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高压旋转粘度计速度信号采集电路设计

 

 
 
 
高压旋转粘度计采用磁性联轴器实现无接触传动来设计的,因此,在高压腔体内部的半磁性联轴器是否带动转子转动是一个很关键的问题。本文采用霍尔传感器来解决。霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。它具有结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功率小,频率高(可1MHZ),耐震动,不怕灰尘、油污及盐雾等的污染或腐蚀。按照霍尔器件的功能可将它们分为:霍尔线性器件和霍尔开关器件。
霍尔线性器件的精度高,线性度好;霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳并且位置重复精度高(可达µm级)。采用补偿和保护措施可以加宽霍尔器件的工作温度范围,可达-55℃~150℃。用霍尔传感器测量速度的工作原理如图4-7所示。在转子的一端安装N、S极交替排列的半磁性联轴器,在半磁性联轴器的旁边放置霍尔传感器。当转子旋转时,半磁性联轴器跟着旋转,霍尔传感器每遇到一次N极便产生一个脉冲,脉冲由单片机采集经串口传给上位机,上位机根据霍尔每分钟采集到的脉冲数便可间接算出转子的速度。用霍尔传感器来采集速度信号的采集电路图4-8所示。
 
 高压旋转粘度计速度信号采集
 
 
 
 
由旋转法原理,本文是在确定转速下测出合成润滑油的粘滞力矩,然后根据公式(1-9)得出相应转速(剪切速率)下的粘度值,因此,测定高压腔体内转子的转速是本文的关键参数。由于霍尔传感器在测转速时的精度有限,因此,本文利用霍尔传感器只是确定高压腔体内的转子是否处于运转状态。而转子的实际转速是利用磁性联轴器同步的原理测试了外部磁性联轴器的转速,即电机转速。由第3章的磁性联轴器传递扭矩实验可知,文中所选的磁性联轴器在转速为2000r/min以下不会出现打滑现象。高压旋转粘度计采用的电机是maxon直流电机,该电机有相应的控制器,可以通过选定多种模式来控制电机,包括速度模式、电流模式和位置模式等。本文要确定转子的转速,因此选用速度模式(Velocity Mode)来控制电机,控制界面如图4-9所示。在速度模式中,设定所需转速,电机便以此速度恒定运转,转速误差为±1 r/min,比较准确。http://www.zgyqcp.cn 
 
 高压旋转粘度计
 
 
 
图4-9速度模式控制界面
 
 
 
 
 
 
 
 

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