基于单片机的电机转矩测量系统设计

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1、万方数据单片机开发与应用文章编号：1008-0570(2006)03-2-0027一D基于单片机的电机转矩测量系统设计DesignofElectromotorTorsionMeasuringSystemBasedonSingle—chipMicrocomputer(河北农业大学)刘海琴史智兴程天良孙燕Liu．HaiqinShi，ZhixingCheng．TianliangSun．Yan摘要：本文介绍了一种电机转矩在线测量系统的结构原理和设计要点。谊系统采用普通交流电机作为负载，对待测调速电机进行转矩剥量。采用单片机对负栽电机电流度待测电机转速进行数据采集，

2、通过查表、计算，得出转矩值显示输出。本系统价格便宜，操作简单．测量周期短．精度可达到5％．可在生产流水线上对产品快速测量，替代昂贵的专业转矩枉，具有良好的性能价格比。关键词：转矩测量；单相交流电机；单片机；查表中图分类号：TM3嘶文献标识码：AAbstracl：：Thestructureandprocessingfmidamentalofanewkindofon-lineelectromotortorsionmeasuringsystemisintroducedinthispaper．ThissystemmeaslLrestorsionofspeed—sh

3、iftablemotorOll—linewithanordinaryalternatingcurrentmotorasloadItCOil—tainsamicroprocessorascenterItcollectsthecurrentofitsloadmotorandrotatespeedofmeasuredmotor．thenobtainsandshowsthetorsionamountofthemeasuredmotorthroelghqueryingthetableandcomputing．Thissystemislow—piceandconven

4、ienthJoper-ator．andsatisfiedwithindustrialdemandsof5％precision．soitcansupersedeexpensivespecializedtorsionmeasuringequipmentandgetbettorbenefitsKeywords：Torsionmeasuring。Loadmotor。Single-chipmicrocomputer，Querytable1工作原理及结构组成数，计算出转速值。转速显示转矩显m电流显示专业电机转矩试验台基于涡流损耗原理．附加功能很多，成本较高，操作复杂。

5、为适应工业生产流水线上对产品的在线测量．设计r如图l所示的电机转矩测量试验台。系统主要包含待测调速电机、转矩负载电机、转速调节、电流调节、转矩显示等几个部分。转矩负载电机选用普通交流电机，任选其中一个定子绕组通人直流电．使该绕组肘转子产生磁吸力，磁吸力正比于电流值。当待测电机通过连接器带动负载电机转子转动时，电流值的大小可反映转矩的大小。定子绕组电流通过一串联电位器调节，待测电机转速通过安装在负载电机上的一个码盘测出。读出转速值及相应的电流值，通过查表、计算即得出转矩值。2系统的硬件组成及原理2．1硬件框图根据图1所示的系统的结构组成及设计思想，得出硬件框

6、图f略可向作者索取)，由89C52、4511、74LSl65等集成电路组成。2．2工作原理89C52的．m作为定时器．结合外部计数单元实现o．5秒定时中断。Tl作为计数器记录电机的转速脉冲个数。每当rm的O．5秒中断发生，读取T1的脉冲个刘海琴：硕士研究生河北省自然科学基金项目，编号：E2005000291圈l应用查表法的计算机调速电机转矩测量实验古琼理框图负载电机电流值取自电流调节器，通过A／D转换得到二进制的电流值．经过串人并出寄存器进入89C52，存放在相应的RAM单元。经过程序查表、计算得出的转矩值．以BCD码的形式输出到4511．45ll将其转化

7、为段码进行显示。2．3表的细化与结构普通交流电机的电流、转速及转矩的关系是非线性的，用来代替标准测功仪做转动负载，必须进行标定．方法如下：第一步，利用专业扭矩仪设定10个转矩的关键点。调出7个典型的转速值，测出对应的电流值，绘出图2所示的7条基准曲线。第二步，利用线性插值法，以10转为一步长．在(萄一自控圈邮局订阅号：82．046360元／年一27万方数据单片机开发与应用中文核心期刊‘微计算机信息>(嵌入式与soc)2006年第22卷第3-2期50转到600转之间得到56条曲线。将每条曲线上的判定，接着确定与该转速对应的表的表首地址。接下两个相邻转矩值平均

8、分成10份。得到91个电流值。来采集电流值，进行有效判定，通过与已