一種基于增量式光電編碼器的風速儀制造技術

本實用新型專利技術涉及一種基于增量式光電編碼器的風速儀，包括風杯、旋轉軸、外殼、增量式光電編碼器和數據處理顯示器，風杯設置在旋轉軸的上端，旋轉軸的下端插入外殼內，增量式光電編碼器和數據處理顯示器設置在外殼內部。本實用新型專利技術原理構造簡單、易于實現，增量式光電編碼器機械平均壽命長，抗干擾能力較強，精度較高，可靠性高。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
—種基于增量式光電編碼器的風速儀
本技術涉及一種風速儀，具體涉及一種基于增量式光電編碼器的風速儀。
技術介紹
市面上現有的測風速儀通常分為旋轉式風速表(風速儀)、壓力式風速儀、熱力式風速儀，聲學風速表等。氣象臺站最常用的為風杯風速計或旋槳式風速計，屬于旋轉式風速表，風杯(旋槳)繞軸以正比于風速的速度旋轉。轉速通常用電觸點、測速發電機、光電計數器等記錄。現有的風杯風速計，風速信號的轉換方法有電機式和電接式，電機式為風杯帶動測速發電機，輸出與轉速(風速)成正比的電壓信號，電接式為風杯經變速機構輸出代表一定風程的脈沖信號，計量規定間隔內脈沖信號的個數，得到該時段的平均風速等于該時段風程數/間隔時間。風杯風速計中用電機式轉換風速信號的測量壽命受電機壽命的限制，使用壽命較短；電接式測風速的方法測量的是平均風速，測量精度較差，且容易受到干擾。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是提供一種基于增量式光電編碼器的風速儀，借助增量式光電編碼器測風速，增量式光電編碼器機械平均壽命長，原理構造簡單，抗干擾能力較強，精度較高。本技術解決上述技術問題的技術方案如下:一種基于增量式光電編碼器的風速儀，包括風杯、旋轉軸、外殼和增量式光電編碼器；所述增量式編碼器是直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相，A、B兩組脈沖相位差90°電度角的脈沖信號(即兩組正交輸出信號)，從而可方便地判斷出旋轉方向，同時還有用作參考零位的Z相標志(指示)脈沖信號，每旋轉一周，只發出一個標志信號，用于基準點定位。所述旋轉軸包括上端支桿和下端支桿，所述風杯設置在所述上端支桿的頂端上，所述外殼的下端為腔體結構，上端從該腔體結構的上表面的外側邊緣向上表面的中心收縮且向上延伸形成空心瓶頸形狀，所述外殼的上端與下端連通，所述旋轉軸的下端支桿從所述外殼的上端垂直插入外殼的內部，且所述旋轉軸在所述外殼內能以外殼的中心為軸自轉，所述增量式光電編碼器設置在所述外殼的內部且與所述旋轉軸的下端連接，且所述旋轉軸帶動增量式光電編碼器共同旋轉，所述旋轉軸的轉速與所述增量式光電編碼器的轉速一致。在上述技術方案的基礎上，本技術還可以做如下改進。進一步，還包括數據處理顯示器，所述數據處理顯示器與所述增量式光電編碼器連接，并設置在所述外殼的內部的底端。進一步，所述數據處理顯示器上還連接有計算風杯轉速的計時器。進一步，所述數據處理顯示器具有顯示屏，所述顯示屏內嵌在所述外殼上，用于將結果輸出在顯示屏上。進一步，所述上端支桿有三支，且三支上端支桿的末端之間互為120°的角度鉸接在所述下端支桿的頂端上。進一步，所述風杯也設有三個，每個所述風杯皆具有凹面，且均朝向同一個方向分別設置在每個所述上端支桿的前端上。進一步，所述外殼的下端的腔體結構為空心圓柱體形。進一步，所述外殼的下端的腔體結構為立方體形。本技術的有益效果為:原理構造簡單、易于實現；增量式光電編碼器機械平均壽命長，可達到幾萬小時以上；抗干擾能力較強，精度較高，可靠性高。【附圖說明】圖1為本技術的內部結構圖；圖2為本技術的整體結構圖；圖3為本技術的增量式光電編碼器的主回路電路圖；圖4為本技術的增量式光電編碼器的輸出電路圖；圖5為本技術的增量式光電編碼器輸出的方波脈沖圖。附圖中，各標記所代表的部件名稱如下:1、風杯，2、旋轉軸，3、外殼，4、增量式光電編碼器，5、數據處理顯示器，6、正向脈沖輸出端，7、反向脈沖輸出端?！揪唧w實施方式】以下結合附圖對本技術的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本技術，并非用于限定本技術的范圍。如圖1、圖2所示，一種基于增量式光電編碼器的風速儀，包括風杯1、旋轉軸2、外殼3、增量式光電編碼器4和數據處理顯示器5，所述旋轉軸2包括上端支桿和下端支桿，所述風杯I設置在所述上端支桿的頂端上，所述外殼3的下端為腔體結構，上端從該腔體結構的上表面的外側邊緣向上表面的中心收縮且向上延伸形成空心瓶頸形狀，所述外殼3的上端與下端連通，所述旋轉軸2的下端支桿從所述外殼3的上端垂直插入外殼的內部，且所述旋轉軸2在所述外殼3內能以外殼的中心為軸自轉，所述增量式光電編碼器4設置在所述外殼3的內部且與所述旋轉軸2的下端連接，且所述旋轉軸2帶動增量式光電編碼器4共同旋轉，所述旋轉軸2的轉速與所述增量式光電編碼器4的轉速一致。如圖3所示，增量式光電編碼器4的主回路的基本電路圖，包括正向脈沖輸出端6和反向脈沖輸出端7 ;如圖4所示，增量式光電編碼器4的信號輸出形式有五種:集電極開路輸出、電壓輸出、線驅動輸出、互補型輸出和推挽式輸出，本技術中選擇的是推挽式輸出；推挽式輸出方式由上下兩個NPN型的三極管組成，當其中一個三極管導通時，另外一個三極管則關斷，電流通過輸出側的兩個晶體管向兩個方向流入，并始終輸出電流。如圖5所示，增量式編碼器直接利用光電轉換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相，A、B兩組脈沖相位差90°電度角的脈沖信號(即兩組正交輸出信號)，從而可方便地判斷出旋轉方向，同時還有用作參考零位的Z相標志(指示)脈沖信號，每旋轉一周，只發出一個標志信號，用于基準點定位。還包括數據處理顯示器5，所述數據處理顯示器5與所述增量式光電編碼器4連接，并設置在所述外殼3的內部的底端。所述數據處理顯示器5上還連接有計算風杯轉速的計時器。增量式光電編碼器的輸出接口與數據處理顯示器的輸入接口連接，借助計時器，算出轉速，通過風杯轉速與風速的關系得到風速。所述數據處理顯示器5具有顯示屏，所述顯示屏內嵌在所述外殼3上。所述上端支桿有三支，且三支上端支桿的末端之間互為120°的角度鉸接在所述下端支桿的頂端上。所述風杯I也設有三個，每個所述風杯I皆具有凹面，且均朝向同一個方向分別設置在每個所述上端支桿的前端上，旋轉軸2帶動風杯I轉動。所述外殼3的下端的腔體結構為空心圓柱體形。所述外殼3的下端的腔體結構為立方體形。以上所述僅為本技術的較佳實施例，并不用以限制本技術，凡在本技術的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于增量式光電編碼器的風速儀，其特征在于：包括風杯(1)、旋轉軸(2)、外殼(3)和增量式光電編碼器(4)，所述旋轉軸(2)包括上端支桿和下端支桿，所述風杯(1)設置在所述上端支桿的頂端上，所述外殼(3)的下端為腔體結構，上端從該腔體結構的上表面的外側邊緣向上表面的中心收縮且向上延伸形成空心瓶頸形狀，所述外殼(3)的上端與下端連通，所述旋轉軸(2)的下端支桿從所述外殼(3)的上端垂直插入外殼的內部，且所述旋轉軸(2)在所述外殼(3)內能以外殼的中心為軸自轉，所述增量式光電編碼器(4)設置在所述外殼(3)的內部且與所述旋轉軸(2)的下端連接，且所述旋轉軸(2)帶動增量式光電編碼器(4)共同旋轉。

【技術特征摘要】
1.一種基于增量式光電編碼器的風速儀，其特征在于:包括風杯(I)、旋轉軸(2)、外殼(3)和增量式光電編碼器(4)，所述旋轉軸(2)包括上端支桿和下端支桿，所述風杯(I)設置在所述上端支桿的頂端上，所述外殼(3)的下端為腔體結構，上端從該腔體結構的上表面的外側邊緣向上表面的中心收縮且向上延伸形成空心瓶頸形狀，所述外殼(3)的上端與下端連通，所述旋轉軸(2)的下端支桿從所述外殼(3)的上端垂直插入外殼的內部，且所述旋轉軸⑵在所述外殼⑶內能以外殼的中心為軸自轉，所述增量式光電編碼器⑷設置在所述外殼(3)的內部且與所述旋轉軸(2)的下端連接，且所述旋轉軸(2)帶動增量式光電編碼器⑷共同旋轉。2.根據權利要求1所述的一種基于增量式光電編碼器的風速儀，其特征在于:還包括數據處理顯示器(5)，所述數據處理顯示器(5)與所述增量式光電編碼器(4)連接，并設置在所述外殼(3)的內部的底端。3.根據權利要求2所述的一種基于增...

【專利技術屬性】
技術研發人員：常飛，胡桂娟，劉鳳丹，林笑夷，
申請(專利權)人：常飛，劉鳳丹，胡桂娟，林笑夷，
類型：新型
國別省市：重慶;85