转速标准装置技术改造

    一、概　　述

    转速装置、转速表是一种应用极其广泛的仪器仪表,它主要用于电梯制造行业、汽车制造行业、医疗器械行业及民航与船舶工业等各领域和有各类动力设备的企业和生产此类仪器仪表的单位。

    我院的转速计量标准装置是上海及华东地区最高的计量标准,每年承担着上海及其周边地区的量传任务,不仅工作量大,而且转速仪表的种类也很繁多。随着科学技术的发展,现在生产使用的转速仪器仪表的性能与原有的相比有着很大的提高。如上海英特尔公司从英国进口的转速表、上海曼特医疗器械公司从日本进口的转速表等,这些公司的转速表的转速性能都能达到10万转/分,不确定度为0.01%,这对我们的转速专业提出了新的要求。我们改造前的转速装置的齿轮箱是用螺栓安装在主齿轮箱轴上,最大的缺陷是使用不方便,安装定位困难。由于安装不好对齿轮箱增加负载,影响主齿轮的使用寿命和使用安全。不仅如此,该装置的转速量程不够宽,影响检定工作的开展。

    经过一年的努力,我们对原有的装置进行了改造,改造后的标准装置扩展了检测下限,减小了不确定度。不仅能保证量传工作的正常开展,也能满足上海及华东地区企业单位、合资、外资企业的转速仪表的检定和校准需要,彻底改变了原装置老化落后不适应社会需求的状况。

    二、技术改造方案

    这次技术改造的目标是提高不确定度和扩展量程,为此新研制了一台转速标准装置。为了适应转速表检定规程的要求和适应不同类型转速表检测的需要,我们选购了一台90年代先进水平的美国HP3325B函数信号发生器作为信号源。该函数信号发生器能产生正弦波、三角波、方波等各种波形,可适应各类转速仪表检测需要。

    三、工作原理

    新研制的转速标准装置以单片机为核心组成中央处理单元实现系统的控制和管理,通过键盘输入所需转速值相对应的标准频率脉冲,该信号与电机旋转而产生的转速脉冲(光电码盘产生)同时输入调宽控制单元,调宽控制电路进行比较后输出讯号给双三相桥式驱动单元对电机转速进行控制,当转速脉冲完全同步时,这就达到了对电机转速的精确控制,即“锁相”。但由于锁相控制只能适应在负载波动较小的范围内,于是又利用调幅控制单元的作用实现实时跟踪负载变化,自动调节输入系统中的幅值,扩展了锁相捕捉的工作范围,即“伺服”。而状态监测环节具有向中央控制单元提供过励磁、欠励磁及适度励磁三个信号,CPU据此决定调幅控制的输出,使运行状态达到最佳。同时为了实现宽量程转速范围,采用了精密高速齿轮变速箱。