基于微机的非接触式速度计鉴定仪设计
摘 要
本文主要讲述的是非接触式速度计鉴定仪的设计过程，其设计过程紧扣精度这一中心思想。为了能够更好的保证整个系统的精度，在机械部分及程序设计中，都充分考虑了这一中心思想，这些从机械及程序的设计步骤中也可以看出。
机械设计部分中，为了保证整个系统的精度，引入了测试装置这一概念，通过其高精度测量轮，测量出脉冲当量，并且将此测量结果运用到程序设计中。
在程序设计中，不仅仅运用了测量出的脉冲当量，来更精确修正程序的计算结果，并且采用了中断控制技术，使得采样周期更为精确。且为了保证采样周期的精确性，牺牲了微机及单片机双方的通讯速度。在这两方面的协同作用下，更好地保证了整个系统的精度。
可见无论是在机械设计过程中还是在程序设计过程中，都以精度这一中心思想贯穿始终。正因为设计的过程中紧扣精度这一中心思想，使得本次设计获得了成功。
关键词：精度，测试装置，脉冲当量，采样周期
目 录
摘要………………………………………………………………………… 1
ABSTRACT…………………………………………………………………… 2
0 引言……………………………………………………………………… 4
1 国内外现状与课题分析………………………………………………… 4
1.1 国外概况 …………………………………………………………… 5
1.1.1 标准化 …………………………………………………………… 5
1.1.2 智能化 …………………………………………………………… 5
1.1.3 国外检测器鉴定仪的基本结构…………………………………… 6
1.1.4 发展趋势…………………………………………………………… 6
1.2 国内概况 …………………………………………………………… 6
1.2.1 现今国内鉴定方法………………………………………………… 7
1.2.2 汽车动力性检测项目与有关标准 ……………………………… 8
1.3 课题分析……………………………………………………………… 8
1.3.1 设计技术要求……………………………………………………… 8
1.3.2 设计难点…………………………………………………………… 8
1.3.2 技术步骤…………………………………………………………… 9
2 系统方案设计…………………………………………………………… 10
2.1 控制平台……………………………………………………………… 11
2.2 硬件电路……………………………………………………………… 11
2.3 电动机………………………………………………………………… 12
2.4 传动系统……………………………………………………………… 13
2.5 外壳…………………………………………………………………… 14
2.6 方案确定……………………………………………………………… 14
3 机械部件设计计算……………………………………………………… 16
3.1 各级传动说明及计算………………………………………………… 16
3.1.1 高速级同步带传动设计计算……………………………………… 19
3.1.2 低速级同步带传动设计计算……………………………………… 21
3.2 轴及轴毂连接设计计算……………………………………………… 24
3.2.1 轴的结构设计……………………………………………………… 25
3.2.1.1 总体结构调整…………………………………………………… 27
3.2.1.2 短轴的结构设计………………………………………………… 29
3.2.1.3 长轴的结构设计………………………………………………… 32
3.2.2 轴的强度验算……………………………………………………… 34
3.2.2.1 短轴的强度验算………………………………………………… 34
3.2.2.2 长轴的强度验算………………………………………………… 38
3.3 滚动轴承选择及计算………………………………………………… 42
3.3.1滚动轴承的选择…………………………………………………… 42
3.3.2滚动轴承的寿命验算……………………………………………… 43
3.4 键联接的强度计算…………………………………………………… 45
3.4.1 键联接的强度计算………………………………………… 46
3.4.1 键联接的强度计算………………………………………… 46
3.5 电动机选型…………………………………………………………… 46
3.6 光电编码器的选择…………………………………………………… 48
4 测试装置结构设计……………………………………………………… 48
4.1 测试装置的工作原理及目的………………………………………… 49
4.2 测试装置的结构及运用……………………………………………… 49
5 控制系统设计…………………………………………………………… 51
5.1 控制芯片的选择……………………………………………………… 52
5.1.1 LM629芯片的特点………………………………………………… 52
5.1.2 LM629芯片的引脚说明…………………………………………… 53
5.2 通讯电路原理及针脚选择…………………………………………… 55
5.2.1 单片机通讯针脚选择……………………………………………… 56
5.2.2 计算机通讯针脚选择……………………………………………… 57
5.3 电路布置设计………………………………………………………… 58
5.3.1 通讯电路设计……………………………………………………… 58
5.3.2 单片机控制电路设计……………………………………………… 58
6 软件设计………………………………………………………………… 60
6.1 软件系统工作原理…………………………………………………… 60
6.1.1 计算机软件工作原理……………………………………………… 60
6.1.2 单片机软件工作原理……………………………………………… 65
6.2 软件框图设计………………………………………………………… 66
6.3 程序调试……………………………………………………………… 67
7 设计小结………………………………………………………………… 67
8 结论……………………………………………………………………… 68
9 参考文献………………………………………………………………… 70
参考文献
[1] 成大先. 机械设计手册-机械传动单行本[M]. 北京：化工机械出版社. 2004
[2] 纪名刚. 机械设计（第七版）[M]. 上海：高等教育出版社. 2004
[3] 卜炎. 中国机械设计大典-第三卷[M]. 北京：机械工业出版社. 2002
[4] 成大先. 机械设计手册-轴承单行本[M]. 北京：化工机械出版社. 2004
[5] 成大先. 机械设计手册-轴及其联接单行本[M]. 北京：化工机械出版社. 2004
[6] 成大先. 机械设计手册-机械制图，极限与配合单行本[M] 北京：化工机械出版社. 2004
[7] 许洪国. 汽车运用综合性能检测[EB/OL].
http://eol.jlu.edu.cn/software/xuhongguo/qcyygc/index.htm
[8] Alerting Abstracts Bulletin. S, Instrumetmation Measuring & Testing [J]. Derwent Informaton Limited. 1998, Feb.27.
[9] 陆云松. 非接触式速度仪计量与校准研讨 [M]. 上海：上海汽车工业质量检测研究所，2003，38~40
[10] 刘先祥,郝玉冰,易北华. “接触式五轮仪检测机”的研究[J]. 现代计量测试. 1994(5)： 31-36
[11] 王晓明. 电动机的单片机控制[M]. 北京：北京航空航天出版社. 2002
[12] 余永权. ATAMEL89系列单片机应用技术[M]. 北京：航空航天出版社.2002
[13] Panasonic.MINAS Aseries DigitalACServoMotor&Driver[M].Panasonic.
[14] National.LM628/LM629 Precision Motion Controller[EB/OL]. www.national.com. 1999/11
[15] 杨振立，张毅. 滚筒式车速表检验台示值误差的测量结果不确定度[J]. 上海计量测试. 2002.29：40-41
[16] 巢凯年. 汽车运动变量的测试与误差[J]. 四川工业学院学报. 2000.2：58-61
[17] 张海根. 机电传动控制[M]. 上海：高等教育出版社. 2001.12：136-138
[18] 王忠茂. 常用调速设备技术手册[M]. 北京：机械工业出版社. 1994.11：336-337
[19] 雷文丽. 微机原理与接口技术[M]. 北京：电子工业出版社. 2004.6
[20] 同济能源环保技术中心. OES-II高精度非接触测长测速光电传感器[EB/OL]. http://www.ateet.com/products.htm
[21] 崔武子,朱立平,乐娜. VisualBasic程序设计[M]. 北京：清华大学出版社. 2006
[22] 张宏林. VisualC++VisualBasic串并口开发技术工程应用实例导航[M]. 北京：人民邮电出版社. 2006
[23] 刘瑞新. VisualBasic程序设计[M]. 北京：机械工业出版社. 2006
[24] 李淑华. VB程序设计及应用[M]. 上海：高等教育出版社. 2004
[25] 彭勇. VisualBasic程序设计[M]. 上海：科学出版社. 2005
[26] 卜炎. 中国机械设计大典-第四卷[M] 北京：机械工业出版社. 2002
[27] Logix4u.net. Inpout32.dll for WIN NT/2000/XP[EB/OL].
http://www.logix4u.net/inpout32.htm
[28] Peter H. Anderson. Use of a PC Printer Port for Control and Data Acquisition[EB/OL]. http://et.nmsu.edu/~etti/fall96/computer/printer/printer.html
[29] 成大先. 机械设计手册-第四卷[M]. 北京：化工机械出版社. 2002
[30] 成大先. 机械设计手册-第五卷[M]. 北京：化工机械出版社. 2002
[31] 佟伟光. VisualBasic程序设计教程[M]. 上海：电子工业出版社. 2005
