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TR1C轉矩轉速采集儀

      TR-1C轉矩轉速采集儀以磁電相位差式轉矩傳感器為檢測元件,可以采集傳動機械的轉矩、轉速、功率。該儀器以數碼管顯示采集結果,備有RS232(或定製半雙工RS485)標準串行接口,可與計算機通信,或與微型打印機接口。該儀器可選配轉矩、轉速報警輸出單元。

 

一、技術指標

 

      1、 采樣周期: 0.1秒、1秒、2秒、4秒。

      2、轉矩采集範圍:0~50000Nm

      3、轉速采集範圍(轉矩傳感器齒數為120,外轉速傳感器齒數為60):

采樣周期為0.1秒:
      ① 轉矩傳感器測速:采集範圍為 14~50000r/min。
      ② 外轉速傳感器測速:采集範圍為 28~10000r/min。

采樣周期為1秒:
      ① 轉矩傳感器測速:采集範圍為 3.5~27000r/min。
      ② 外轉速傳感器測速:采集範圍為 7~10000r/min。

采樣周期為2秒:
      ① 轉矩傳感器測速:采集範圍為 2.3~12000r/min。
      ② 外轉速傳感器測速:采集範圍為 4.6~10000r/min。

采樣周期為4秒:
      ① 轉矩傳感器測速:采集範圍為 1.2~6000r/min。
      ② 外轉速傳感器測速:采集範圍為 2.3~10000r/min。

      4、轉矩采集誤差:小於0.1%

      5、轉速采集誤差:小於0.1%

      6、 轉矩、轉速模擬量輸出誤差:小於0.5%

        轉矩模擬量(無反向):0~10V輸出,0V對應於0Nm,10V對應於正反向滿量程。
        轉矩模擬量(帶反向):0~10V輸出,0Nm對應5V輸出;正向滿量程輸出10V;反向滿量程輸出0V。
        轉速模擬量:0~10V輸出,0V對應於0r/min,10V對應於正反向滿量程。
        輸出阻抗:100Ω

      7、轉矩信號幅度:不小於0.2V ,不大於20V 有效值

      8、外轉速信號幅度:大於4v(脈衝幅度)

      9、轉矩采集電路輸入阻抗:10KΩ

      10、外轉速采集電路輸入阻抗:10KΩ

      11、消耗功率:小於10w

      12、自動判別並顯示正負轉矩

      13、轉矩、轉速報警輸出信號:電壓為5V,每路電流小於50mA。(該單元為選配)

 

二、前後麵板介紹

      前麵板配置了“參數”、“向上”、“向下”三隻按鍵 ,以實現人機對話。配置了“信號1” 、“信號2” 、“信號3” 、“外轉速” 4隻發光管用於指示儀器的工作狀態。“信號1” 、“信號2” 、“信號3”燈指示對應信號是否輸入;“外轉速”燈指示測速信號的來源。

 

三、係統設置

 

該係統需設置如下參數:

      1.轉矩量程    2.轉速量程    3.傳感器係數    4.轉速輸入選擇    5.轉矩傳感器齒數    6. 外轉速傳感器齒數    7.采樣周期    8. 串口通信地址    9. 轉矩清零    10. 轉速清零   11.轉速補零   12. 串口通信選擇   13.定時打印開關   14.定時打印時間   15. 轉矩模擬量極性   16.轉矩報警閥值(選配)   17.轉速報警閥值(選配)

      “參數”鍵為多功能鍵,用於設置16個係統參數。“向上”鍵用於轉矩補零及修改係統參數;“向下”鍵用於手動打印及修改係統參數。
      儀器上電時,顯示兩幀信息:第一幀顯示儀器型號(tr-1c)和儀器出廠編號(如5801);第二幀顯示“轉矩量程”、“ 傳感器係數”、“ 串口通信地址”,用於檢查關鍵參數是否正確。
      按一下“參數”鍵,係統進入參數設置狀態,此時,在功率顯示窗口顯示 F1(如下),
      XXXXX (轉矩量程值) F1
      再按一次“參數”鍵,顯示 F2,…… 一直顯示到 F16, F1~F16分別對應於如上16個參數。當顯示 F16時,若再按一下“參數”鍵,此時,在功率位置顯示“――”,係統將上麵16個參數存儲(掉電不丟失),然後,自動回到工作狀態。

 

具體說明:

 

      用“參數”鍵選擇參數,用“向上” 、“向下” 鍵改變設定值。

    (1) 轉矩量程 F1
      用於設定轉矩的量程,該值為轉矩傳感器的量程值。
      其值為1、2、5……10000、20000、50000。

    (2) 轉速量程 F2
      用於設定轉速的量程,為轉速模擬電壓輸出定標,該值為所測轉速信號的Zui大值。其值為1、2、5……10000、20000、50000。

    (3) 傳感器係數 F3
      用於設置轉矩傳感器的係數。
      當轉矩傳感器的標定係數為“1***”時,將該標定係數乘以5,再將所得值作為“轉矩傳感器係數”輸入。當轉矩傳感器的標定係數為“7***”、“8***”、“9***”時,將此標定係數直接輸入。

    (4) 轉速輸入選擇 F4
      用於選擇采集轉速的信號源。
      當顯示“in”時,表示采集轉速的信號來源於轉矩傳感器;當顯示“out”時,表示信號來源於外部的光電傳感器,此時“外轉速”燈點亮。

    (5) 轉矩傳感器齒數 F5
      用於設定轉矩傳感器齒數。範圍:1~250。

    (6)外轉速傳感器齒數 F6
      用於設定外轉速傳感器齒數,當不需用外轉速傳感器采集轉速時,可不輸入此參數。範圍:1~250。

    (7)采樣周期選擇 F7
      可選值為0.1秒、1秒、2秒、4秒。

    (8) 串口通信地址 F8
      用於設置本機的通信地址,範圍為0~30。當沒有通信時,可不設置此參數。

    (9)轉矩清零 F9
      在F9狀態,用“向上”或“向下” 鍵進行轉矩清零(清除初始轉矩補零值)。當顯示“0”時,表示係統的初始轉矩補零值為零;當顯示為空時,表示係統的初始轉矩補零值不為零。對轉矩補零值進行清零,可用於采集轉矩傳感器的相位(設置量程為100,係數為7200),儀器顯示的轉矩值即為傳感器的相位。

    (10)轉速清零 F10
      在F10狀態,用 “向上”或“向下” 鍵進行轉速清零(清除扣除的初始轉速值)。當顯示“0”時,表示係統的初始轉速扣除值為零;當顯示為空時,表示係統的初始轉速扣除值不為零。

    (11)轉速補零 F11
      在F11狀態,用 “向上”或“向下” 鍵操作。在轉速窗口顯示扣除的轉速值。此操作用於扣除傳感器的初始相對轉速值。如果啟動了傳感器的小電機而主軸上又沒有另裝外轉速傳感器,這時可以將內轉速減去小電機轉速來得到主軸實際轉速 。具體方法是:不啟動被測對象,使主軸轉速為0, 啟動小電機 ,按“向上”或“向下”鍵,係統自動進行轉速補零,並將補零值存儲,不需每次使用時都進行此操作。

    (12)串口通信選擇 F12
      儀器的通信端口為多功能口,可與計算機或微型打印機接口。
      在F12狀態,用 “向上”或“向下” 鍵操作。有“Con”、“Pri”兩種狀態。
      “Con”:表示與計算機通信;“Pri”:表示與打印機接口。

    (13)定時打印開關 F13
      在F13狀態,用 “向上”或“向下” 鍵操作。有“on”、“OFF”兩種狀態。

    (14)定時打印時間 F14
      在F14狀態,用 “向上”或“向下” 鍵改變定時打印時間。

      1. 在采樣周期為0.1秒時,定時打印時間間隔為(單位:秒):顯示值×0.1;
      2. 在采樣周期為1秒時,定時打印時間間隔為(單位:秒):顯示值;
      3. 在采樣周期為2秒時,定時打印時間間隔為(單位:秒):顯示值×2
      4. 在采樣周期為4秒時,定時打印時間間隔為(單位:秒):顯示值×4

    (15)轉矩模擬量輸出極性選擇 F15
      在F15狀態,用 “向上”或“向下” 鍵改變轉矩模擬量輸出極性。
      當顯示“POL”時,轉矩模擬量帶方向,0Nm對應5V輸出;正向滿量程輸出10V;反向滿量程輸出0V。
      當顯示“no” 時,轉矩模擬量不帶方向,0Nm對應0V輸出;正反向滿量程輸出10V。

    (16)轉矩報警輸出閥值 F16(選配)
      在F16狀態,用 “向上”或“向下” 鍵改變轉矩報警輸出閥值。

    (17)轉速報警輸出閥值 F17(選配)
      在F17狀態,用 “向上”或“向下” 鍵改變轉速報警輸出閥值。

 

四、轉矩補零

      此操作用於補償傳感器的初始相位以及轉動器件的附加轉矩,有2種方法。
      (1)開啟轉矩傳感器的輔助電機,產生初始相位信號,進行補零。補零結束後,關閉輔助電機。該方法用於采集動力器件,如電機等。
      (2)脫開負載,開啟主電機,進行補零。該方法用於采集傳動器件,如減速機等。
      方法為:在非參數設置狀態,按住“向上”鍵不鬆開,直到顯示的轉矩值近似為零(約3秒),係統自動進行轉矩補零,並將補零值存儲,不需每次使用時都進行此操作。

 

五、手動打印

      在非參數設置狀態,按 “向下”鍵。

 

六、傳感器的連接

      (1)將轉矩傳感器的兩根信號線接至儀表的“信號1”、“信號2”插座,二者無方向性。
      (2)將轉速傳感器的信號線接至儀表的“信號3”插座,當不需用外轉速傳感器采集轉速時,不接此信號。該端子引腳配置為:
      1腳:+12v 2腳:信號 3腳:地
      當傳感器運轉時,“信號1”、“信號2”、“信號3”指示燈亮,表示對應的信號連接是否正確。

 

七、模擬量輸出

      “模擬量”輸出端子輸出2路模擬電壓,分別對應於轉矩和轉速的采集值,當轉矩(或轉速)采集值達到量程時,輸出10V的直流電壓。該端子引腳配置為:
      1腳:轉矩模擬量 2腳:地 3腳:轉速模擬量

 

八、轉矩、轉速報警信號輸出(選配)

      當轉矩、轉速值大於閥值時,儀器輸出開關信號,驅動外部器件,如:固態繼電器。
      1、2腳:轉矩報警輸出 1(+),2(-)
      3、4腳:轉速報警輸出 3(+),4(-)

 

九、計算機通信連接

      該儀器提供RS232(或RS485)串行接口,可與其他設備進行通信。串行通信端口(DB9)引腳如下:
      RS232接口: 2腳:TXD 3腳:RXD 5腳:地
      RS485接口: 2腳:A 3腳:B 5腳:地
      提供TR.dll動態鏈接庫供用戶直接調用。TR.dll 動態鏈接庫中,包括TR_DATA過程,用於讀取電流值。

DELPHI語言過程申明如下:
      procedure TR_DATA(port,addr_mcu:integer;var NM,RPM:real); stdcall;

VB語言過程申明如下:
      Private Declare Sub TR_DATA Lib "TR.dll" (ByVal Port As Integer, ByVal addr_mcu As Integer, NM As Double, rpm As Double);

其中:
      port: 計算機COM口值。其值為1、2、3等。“1”表示COM1口,“2”表示COM2口
      addr_mcu: 轉矩轉速儀的通信地址。其值為0、1、2...255, 須與轉矩轉速儀的通信地址相同。
      NM:轉矩值
      RPM:轉速值

NM、RPM返回值說明:
      1.當NM或RPM 值為 -100000時,表示通信聯絡失敗。可能的原因有:計算機 COM口值(port)設置錯誤;addr_mcu的值與轉矩轉速儀的通信地址不同;
      2.當NM或RPM 值為 -200000時,表示數據傳輸時出錯。可將該次通信數據舍去。
      3.當NM或RPM 值為 -300000時,表示轉矩轉速儀發出的數據溢出,可將該次通信數據舍去。

 

十、微型打印機接口

      該儀器通過RS232(或RS485)串行接口與打印機連接,輸出ASCII碼。
      串行口通信格式: 波特率為9600,無奇偶校驗位。
      打印樣式: 0.00000Nm 0.0000r/min 0.0000kW

 

十一、注意事項

      (1)正確設置“轉矩量程 F1”、 “傳感器係數 F3” 、“轉速輸入選擇 F4” 、“轉矩傳感器齒數 F5”,否則采集結果將會錯誤。
      (2) 用正確的方法補零。
      (3) 當轉矩傳感器的轉速較低時(約低於50r/min),轉矩傳感器的輸出信號幅度很小,可能使儀器不能正確采集,出現轉矩、轉速值不穩定現象,此時,宜開啟轉矩傳感器的輔助電機,提高傳感器的相對轉速。
      (4) 采樣周期的選擇
      通常,采用1S的采樣時間進行采樣,但是如果工況不太穩定,或者存在周期性地波動,而又希望得到一個穩定的平均采集值,可將采樣周期設為2s或4s。當需要采集較快工況的變化過程時,則可選擇0.1s 的采樣周期。如果信號頻率不夠高,提高采樣速率是沒有意義的。