[實(shí)用新型]光電轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420032675.X
• 申請(qǐng)日: 2014-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203658382U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪建;陳濤;杜世平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川農(nóng)業(yè)大學(xué);汪建
• 主分類(lèi)號(hào): G01P3/36
• 分類(lèi)號(hào): G01P3/36
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種光電轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x，屬于電子技術(shù)應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)速測(cè)量是轉(zhuǎn)動(dòng)物體動(dòng)力機(jī)械性能測(cè)試中的一個(gè)重要內(nèi)容，在航空航天、船舶動(dòng)力及旋轉(zhuǎn)機(jī)械等應(yīng)用領(lǐng)域，轉(zhuǎn)速信號(hào)也是一個(gè)重要的監(jiān)控參數(shù)，轉(zhuǎn)速的大小和變化能顯示機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常，不僅反映系統(tǒng)的工作狀態(tài)，而且也決定了其他性能參數(shù)，尤其在控制系統(tǒng)中起著極其重要的作用，其測(cè)量的準(zhǔn)確度和可靠性直接影響著系統(tǒng)的控制精度及安全性能。

隨著現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步，許多軍事、工業(yè)領(lǐng)域?qū)D(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的精度、體積、抗干擾的要求越來(lái)越高，可靠的快速、高精度轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)顯得至關(guān)重要。

轉(zhuǎn)速測(cè)量按傳感器的安裝方式可分為：接觸式和非接觸式。接觸式測(cè)量方式由于常常要求測(cè)量時(shí)，測(cè)量軸與被測(cè)量軸需保持在一條直線上，所以一般應(yīng)用于中低轉(zhuǎn)速測(cè)量。

光電傳感器是光電檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成紅外等光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。光電式傳感器在檢測(cè)和控制的應(yīng)用非常廣泛。

本測(cè)量?jī)x使用光電傳感方式來(lái)進(jìn)行測(cè)速，它是一種非接觸式測(cè)量，測(cè)量?jī)x通過(guò)對(duì)光電信號(hào)的處理和單片機(jī)的計(jì)算，能實(shí)現(xiàn)對(duì)不同轉(zhuǎn)速的實(shí)時(shí)計(jì)算測(cè)量和顯示等功能，具有響應(yīng)快、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，適合于電工學(xué)、物理等課程的測(cè)量與教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有的測(cè)量和實(shí)驗(yàn)儀器的不足，本實(shí)用新型的光電轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x結(jié)合光電傳感器和單片機(jī)，并采用了三種測(cè)量齒盤(pán)，可使學(xué)生能更好的理解和掌握轉(zhuǎn)速測(cè)量的原理和方法。轉(zhuǎn)速測(cè)量的電路系統(tǒng)主要包括：光電傳感器系統(tǒng)、信號(hào)的處理、單片機(jī)以及數(shù)碼顯示部分。

測(cè)量?jī)x由測(cè)量?jī)x主機(jī)、電動(dòng)機(jī)、測(cè)量齒盤(pán)和光電傳感器測(cè)量槽組成；測(cè)量?jī)x主機(jī)上設(shè)置有五位數(shù)顯速度表、開(kāi)關(guān)、功能開(kāi)關(guān)、速度調(diào)節(jié)旋鈕、電源輸出插孔、信號(hào)輸入端口和信號(hào)輸出端口；測(cè)量主機(jī)內(nèi)具有單片機(jī)芯片，光電檢測(cè)、信號(hào)調(diào)理和A/D轉(zhuǎn)換電路。

本測(cè)量?jī)x采用了光電傳感式的轉(zhuǎn)速測(cè)量方式，當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用光電傳感器通過(guò)測(cè)量齒盤(pán)進(jìn)行光電信號(hào)采樣，同時(shí)通過(guò)齒盤(pán)對(duì)光路的間歇遮擋使光電接收管接收到的信號(hào)變?yōu)楣饷}沖。通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路和A/D轉(zhuǎn)換，把光電傳感器所輸出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)送入單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)接收到的脈沖計(jì)數(shù)，經(jīng)計(jì)算處理后，從而計(jì)算出轉(zhuǎn)速，通過(guò)數(shù)碼顯示管顯示出結(jié)果。

本測(cè)量?jī)x的單片機(jī)芯片采用的是低功耗、高性能的8位單片機(jī)STC89S52。它結(jié)合了CMOS的高速和高密度技術(shù)及CMOS的低功耗特征，它基于標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)，屬于89C51增強(qiáng)型單片機(jī)版本，集成了時(shí)鐘輸出和向上或向下計(jì)數(shù)器等更多的功能，89S52內(nèi)置8位中央處理單元、256字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、8k片內(nèi)在系統(tǒng)可編程存儲(chǔ)器ROM，32個(gè)雙向輸入/輸出口、3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器和5個(gè)兩級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩電路。此外，89S52還可工作于低功耗模式，可通過(guò)軟件選擇空閑和掉電模式，還可在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時(shí)器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能，在掉電模式下，可保存RAM數(shù)據(jù)。

本測(cè)量?jī)x的測(cè)量齒盤(pán)有一個(gè)齒孔、對(duì)稱(chēng)于直徑的二個(gè)齒孔和垂直對(duì)稱(chēng)的四個(gè)齒孔三種類(lèi)型。可分別應(yīng)用于不同的轉(zhuǎn)速的測(cè)量情況，并可與單齒孔的測(cè)量盤(pán)比較在不同測(cè)量方式下的測(cè)量方法及對(duì)轉(zhuǎn)速誤差的影響。

當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于測(cè)量齒盤(pán)上齒孔的遮擋，光電接收管不能接收到發(fā)射管發(fā)來(lái)的光信號(hào)。因此，當(dāng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，接收管只能接收到時(shí)斷時(shí)續(xù)的光信號(hào)。信號(hào)處理系統(tǒng)將接收管接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖電信號(hào)測(cè)速時(shí)，單片機(jī)對(duì)脈沖電信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，同時(shí)單片機(jī)內(nèi)部的計(jì)時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，根據(jù)脈沖電信號(hào)的數(shù)目及所用時(shí)間就可計(jì)算出電機(jī)的轉(zhuǎn)速，最后通過(guò)數(shù)碼顯示管將轉(zhuǎn)速顯示出來(lái)。

附圖說(shuō)明

圖1是測(cè)量?jī)x主機(jī)外觀圖，其中的1是五位數(shù)顯速度表、2是開(kāi)關(guān)、3是功能開(kāi)關(guān)、4是速度調(diào)節(jié)旋鈕、5是電源輸出插孔、6是信號(hào)輸入端口、7是信號(hào)輸出端口。

圖2是測(cè)量安裝的組成圖。其中的8是電動(dòng)機(jī)電源線，9是電動(dòng)機(jī)，10是光電傳感器測(cè)量槽，11是光電信號(hào)線，12是電動(dòng)機(jī)軸，13是光電傳感器，14是測(cè)量齒盤(pán)。

圖3是光電傳感檢測(cè)電路圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖，下面具體說(shuō)明光電轉(zhuǎn)速測(cè)量?jī)x的工作和電路情況。