毕业设计论文-测转速的光电感器器课程设计论文.docVIP

…………………………装………………………………订………………………………线……………………………………………………………… 测转速的光电传感器课程设计 摘 要：转速是发动机重要的工作参数之一,也是其它参数计算的重要依据。目前常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、测速发电机测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法等。在对各种测速方法进行分析后提出了基于光电传感器的转速测量系统。详细分析了系统的组成及工作原理，给出了系统中各硬件模块设计方法及系统软件设计方法，给出了部分程序流程图和程序清单。该测速系统安装维护方便，工作稳定，运行可靠，具有较大的推广应用价值。 关键词光电转速传感器，转速测量，单片机，测量系统设计 1引言 2 系统组成及工作原理 4 2.1器件选择 4 2.2转速测量方法 4 2.3转速测量原理 3 方案的设计与选择 5 3.1 光电门测量方案 5 3.2 霍尔传感器器测量方案 6 3.3 光电传感器测量方案 6 4 硬件系统设计 7 4.1脉冲信号产生模块 4.2脉冲信号的处理模块 4.3转速的显示模块 4.4其他模块 5相关器件的介绍 5.1光电传感器的介绍 5.2单片机的介绍 6软件系统设计 6.1主程序流程图及各子程序流程图 6.2单片机程序编写 结论 参考文献 1.引言 在工程实践中经常会遇到各种需要测量转速的场合例如在发动机电动机卷扬机机床主轴等旋转设备的试验运转和控制中常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速先后产生过模拟测速法(如离心式转速表用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法其中应用最广的是光电式光电式测系统具有低惯性低噪声高分辨率和高精度的优点加之激光光源、光栅、光学码盘CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用而采用光电传感器的电机转速测量系统测量准确度高采样速度快测量范围宽和测量精度与被测转速无关等优点具有广阔的应用前景，(如离心式转速表)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。本文介绍的采用单片机和光电传感器组成的高精度转速测量系统，t内，N，fx可表示为 f x =Nt （2）测周期法 在被测信号的一个周期内，m0，fx = fc/ m0 其中，fc为时钟脉冲信号频率。 （3）多周期测频法 在被测信号m1个周期内，m2，fx，fx可以表示为fx =m1 fcm2，m1，：；1误差。当时基误差小于量化±1 误差一个或两个数量级时，1 误差来确定。对于测频率法， Er1 =测量误差值实际测量值×100 % =1N×100 % 由此可见，，N，Er1，(高转速信号) 的测量。对于测周期法，Er2 =测量误差值实际测量值×100 % =1m0×100 % 对于给定的时钟脉冲fc，，m0，Er2，(低转速信号)的测量。对于多周期测频法，Er3 =测量误差值实际测量值100%=1m2×100 % 从上式可知，m1越大，m2，(高、低转速信号)的测量。但随着精度和频率的提高，，m1也要延长采样周期， 根据以上的讨论，，，，，，，60齿的测速齿盘，60倍转速脉冲，，，，，，，，，， n=N/ (mT) 其中n为转速、单位：转/分钟；N为采样时间内所计脉冲个数；T为采样时间、单位：分钟；m为每旋转一周所产生的脉冲个数(通常指测速码盘的齿数)，通常m为60，如果m=60， 1秒钟内脉冲个数N就是转速n，: n=N/ (mT) =N/60×1/60=N 在对转速波动较快系统或要求动态特性好而精度高的转速测控系统中，，，，，T， T的减小会使采到的脉冲数值N下降，(每个脉冲所代表的转速)增高，，，，，，，光电门是一个门样的装置，一边安装发光装置，一边安装接收装置并与计时装置连接。当物体通过光电门时光被挡住，计时器开始计时，当物体离开时停止计时，这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的速度；若计时装置具备运算功能，使用随机配置的挡光片(宽度一定)，可以直接测量物体的瞬时速度。光电门是由一个小的聚光灯泡和一个光敏管组成的，聚光灯泡对准光敏管，光敏管前面有一个小孔可以接收光的照射光敏门与计时仪是按以下方式联接的即当两个光电门的任一个被挡住时，计时仪开始计时当两个光电门中任一个被再次挡光时，计时终止计时仪显示的是两次挡光之间的时间间隔光电门主要应用于计数，计时，测速等方面。工作原理是光照度改变使光敏电阻阻值的改变，而引起光敏电阻两端电压的改变。电压变化信号通过传感器传到计数器上计数计时。光电门一端有个线性光源，另一端有个光敏电阻，门中无物体阻挡时光照射到光敏电阻上。有光照时光敏电