基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的限速器校檢設(shè)備精度分析婁雪飛，時(shí)守華，肖頌峰，姜富文，施曉敏（江南大學(xué)機(jī)械學(xué)院，無錫，214000）摘要：為了準(zhǔn)確測(cè)出電梯限速器動(dòng)作速度，提出將霍爾傳感器，單片機(jī)與網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)傳輸結(jié)合的基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的電梯限速器校驗(yàn)設(shè)備。團(tuán)隊(duì)分析了影響設(shè)備精度的主要因素如電梯限速器機(jī)械動(dòng)作部件靈活性、限速器輪盤節(jié)圓直徑測(cè)定和霍爾傳感器記錄數(shù)據(jù)與電機(jī)勻加速是否有偏差。在此基礎(chǔ)上設(shè)備測(cè)量誤差可在1%以內(nèi)，分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。關(guān)鍵字：電梯限速器；單片機(jī)；精度分析；霍爾傳感器；0.引言：電梯限速器是垂直升降電梯中最關(guān)鍵的安全保護(hù)裝置之一。而準(zhǔn)確測(cè)定電梯限速器動(dòng)作速度是判斷一個(gè)限速器是否安全的關(guān)鍵?，F(xiàn)在市面上最常用的轉(zhuǎn)速測(cè)量方法有測(cè)速電機(jī)測(cè)速法和光電碼盤測(cè)速法等。他們各有優(yōu)缺點(diǎn)，直流測(cè)速電機(jī)是應(yīng)用范圍較廣的測(cè)速元件，它的主要優(yōu)點(diǎn)是靈敏度、高線性誤差小，但由于它具有換向接觸裝置和電刷，因而可靠性比較差，應(yīng)用范圍不廣；普通光電編碼器精度相對(duì)較高，但體積大，成本高。相比之下霍爾元件具有尺寸小、使用壽命長(zhǎng)、外圍電路簡(jiǎn)單、使用壽命長(zhǎng)、調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)，故用它可以做成各種霍爾傳感器，可以廣泛應(yīng)用于位移測(cè)量、轉(zhuǎn)速測(cè)量以及計(jì)數(shù)等各個(gè)領(lǐng)域。1.結(jié)構(gòu)及原理1.1測(cè)速部分結(jié)構(gòu)圖驅(qū)動(dòng)電機(jī)限速器霍爾傳感器單片機(jī)測(cè)試前臺(tái)圖1測(cè)速部分結(jié)構(gòu)圖1.2霍爾元件測(cè)速原理霍爾傳感器的原理是霍爾效應(yīng):霍爾效應(yīng)廣為人知，霍爾效應(yīng)式轉(zhuǎn)速傳感器輸出的信號(hào)是矩形脈沖信號(hào)，它很適合于數(shù)字控制系統(tǒng)。用公式表示為:QUOTE式中:QUOTE為霍爾器件的靈敏度系數(shù);I為控制電流;B為磁感應(yīng)強(qiáng)度。若控制電流保持不變，則霍爾感應(yīng)電壓將隨外界磁場(chǎng)強(qiáng)度而變化，根據(jù)這一原理，可以將一塊永久小磁鐵固定在電梯限速器的邊沿，當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)限速器旋轉(zhuǎn)時(shí)，小磁鐵也將跟著限速器同步旋轉(zhuǎn)，在限速器邊沿附近放置一個(gè)霍爾傳感器，當(dāng)限速器旋轉(zhuǎn)時(shí)，霍爾傳感器受到小磁鐵所產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化的影響，就會(huì)輸出脈沖信號(hào)，其頻率和轉(zhuǎn)速成正比，測(cè)出脈沖的周期或頻率即可計(jì)算出轉(zhuǎn)速，經(jīng)過信號(hào)處理后輸出到計(jì)數(shù)器等脈沖計(jì)數(shù)裝置，如此即可進(jìn)行限速器轉(zhuǎn)速的測(cè)量。2.限速器程序精度校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)為了驗(yàn)證本項(xiàng)目所研究的限速器校驗(yàn)儀的程序精度以及霍爾傳感器測(cè)試的準(zhǔn)確性，利用調(diào)速器及一臺(tái)電機(jī)，電機(jī)頻率：50HZ額定轉(zhuǎn)速：1500r/min2.1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序號(hào)調(diào)速器顯示值r/min校驗(yàn)儀顯示值r/min1150149.42300299.43450449.44600599.45750749.46900899.42.2、數(shù)據(jù)分析通過對(duì)6組數(shù)據(jù)的分析，我們發(fā)現(xiàn)調(diào)速器顯示值與校驗(yàn)儀顯示值基本相同，考慮到電機(jī)工作時(shí)帶動(dòng)負(fù)載轉(zhuǎn)速可能會(huì)有所減小，就會(huì)與校驗(yàn)儀的值更加吻合，所以本項(xiàng)目所研究的限速器校驗(yàn)儀的精度是合格的。3.限速器校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)為了驗(yàn)證測(cè)量的準(zhǔn)確性，對(duì)兩個(gè)額定速度不同的電梯限速器做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。其中，限速器1額定速度1.0m/s，動(dòng)作速度1.5m/s，限速器2額定速度0.5m/s，動(dòng)作速度0.75m/s。3.1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖23.2、數(shù)據(jù)分析限速器1的平均值為：1.3518最大偏差：0.0078百分比：0.577%限速器2的平均值為：0.5987最大偏差：0.0157百分比：2.622%4.誤差分析與措施造成誤差的原因一，是棘爪上彈簧及軸上的油污、塵土致使彈簧力不足所造成。措施在校驗(yàn)限速器之前檢查限速器電氣動(dòng)作開關(guān)和機(jī)械動(dòng)作部件是否完好、動(dòng)作靈活，準(zhǔn)確、可靠、無異常聲響。原因二，限速器輪盤節(jié)圓直徑測(cè)量不準(zhǔn)致使節(jié)圓周長(zhǎng)不準(zhǔn)確所造成。措施可采用測(cè)量限速器輪盤帶著限速器繩的直徑減去限速器繩直徑的方法而得到限速器輪盤節(jié)圓直徑。該方法簡(jiǎn)單、易操作，得出的限速器節(jié)圓周長(zhǎng)相對(duì)準(zhǔn)確，尤其適用于限速器輪盤槽磨損嚴(yán)重的情況。原因三，應(yīng)用霍爾傳感器的數(shù)據(jù)采集原理需要用到磁鐵吸附在限速器上，每轉(zhuǎn)一圈霍爾傳感器接受一次數(shù)據(jù)將磁信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，當(dāng)只用一個(gè)磁鐵吸附在限速器上時(shí)每一圈接受一次，由于我們的電機(jī)控制是勻加速旋轉(zhuǎn)，所以在一圈中如果在離開霍爾傳感器不到一圈時(shí)就停住，這時(shí)限速器的轉(zhuǎn)速既比上一次記錄的數(shù)據(jù)大，下一次又沒有開始記錄造成數(shù)據(jù)誤差。措施，可以準(zhǔn)備兩個(gè)或者四個(gè)磁鐵均勻分布在限速器的一周，使得數(shù)據(jù)記錄更加均勻，更加準(zhǔn)確。參考文獻(xiàn)：[1]王文成，李健.基于單片機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].儀