梁龙学 杜永文

(兰州交通大学电子与信息工程学院，甘肃 兰州 730070)

0 引言

传统转矩转速测试仪对被测信号一般沿用“高频用测频法、低频用测周法”。这种做法对提高测量精度无疑是十分有效的，但却存在测量精度的离散性问题［1］，且在整个测试范围内测试精度差异很大，降低了测量结果的置信度;测试适用范围小，一种仪器只能接一种型号的传感器，缺乏通用性;需用测频法及测周法分段测试，给用户的操作和使用带来极大不便;虽有在线测试方案［2］，但误差太大。为此，本文提出一种等精度的、通用性强的转矩、转速测试方案。

1 测试仪组成及测量原理

转矩转速测试仪由转矩转速传感器(如JN338)、光电隔离、电子开关、FPGA、单片机、键盘和显示等部分组成。JN338负责信号采集，它能将旋转动力系统或机电一体化设备的转矩、转速等被测信号转化为标准的TTL数字信号。FPGA负责对上述数字信号的频率进行精确测量，并送至单片机进行处理并显示。单片机通过控制电子开关选取测试对象，同时还控制FPGA的采样速率和测量方式等。转矩转速测试仪整体结构如图1所示。

图1 转矩转速测试仪结构图Fig.1 Structure of torque and speed tester

1.1 转矩转速测量原理

根据输出信号不同，转矩转速传感器可分为正弦波输出型和数字输出型两大类。如JN338为数字输出型，其输出信号可直接进行测试;它拥有20多种型号，且其总的转矩测量范围为1～5000 N·m，转速测量范围为10 ～60000 r/min。JN338测量原理简述如下［3］。

转速测量公式为:

式中:n为转速，r/min;f为实测转速输出信号的频率值，kHz;Z为传感器测速齿数。……