基于AT89系列单片机的手提式电梯限速器测试仪*

　　摘 要： 提出了一种基于AT89系列单片机的手提式电梯限速器测试仪，该仪器主要由电源变换模块和测控系统模块组成。电源变换模块为测试装置提供工作电压，测控系统模块内含驱动电机和单片机测控系统。单片机控制伺服电机驱动被测电梯限速器的轮盘，通过霍尔开关采集限速器轮盘的转速，结合轮盘的节圆直径即可计算出轿厢移动的速度。限速器的电气动作速度和机械动作速度分别通过电气开关和机械限位来捕捉。给出了测试装置的结构组成，分析了测试装置的测控原理，最终研制出了测试仪的样机。

　　关键词： 电梯；限速器；测试仪；单片机；AT89S52；AT89C2051

　　限速器是电梯安全保护系统中的重要安全控制部件，当电梯出现意外情况高速下滑，一旦轿厢速度超过设定值，限速器便带动安全钳动作使电梯紧急制停或减速，从而避免发生事故[1-3]。《电梯监督检验规程》明确规定，电梯限速器每使用两年必须检验一次，其动作速度应符合标准规定[4-6]。目前国内用来检测电梯限速器的设备虽然较多，但多数仪器结构笨重，构造复杂，不便于携带，主要用于电梯限速器的出厂检验。现有的用于上门检验的手提式的限速器检测仪，检测部件安装困难，部件之间接插件多，检测时需要多人配合，每检测一次均需输入多个参数，操作繁琐，效率低[7-9]。针对上述问题，本文设计了一种新型的手提式电梯限速器测试仪，该测试仪在保证测量精度的前提下，便于携带，具有体积小、重量轻、部件少、适于现场操作、数据测量方便、显示信息直观等优点电感器生产。

　　1 手提式限速器测试仪的结构组成

　　限速器测试仪的结构组成如图1所示。设置测控系统6，其内部包括一台小型交流伺服电机与相关测控芯片及测控电路。驱动轴3上固定有驱动轮2，驱动轮用较软的耐磨橡胶制成，轮缘呈梯形，可与限速器轮盘1的钢丝绳槽充分接触。当测控系统6内的伺服电机旋转时，驱动轴3带动橡胶驱动轮2转动，驱动轮2又带动限速器轮盘1转动。在测控系统6的左侧端面安装霍尔接近开关11，在限速器轮盘1右侧靠近外缘的端面上吸附圆柱形磁钢10，使得磁钢随着限速器轮盘1转动时有机会对准霍尔接近开关11（不需要接触）。电气开关14通过磁座吸附在限速器轮盘支架15上，当限速器产生限速动作时，轮盘1上的甩块因离心力作用可以切断电气开关14。电源转换模块8给测控系统6提供工作电压。

　　2 手提式限速器测试仪的测控系统组成

　　图2所示为手提式电梯限速器测试仪的测控系统组成。该测试仪选用高性能单片机AT89S52作为主CPU，采用AT89C2051单片机作为副CPU，两个CPU之间进行串行通信。AT89S52芯片自带8 KB的ROM存储器，可以用来存放系统的底层程序，但其内部仅有256 B的RAM存储器，而在检测过程中需要存储大量重要的参数，因此，扩展了一片8 KB的SRAM芯片6264用作数据存储器。测控系统上的矩阵键盘和LED数码显示器由可编程接口芯片8279来监控。AT89S52主要管理SRAM 6264和8279，同时也接收个别按键信号以及输入信号，并对限速器轮盘的线速度进行功率电感工厂检测与运算。AT89C2051内含2 KB的ROM存储器以及128 B的RAM存储器，主要用来控制伺服电机的缓慢加速，从而实现限速器轮盘的平稳升速。与CPU芯片配套的尚有复位电路与晶振电路。

　　3 手提式限速器测试仪的工作原理

　　结合图1可以看出，当伺服电机转动时，限速器轮盘1跟着转动，吸附在限速器轮盘1上的圆柱形磁钢10周期性地转过测控系统6左端面上的霍尔接近开关11。这样，限速器轮盘每转一圈便产生一个脉冲信号（参见图2），该信号由测控系统6内部的AT89S52单片机拾取后经过处理可得到转速，再结合限速器轮盘的节圆直径，即可计算出限速器轮盘节圆的线速度，即电梯轿厢的移动速度。

　　所设计的测试仪主要用来测量电梯限速器的两个速度：一个是电气动作速度，另一个是机械动作速度。这两个速度均为限速器轮盘节圆的线速度。在图2中，当AT89C2051单片机控制交流伺服电机不断加速时，限速器轮盘的转速逐渐升高，最终布置在限速器轮盘上的用弹簧连接的甩块因离心力作用，使得吸附在限速器轮盘支架上的常闭触点开关断开，AT89S52大功率电感单片机收到触点断开的信号后便锁定此时限速器轮盘节圆的线速度，此速度即为限速器的电气动作速度值；限速器轮盘继续加速旋转，直至被机械限位机构卡死，AT89S52单片机再次锁定限速器轮盘被卡死之前的最大节圆线速度，此速度即为限速器的机械动作速度值。

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