电梯曳引机扭振测试新方法的研究.pdf

维普资讯htp:iwww.Cqvip.com
电梯曳引机扭振测试新方法的研究
口张光辉1口江春来1□陈锡侯2
1.重庆大学机械传动国家重点实验室重庆4000
重庆工学院重庆400050
摘要:针对目前电梯曳引机担振测试方法的不足,提出了曳引机担振測试的新方法,即齿栅测试法。应用参考文献
4]的发明专利“微杌对脉冲信号的细分与辨向的新方法”,具体闻述了齿橱测试新方法的原理与实现过程。经仿兵测试试
验,验证了该方法的正确性与可行性。该方法弥补了目前曳引机扭振测试方法的不足,具有可长时间连续测试的特点。
关键词:曳引机扭振测试齿栅测试法AT8C51
中图分类号:TH825;TU976*.3
文献标识码:A
文章编号:1000-4998(2008)08-0071-04
在现代社会和经济活动中,电梯已经成为城市物对其进行采样和计数,再将采样数据交由上位PC机
质文明的一种标志,并且随着高层建筑的飞速发展而计算处理,最后测出扭振的有效值。齿栅测试法是一种
进入了新的纪元。曳引机作为电梯的驱动主机,其运转非接触式的测试方法,因而适合长时间的连续测试,弥
噪声与振动直接关系到电梯的性能、乘坐的舒适感以补了现有电梯曳引机扭振测试方法的不足
及电梯运行的平稳性和安全性。因此,每台电梯曳引机
电梯曳引机的扭振表现为角速度变化的不均匀
出厂前都要进行扭转振动(简称扭振)測试,电梯曳引性,为使扭振的有效值兼顾整个扭振的时间历程,因而
机输出轴的扭振是曳引机的重要技术指标1-。目前,选择曳引轮节径处扭振的有效值来衡量。如图2所示,
国内电梯曳引机扭振测试的方法是将速度传感器放置若传感器1输出信号为P,传感器2输出信号为P2,曳
在曳引轮上,当曳引轮旋转时,传感器就产生速度信引轮的半径为R(mm),外部插入的时钟脉冲信号P
号,通过对信号的分析来测定曳引机的扭振。而传感器的频率为1MHz,齿栅的齿数为Z,齿栅每个齿所代表
的信号引出线一般有3~4m长,随着曳引轮的旋转不的空间当量为K,且K=360/Z=2m/Z,P信号的软
断地缠绕在曳引轮上,当引出线缠绕完毕时,其测试过件分频数为7C1,P2信号的软件分频数为1。现以传感
程也就随之结束。因而,这种方法不能进行连续长时间器1输出的有效脉冲信号为采样基准对传感器2输出的
的测试,且测试精度不高,稳定性也不好。
脉冲信号进行测定,来测定电梯曳引机扭振的有效值。
针对目前电梯曳引机扭振测试方法的不足之处,
传感器1每来一个有效采样信号时,齿栅转过的空
本文提出了一种齿栅测试的新方法。这种方法可以进间当量△的1为:
行连续长时间的测试,而且具有测试精度高、稳定性好
△1=TC1×K=TC1×2Tノ
的特点,适合在工程实际中应用。
所经历的时间为
1测试原理及方法
2
则采样角速度为:
齿栅测试法并不需要将轮齿做成分度很小的栅
=△中1/△t
格,其细分是应用发明专利“微机对脉冲信号的细分
连续两次P有效采样信号到来时,P2信号的空间
与辨向的新方法”来实现。采用本方法实现
电梯曳引机扭振测试,是利用外部插人的时
钟脉冲作为辅助时间标尺对齿栅这一空间标
齿栅
尺的瞬时标定与实时细分,这种方法易于提传感器1
传感器2
高测试精度且成本低。具体的做法是:在被测
蜗轮输出轴端安装一个齿栅和一对互为180
对称安装的圆周角位移传感器,如图1所示
信号引线
信号引线
在齿栅旋转时两个传感器发出两路信号,将
炳路信号传给下位机的微处理器MCU分别
too Lso Lol tuo tat tュ
▲图1传感器安装示意图
收稿日期:2008年2月
▲图2测试原理图
ラ·机械制造46卷第3期
2008/8
维普资讯htp
测
当量为ム小2,如图2所示,则:
信,实现数据的接收与传送。具体的电路原理框架如图
△
(4)3所
式中:N为两次连续采样信号间P信号的有效脉冲
数;dlo为上次采样与上次采样到来后的下一次P2有效
传感器1信号
脉冲之间的部分;d为本次采样与本次采样到来后的
信号顶处理
下一次P2有效脉冲之间的部分
数
INTI
采用线性插值法求P信号的小数部分do和da1
晶振时钟模块
据
位
集
MCU(AT89C51
为
模
c通信模块
机
系
d,o =(tol-[oo)/(to1- too
5)
块
信号预处理
d,1=(tl-t)/(t11-b1o
(6)
式中:o为上次P采样信号到来时的P值;o为上
传感器2信号
次P采样信号到来时的P有效脉冲的P值;o为上
▲图3硬件电路原理模块图
次P采样信号到来后的下一个P有效脉冲的P值;
ta为本次P采样信号到来时的P值;4o为本次P采2.2硬件电路的实现5-1?
样信号到来时的P2有效脉冲的P值;1为本次P采
传感器输出的信号需要经过信号预处理才能获得
样信号到来后的下ー个P2有效脉冲的P值。
良好的信号输入源,这里采用过零比较的办法将正弦
为了减少误差,用传感器1和2所测角速度的均值波转化为方波作为P2、P2信号。将P、P2信号分别与
表示采样时的角速度平均值,并代入式(1)~(6),则单片机的INT、INTO相连,单片机的中断使用边沿触
有
发方式,计数器T0采用工作方式2,用来实现脉冲个数
△业+?史
的计数,即+1时钟脉冲的插补计数都是由计数器
8254完成,在INT1中断中实现计数a-to,在INO中
10m、(N+1+4on-ta_-+TC)(7)断中实现计数an~10和a-a,并且依次按照a
すs1ts0
tno、N+1、tn1-to、o-ta传送数据,计数器8254的数
当P2信号采样的次数足够多时(大于10次),用平据传输是先传低8位再传高8位。连续两个有效釆样点
均值代替其角速度的真值作为角速度波动的中心可得到两组数据,计算得到一个角速度值。如此循环就
角速度。若进行n次采样,采样角速度有o1、o2、…、on,可进行曳引机的扭振有效值的测定,直至曳引机整个
其测定的角速度平均值分别为o1、02、…on,则有:
扭振测试过程结束。
单片机AT89C51与PC机之间通过便携式USB端
8
口进行通信并实现所有数据的传送。下位机采集数据
于是,某一采样时的扭振值为
并不断地存储在FIHO缓存中,以数据包的形式一次性
△;=ox-
将缓存中的数据传送给上位机系统。这样就实现了电
式(8)是所测角速度离开中心角速度的范围。而扭梯輿引机扭振测试系统下位机的硬件电路。
振角速度的有效值为
2.3单片机程序设计ll
单片机的主程序打开中断,并一直等待中断,直到
△有效值=
INTL与ITO中断的到来。执行两个中断程序时,INT1
通过电梯曳引机扭振角速度的有效值△d效位的中断实现软件分频,当分频数满足条件时,表示P2信
测定,可以衡量曳引机的扭振特性。
号的有效采样点来到,设置标志位供INTO中断查询