传感器课设基于LabVIEW的光电传感器测转速.doc

基于LabVIEW和光电式传感器的转速检测与控制设计 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，给出了部分程序流程图。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，数据处理 目 录 1 相关背景和简介 3 2 系统组成及工作原理 4 2.1转速测量原理 4 2.2转速测量系统组成框图 4 2.3 设计思路 5 3 系统硬件电路的设计 5 3.1 脉冲产生电路设计 5 3.2传感器接口电路设计 6 3.3 光电转换及信号调理电路设计 7 3.3.1 光电传感器简介 7 3.3.2 光电转换及信号调理电路设计 9 4 硬件构造 10 5 LabVIEW虚拟仪器转速测量的实现 11 5.1 前面板 12 5.2 程序框图 13 6 结果 13 6.1 硬件设备及连接 13 6.2 设备运行及测量显示 14 7 小结 15参考文献 16 1相关背景和简介 目前国内外测量电机转速的方法很多，按照不同的理论方法，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。传统的电机转速检测多采用测速发电机或光电数字脉冲编码器，也有采用电磁式(利用电磁感应原理或可变磁阻的霍尔元件等)、电容式(对高频振荡进行幅值调制或频率调制)等，还有一些特殊的测速器是利用置于旋转体内的放射性材料来发生脉冲信号．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。 2 系统组成及工作原理 2.1 转速测量原理 在此采用频率测量法，其测量原理为，在固定的测量时间内，计取转速传感器产生的脉冲个数，从而算出实际转速。设固定的测量时间为Tc（min），计数器计取的脉冲个数m，假定脉冲发生器每转输出p个脉冲，对应被测转速为N（r/min），则f=pN/60Hz；另在测量时间Tc内，计取转速传感器输出的脉冲个数m应为 m=Tcf ，所以，当测得m值时，就可算出实际转速值[1]： N=60m/pTc (r/min) （2-1） 2.2 转速测量系统组成框图 系统由信号预处理电路。其中信号预处理电路包含信号放大