基于红外线的转速测量仪研制

2012-07-27 18:32:07来源: 21ic 关键字:红外线  转速测量仪  转子速度

1引言

测量转子速度的方法很多,但多数比较复杂[1]。目前,测量转速的方法主要有四种[2]:机械式、电磁式、光电式和激光式。机械式主要利用离心力原理,通过一个随轴转动的固定质量重锤带动自由轴套上下运动,根据不同转速对应不同轴套位置获得测量结果原理简单直接,不需额外电器设备,适用于精度要求不高、接触式的转速测量场合。电磁式系统由电磁传感器和安装在轴上的齿盘组成,主轴转动带动齿盘旋转,齿牙通过传感器时引起电路磁阻变化,经过放大整形后形成脉冲,通过脉冲得到转速值。由于受齿盘加工精度、齿牙最小分辨间隔、电路最大计数频率等限制,测量精度不能保证。光电式结构类似于电磁式结构,把旋转齿盘换作光电编码盘或黑白相间的反射条纹,把电磁传感器换作光电接收器,通过对反射回来的光脉冲信号计数得到测量结果。由于受条纹最小分辨间隔、电路最大计数频率等限制,测量精度不能保证,所测转速值和电磁式一样为两个计数脉冲间距的平均值。激光测速技术(LDV)是一种正在发展中的测速技术,通过激光多普勒效应获得转动体的瞬时角速度,理论上具有很高的瞬时转速测量精度,但目前实际产品精度不够高,并且价格昂贵,在实际使用上受到限

制。通过改进已有的电磁式传感器,设计一种适于瞬时转速测量的新型传感器,在旋转机械瞬时状态分析中具有一定的实际意义。

本文以传统的电磁式系统为基础,研制一种使用红外辐射技术的新型转速测量仪,安装方便,对周围环境要求不高,可以很容易地完成转速的测量。具有较宽的动态测量范围,测量精度较高。

2 系统设计

测速系统总体结构如图1所示,主要包括红外测速传感器(由红外发射与接收电路和齿盘组成)、信号处理电路、单片机以及数字显示部分。其工作过程如下:当齿盘旋转时,由于轮齿的遮挡,红外发射管与接收管之间的红外线光路时断时续,信号处理电路将此变化的光信号转换为电脉冲信号,一个脉冲信号即表示齿盘转过一个齿。单片机对脉冲进行计数,同时通过其内部的计时器对接收一定数目的脉冲计时,根据脉冲数目及所用时间就可计算出齿盘的转速,最后通过数字显示部分将转速显示出来。

11.jpg

2.1 系统硬件设计

根据红外测速的原理,系统的电路设计如图2所示。

22.jpg

本系统采用AT89C52单片机,它是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8KB的可反复擦写的Flash程序存储器和256B的随机数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,与标准MS-51指令系统及8052产品引脚兼容,片内置有8位中央处理器(CPU)。功能强大的AT89C52单片机适用于许多较为复杂的控制应用场合。

[1] [2] [3]

关键字:红外线  转速测量仪  转子速度

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0727/article_5532.html
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