 —旋轉(zhuǎn)編碼器PNP信號輸出插孔，23 - SPI總線接口，24 —數(shù)碼管驅(qū)動(I )，25 —數(shù)碼管驅(qū)動(2)，26 一六位數(shù)碼管。
【具體實施方式】
[0012]一種電機轉(zhuǎn)速測量轉(zhuǎn)換實訓(xùn)裝置由AC/DC電源模塊1、信號轉(zhuǎn)換處理電路板I1、六位LED數(shù)碼管顯示模塊III和操作顯示面板IV四個部分組成(參見圖1)。
[0013]AC/DC電源模塊I是將單相交流220V轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷?5V和+24V電源，提供給信號轉(zhuǎn)換處理板，再由信號轉(zhuǎn)換處理板提供給編碼器、六位LED數(shù)碼管顯示模塊和操作顯示面板24V輸出。
[0014]信號轉(zhuǎn)換處理板II是由直流電源接口電路1、編碼器接口電路2、信號轉(zhuǎn)換電路3、高性能單片機4、數(shù)碼顯示接口電路5、PWM轉(zhuǎn)0~5V電路6、0~5V轉(zhuǎn)4~20mA電路7、0~5V信號輸出接口 8、4~20mA信號輸出接口 9、編碼器NPN信號輸出接口 10、編碼器PNP信號輸出接口 11組成(參見圖2)。信號轉(zhuǎn)換處理板II以高性能單片機4為核心，進行編碼器信號的處理和流程控制。與電機連接的編碼器輸出兩路正交脈沖信號，信號轉(zhuǎn)換處理板向編碼器提供+24V電源，連接至信號轉(zhuǎn)換處理板的編碼器接口電路2，經(jīng)過電路的轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)TTL電平脈沖信號，連接至信號轉(zhuǎn)換電路3和編碼器信號輸出電路IIA，信號轉(zhuǎn)換電路3將兩路正交TTL電平脈沖轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速兩倍頻脈沖信號和轉(zhuǎn)向電平信號，輸入高性能單片機4進行計算處理，通過數(shù)碼管顯示接口 5與六位LED數(shù)碼管顯示模塊III連接，顯示電機轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向；0~5V電壓輸出電路IIB包括PWM轉(zhuǎn)0~5V電路6和0~5V信號輸出接口電路8，高性能單片機4將計算得出的電機轉(zhuǎn)速通過端口輸出PWM信號，經(jīng)PWM轉(zhuǎn)0~5V電路6，輸出0~5V電壓信號，經(jīng)0~5V信號輸出接口 8輸出；4~20mA電流輸出電路IIC包括0~5V轉(zhuǎn)4~20mA電路7和4~20mA信號輸出接口 9，0~5V電壓信號再經(jīng)過0~5V轉(zhuǎn)4~20mA電路7，將電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號，通過4~20mA信號輸出接口 9，將與轉(zhuǎn)速信號對應(yīng)的4~20mA信號輸出；編碼器信號輸出電路IIA由編碼器NPN信號輸出接口電路10和編碼器PNP信號輸出接口電路11組成，將編碼器信號轉(zhuǎn)換為NPN信號輸出和PNP信號輸出。
[0015]六位LED數(shù)碼管顯示模塊III由SPI總線接口 2