【正文】 n=60/PT。 T——— 采樣時間、單位 :分鐘 。不論長期或臨時轉(zhuǎn)速測量 ， 都可以在微處理器的參與下 ， 通過測量轉(zhuǎn)軸上預(yù)留的一轉(zhuǎn)一齒的鑒相信號或光電信號的周期 ， 換算出轉(zhuǎn)軸的頻率或轉(zhuǎn)速。但隨著精度和頻率的提高 ， 采樣周期將大大延長 ， 并且判斷 m1 也要延長采樣周期 ， 不適合實時測量。在設(shè)定 t時間內(nèi)，測量產(chǎn)生 N個脈沖，則信號的周期為 f=N／ t，測量頻率誤差△ f≈△ N／ t，相對誤差△f／ f=△ N／ N，誤差主要來自脈沖個數(shù)177。該系統(tǒng)采用了測周法。 圖 系統(tǒng)原理圖 系統(tǒng)方案設(shè)計 將光電傳感器產(chǎn)生的脈沖信號輸入到單片機(jī)內(nèi)，單片機(jī)定時器，計數(shù)器開始工作，在一定時間內(nèi)測量出脈沖個數(shù)。 組成及框圖： 系統(tǒng)由傳感器， 放大、整形電路 ， MSP430 單片機(jī)， LED 顯示幾部分組。中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 5 頁 共 31 頁 傳感器的選型見第三章。同時 電機(jī)的形狀設(shè)計可以多樣化：環(huán)狀、桿狀、圓的、方的、空心的等 。在振動體的壓電陶瓷振子上加高頻交流電壓時，利用逆壓電效應(yīng)或電致伸縮效應(yīng)使定子在超聲頻段 (頻率為 20KHZ 以上 )產(chǎn)生微觀機(jī)械振動。 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 4 頁 共 31 頁 2 系統(tǒng)的工作原理及組成 超聲波電機(jī)的工作原理及特點 超聲波電動機(jī) (Ultrasonic Motor 縮寫 USM)是以超聲頻域的機(jī)械振動為驅(qū)動源的驅(qū)動器。計數(shù)測速法又可分為機(jī)械式定時計數(shù)法和電子式定時計數(shù)法。③調(diào)相控制，通過調(diào)節(jié)兩相驅(qū)動電壓的相位來實現(xiàn)。文獻(xiàn)[11]針對超聲波電機(jī)控制死區(qū)問題，給出了使用模糊控制器調(diào)節(jié)兩相電壓相位差實現(xiàn)電機(jī)位置控制的方法。但模糊控制的設(shè)計中也存在魯棒性與控制精度等參數(shù)之間的折衷，難以單獨應(yīng)朋于精度要求較高的伺服控制場合，因而常將模糊與傳統(tǒng)控制方法相結(jié)合。進(jìn)一步鍛煉我們在信號采集，處理，顯示發(fā)面的實際工作能力。凡此種種因素限制了常規(guī)智能轉(zhuǎn)速測量方法的使用范圍。因此轉(zhuǎn)速的測試具有重要的意義。 在工程實踐中 ， 經(jīng)常會遇到各種需要測量轉(zhuǎn)速的場合， 例如在發(fā)動機(jī)、電動機(jī)、卷揚機(jī)、機(jī)床主軸等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的試驗、運轉(zhuǎn)和控制中，常需要分時或連續(xù)測量和顯示其轉(zhuǎn)速及瞬時轉(zhuǎn)速。 與傳統(tǒng)電機(jī)相比 ， 超聲波電機(jī)具有低速大轉(zhuǎn)矩 ， 體積小、重量輕，反應(yīng)速度快、控制性能好，無電磁干擾，停止時具有保持力矩，形式靈活、設(shè)計自由度大等優(yōu)點，在非連續(xù)運動領(lǐng)域、精密控制領(lǐng)域要比傳統(tǒng)電磁電機(jī)性能優(yōu)越 [2]。中北大學(xué) 2020 屆 畢業(yè)設(shè)計說明書 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 目錄 1 緒論 ..........................................................................................................................1 研究背景及意義 ...................................................................................................1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ...................................................................................................2 2 系統(tǒng)的工作原理及組成 ..........................................................................................4 超聲波電機(jī)的工作原理及特點 ...........................................................................4 工作原理 ..........................................................................................................4 工作特點及應(yīng)用 .............................................................................................4 系統(tǒng)原理及組成 ................................................................................................4 方案的提出 .....................................................................................................4 系統(tǒng)原理及組成 ................................................................................................5 系統(tǒng)方案設(shè)計 ....................................................................................................5 3 轉(zhuǎn)速測量的方法及傳感器選型 ..............................................................................6 轉(zhuǎn)速測量的方法 ...................................................................................................6 轉(zhuǎn)速測量的原理 ...................................................................................................6 傳感器選型 ...........................................................................................................7 霍爾傳感器 ........................................................................................................7 光電傳感器 ........................................................................................................7 4 硬件電路設(shè)計 ..........................................................................................................9 MSP430 的基本結(jié)構(gòu) ............................................................................................9 電源部分設(shè)計 ..................................................................................................12 傳感器部分 .........................................................................................................13 復(fù)位電路 .............................................................................................................15 晶振電路 .............................................................................................................16 顯示部分設(shè)計 .....................................................................................................17 5 超聲波電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的軟件 設(shè)計 ................................................................20 定時計數(shù)流程圖 .................................................................................................20 轉(zhuǎn)換程序 .............................................................................................................21 中北大學(xué) 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 Ⅱ 頁 共 Ⅱ 頁 顯示程序 .............................................................................................................23 6 結(jié)論 ....................................................................................................