振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)裝置及方法，裝置包括振動臺、上位機(jī)、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀、振動控制儀、線性功率放大器。振動臺、振動控制儀及線性功率放大器，能模擬發(fā)動機(jī)高壓噴油所產(chǎn)生的脈動信號以檢測發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速。使用時只要將振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀接頭固定在振動面板上，即可進(jìn)行發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀的校準(zhǔn)。本發(fā)明可保證被檢振動發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀量值傳遞的準(zhǔn)確性、溯源性，且結(jié)構(gòu)簡單實用、攜帶方便、運行可靠。
【專利說明】振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)、檢定領(lǐng)域，涉及一種振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車輛狀態(tài)檢測日益重要，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量是發(fā)動機(jī)故障診斷研究的重要內(nèi)容，也是發(fā)動機(jī)性能測量中最基本的測量項目之一。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀可分為柴油發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀和汽油發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀。為規(guī)范發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀的校準(zhǔn)，國家有關(guān)部門制定了機(jī)動車發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)規(guī)范JJF1375-2012。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)量值傳遞和量值溯源難題，本發(fā)明提供一種振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)裝置及方法，以上位機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備交互提高效率。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為:
振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)裝置,包括振動臺、上位機(jī)、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀、振動控制儀、線性功率放大器。
[0005]發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀測量振動臺的振動頻率，并轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速，在測量儀表面板上顯示；振動臺、振動控制儀及線性功率放大器組成標(biāo)準(zhǔn)頻率信號輸入、測量一體化裝置，其中振動控制儀一端連接線性功率放大器，另一端連接振動臺；振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀安裝在振動臺的振動臺面上，測量振動臺振動時的頻率；振動臺和振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀通過串口連接上位機(jī)，完成數(shù)據(jù)傳輸與處理。
[0006]所述的振動臺包括固定支架和振動機(jī)構(gòu)，固定支架作為支撐基座與振動機(jī)構(gòu)相連；所述的振動機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有環(huán)形彈簧、驅(qū)動器、轉(zhuǎn)軸、振動器、軸套、位移輸出軸、旋轉(zhuǎn)編碼器、振動臺面、彈性擋圈、螺旋絲杠、內(nèi)六角螺栓螺母。環(huán)形彈簧通過內(nèi)六角螺栓螺母與振動機(jī)構(gòu)下表面固定相連，振動機(jī)構(gòu)上表面為振動器的振動臺面。驅(qū)動器與環(huán)形彈簧緊密相連，振動器下表面與轉(zhuǎn)軸相連，振動器上表面與螺旋絲杠相連。螺旋絲杠外表面設(shè)置有軸套和彈性擋圈，螺旋絲杠上表面與位移輸出軸相連，位移輸出軸內(nèi)嵌有旋轉(zhuǎn)編碼器，振動臺面上安裝壓力傳感器及加速度傳感器。
[0007]所述的環(huán)形彈簧防止振動沖擊過大，造成對振動臺的破壞。
[0008]所述的螺旋絲杠將轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，使振動器上下軸向運動。
[0009]所述的螺旋絲杠、軸套及彈性擋圈實現(xiàn)振動臺軸向定位,位移輸出軸使振動臺輸出更加精密。
[0010]所述的旋轉(zhuǎn)編碼器測量位移輸出軸的直線位移。
[0011]所述的壓力傳感器和加速度傳感器分別測量振動臺振動時軸向壓力和加速度。
[0012]一種振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)方法包括三個步驟:
1、根據(jù)振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀的量程范圍，設(shè)定若干個校準(zhǔn)點，旋轉(zhuǎn)線性功率放大器頻率按鈕，依次調(diào)整振動臺的振動頻率。
[0013]2、由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率關(guān)系，計算出振動臺理論轉(zhuǎn)速；振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀測出的振動臺轉(zhuǎn)速，上位機(jī)自動-記錄各校準(zhǔn)點時對應(yīng)實際轉(zhuǎn)速。
[0014]3、上位機(jī)系統(tǒng)根據(jù)理論轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速，計算出示值誤差結(jié)果，并給出不確定度，判定結(jié)果是否滿足控制限，打印校準(zhǔn)結(jié)果表。
[0015]本發(fā)明的有益效果:
1、振動臺的振動頻率、加速度、壓力均由計算機(jī)控制；示值誤差、不確定度及示值重復(fù)性均由上位機(jī)自動計算生成，自動化程度高、結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可快捷地實現(xiàn)振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)。
[0016]2、線性功率放大器、振動臺及振動控制儀組成的振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速模擬裝置，使振動臺的振動頻率輸入可調(diào)。該裝置及方法對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀進(jìn)行校準(zhǔn)，實現(xiàn)了量值(轉(zhuǎn)速)傳遞，且保證了量值(轉(zhuǎn)速)溯源性。
[0017]3、螺旋絲杠、軸套、彈性擋圈及位移輸出軸，組成的振動臺輸出定位裝置，提高了輸出精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明裝置的主視圖。
[0019]圖2為本發(fā)明裝置振動臺的主視圖。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021]振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)裝置,如圖1所示,包括振動臺1、上位機(jī)2、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀3、振動控制儀4、線性功率放大器5。線性功率放大器內(nèi)置多種備選信號源，通過運算放大器對信號源進(jìn)行放大，放大信號用來驅(qū)動振動器，帶動振動臺上下運動；內(nèi)置備選信號源，實現(xiàn)振動頻率輸入可調(diào)。振動臺安裝旋轉(zhuǎn)編碼器、壓力及加速度傳感器實時測量振動臺輸出信息，振動控制儀接收輸出信息后，通過調(diào)節(jié)功率放大器信號源，實現(xiàn)振動臺自動控制。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀測量振動臺的振動頻率，并轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速，在測量儀表面板上顯示。振動臺、振動控制儀及線性功率放大器，組成標(biāo)準(zhǔn)頻率(轉(zhuǎn)速)信號輸入、測量一體化裝置，它能在不啟動發(fā)動機(jī)的情況下，模擬產(chǎn)生并輸出現(xiàn)場所需的轉(zhuǎn)速(頻率)信號。振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀，在使用前需選擇按鍵缸數(shù)和沖程數(shù)。假設(shè)缸數(shù)與沖程數(shù)相等，則發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)
速與頻率關(guān)系為=振動基頻信號頻率。
[0022]如圖2所示,振動臺包括振動機(jī)構(gòu)19和固定支架6,固定支架作為支撐基座與振動機(jī)構(gòu)相連，振動機(jī)構(gòu)19內(nèi)含有環(huán)形彈簧7、驅(qū)動器8、轉(zhuǎn)軸9、振動器10、壓力傳感器11、加速度傳感器12、軸套13、位移輸出軸14、旋轉(zhuǎn)編碼器15、振動臺面16、彈性擋圈17、螺旋絲杠18、內(nèi)六角螺栓螺母20。
[0023]環(huán)形彈簧7通過內(nèi)六角螺栓螺母20與振動機(jī)構(gòu)19下表面固定相連，振動機(jī)構(gòu)19上表面為振動器的振動臺面16。驅(qū)動器8與環(huán)形彈簧7緊密相連，振動器10下表面與轉(zhuǎn)軸9相連，振動器10上表面與螺旋絲杠18相連。螺旋絲杠18外表面與軸套13和彈性擋圈17，螺旋絲杠18上表面與位移輸出軸14相連，位移輸出軸14內(nèi)嵌有旋轉(zhuǎn)編碼器15，振動臺面16安裝了壓力傳感器11及加速度傳感器12。環(huán)形彈簧7安裝在驅(qū)動器8和振動機(jī)構(gòu)19之間，可防止振動沖擊過大，造成對振動臺的破壞。螺旋絲杠18將轉(zhuǎn)軸9的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，使振動器上下軸向運動。螺旋絲杠18、軸套13及彈性擋圈17實現(xiàn)振動臺軸向定位，位移輸出軸14使振動臺I輸出更加精密。旋轉(zhuǎn)編碼器15測量位移輸出軸14的直線位移；壓力傳感器11及加速度傳感器12，分別測量振動臺振動時軸向壓力與加速度。
[0024]發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)實現(xiàn)方法如下:
依據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀的量程范圍，首先選定若干個所需的校準(zhǔn)點。
[0025]按照所選的校準(zhǔn)點，通過振動控制儀依次旋轉(zhuǎn)線性功率放大器頻率按鈕，使線性功率放大器頻率與標(biāo)準(zhǔn)輸入頻率完全相同。
[0026]根據(jù)轉(zhuǎn)速與頻率的線性關(guān)系，通過線性功率放大器調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)信號源的頻率，并計算出相應(yīng)的轉(zhuǎn)速(即振動臺標(biāo)準(zhǔn)輸入頻率、轉(zhuǎn)速)。振動臺振動時，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀會測出振動臺振動頻率和轉(zhuǎn)速。
[0027]上位機(jī)自動計算振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀的轉(zhuǎn)速誤差、示值重復(fù)性，給出不確定度，并判斷示值誤差是否超出控制限，自動生成校準(zhǔn)結(jié)果表。
[0028]依照上述步驟，即可實現(xiàn)振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)裝置，包括振動臺、上位機(jī)、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀、振動控制儀、線性功率放大器，其特征在于: 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀測量振動臺的振動頻率，并轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)速，在測量儀表面板上顯示；振動臺、振動控制儀及線性功率放大器組成標(biāo)準(zhǔn)頻率信號輸入、測量一體化裝置，其中振動控制儀一端連接線性功率放大器，另一端連接振動臺；振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀安裝在振動臺的振動臺面上，測量振動臺振動時的頻率；振動臺和振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀通過串口連接上位機(jī)，完成數(shù)據(jù)傳輸與處理； 所述的振動臺包括固定支架和振動機(jī)構(gòu)，固定支架作為支撐基座與振動機(jī)構(gòu)相連；所述的振動機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)有環(huán)形彈簧、驅(qū)動器、轉(zhuǎn)軸、振動器、軸套、位移輸出軸、旋轉(zhuǎn)編碼器、振動臺面、彈性擋圈、螺旋絲杠、內(nèi)六角螺栓螺母；環(huán)形彈簧通過內(nèi)六角螺栓螺母與振動機(jī)構(gòu)下表面固定相連，振動機(jī)構(gòu)上表面為振動器的振動臺面；驅(qū)動器與環(huán)形彈簧緊密相連，振動器下表面與轉(zhuǎn)軸相連，振動器上表面與螺旋絲杠相連；螺旋絲杠外表面設(shè)置有軸套和彈性擋圈，螺旋絲杠上表面與位移輸出軸相連，位移輸出軸內(nèi)嵌有旋轉(zhuǎn)編碼器，振動臺面上安裝壓力傳感器及加速度傳感器； 所述的環(huán)形彈簧防止振動沖擊過大，造成對振動臺的破壞； 所述的螺旋絲杠將轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，使振動器上下軸向運動； 所述的螺旋絲杠、軸套及彈性擋圈實現(xiàn)振動臺軸向定位，位移輸出軸使振動臺輸出更加精密； 所述的旋轉(zhuǎn)編碼器測量位移輸出軸的直線位移； 所述的壓力傳感器和加速度傳感器分別測量振動臺振動時軸向壓力和加速度。
2.一種振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀校準(zhǔn)方法，其特征在于該方法包括三個步驟: 步驟1、根據(jù)振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀的量程范圍，設(shè)定若干個校準(zhǔn)點，旋轉(zhuǎn)線性功率放大器頻率按鈕，依次調(diào)整振動臺的振動頻率； 步驟2、由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率關(guān)系，計算出振動臺理論轉(zhuǎn)速；振動式發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速測量儀測出的振動臺轉(zhuǎn)速，上位機(jī)自動-記錄各校準(zhǔn)點時對應(yīng)實際轉(zhuǎn)速； 步驟3、上位機(jī)系統(tǒng)根據(jù)理論轉(zhuǎn)速與實際轉(zhuǎn)速，計算出示值誤差結(jié)果，并給出不確定度，判定結(jié)果是否滿足控制限，打印校準(zhǔn)結(jié)果表。
【文檔編號】G01P21/02GK103575933SQ201310579912
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】葉振洲, 林峰, 嚴(yán)瑾, 邵建文 申請人:浙江省計量科學(xué)研究院