基于單片機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-20 23:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 同步式是利用已知的頻率與旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)同步來測(cè)量轉(zhuǎn)速，根據(jù)不同的轉(zhuǎn)換方式，一般的轉(zhuǎn)速測(cè)試可用機(jī)械式轉(zhuǎn)速表、發(fā)電機(jī)式轉(zhuǎn)速表以及頻閃式測(cè)速表，但在有些情況下，其測(cè)量精度，瞬時(shí)穩(wěn)定度不能滿足更高的要求，因此，在測(cè)量方法和傳感器的選擇上顯得尤為重要。常用的傳感器種類有光電傳感器、電磁式傳感器、電容式傳感器等，而測(cè)量方法上有測(cè)量轉(zhuǎn)速周期、轉(zhuǎn)速頻率等。就轉(zhuǎn)速測(cè)量原理而言，大體可分為三大類，一是用單位時(shí)間內(nèi)測(cè)得物體的旋轉(zhuǎn)角度來計(jì)算速度，例如在單位時(shí)間內(nèi)，累計(jì)轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的N個(gè)脈沖，即為該單位時(shí)間的速度。這種以測(cè)量頻率來實(shí)現(xiàn)測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法，稱測(cè)頻法。即“M”法；另一類是在給定的角位移距離內(nèi)，通過測(cè)量這一角位移的時(shí)間來進(jìn)行測(cè)速的方法，稱測(cè)周法，即“T”法，如給定的角位移?θ ，傳感器便發(fā)出一個(gè)電脈沖周期，以晶體震蕩頻率而產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)脈沖來度量這一周期時(shí)間，再經(jīng)換算可得轉(zhuǎn)速。這兩種測(cè)速方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，“M”法一般用于高速測(cè)量，在轉(zhuǎn)速較低時(shí)，測(cè)量誤差較大，而且，檢測(cè)裝置對(duì)轉(zhuǎn)速分辨能力也變差；而“T”法一般用于低速測(cè)量，速度越低測(cè)量精度越高，但在測(cè)量高轉(zhuǎn)速時(shí)，誤差較大；結(jié)合這兩種測(cè)量方法就可以地出第三種測(cè)量方法，即‘M/T’法結(jié)合這兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，一方面像“M”法那樣在對(duì)傳感器發(fā)出的脈沖計(jì)數(shù)的同時(shí)，也像“T”法那樣計(jì)取脈沖的時(shí)間，通過計(jì)算即可得出轉(zhuǎn)速值。在實(shí)際測(cè)量中，還須設(shè)定定時(shí)時(shí)間，兼顧高、低轉(zhuǎn)速時(shí)的精度影響，適時(shí)調(diào)節(jié)采樣時(shí)間。 課題研究目的和意義轉(zhuǎn)速是工程中應(yīng)用非常廣泛的一個(gè)參數(shù)，其測(cè)量方法較多，而模擬量的采集和模擬處理一直是轉(zhuǎn)速測(cè)量的主要方法，這種測(cè)量方法已不能適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的要求，在測(cè)量范圍和測(cè)量精度上，已不能滿足大多數(shù)系統(tǒng)的使用。隨著大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)測(cè)量得到普遍應(yīng)用，特別是單片機(jī)對(duì)脈沖數(shù)字信號(hào)的強(qiáng)大處理能力，使得全數(shù)字測(cè)量系統(tǒng)越來越普及，其轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)也可以用全數(shù)字化處理。在測(cè)量范圍和測(cè)量精度方面都有極大的提高。因此，本課題的目的是：對(duì)各種測(cè)量轉(zhuǎn)速的基本方法予以分析，針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境，利用 80C51 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)一種全數(shù)字化測(cè)速系統(tǒng)，從提高測(cè)量精度的角度出發(fā)，分析討論其產(chǎn)生誤差的可能原因，為今后的實(shí)際使用提供借鑒。并從實(shí)際硬件電路出發(fā)，分析電路工作原理和軟件流程，根據(jù)仿真情況提出修改方案和解決辦法。課題以單片機(jī)為中心，設(shè)計(jì)的全數(shù)字化測(cè)量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)，在工業(yè)控制和民用電器中都有較高使用價(jià)值。其可以應(yīng)用于工業(yè)控制中的某一部分，如數(shù)控車床的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)和控制、水泵流量控制以及需要利用轉(zhuǎn)速檢測(cè)來進(jìn)行控制的許多場(chǎng)合。如車輛的里程表、車速表等。其次該轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)由于采用全數(shù)字化結(jié)構(gòu)，因而可以很方便的和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，實(shí)行遠(yuǎn)程管理和控制，進(jìn)一步提高現(xiàn)代化水平。并且，幾乎不需做很大改變直接就能作為單獨(dú)的使用產(chǎn)品。總之，轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的研究是一件非常有意義的課題。主要內(nèi)容和存在的問題、研究的主要內(nèi)容，對(duì)轉(zhuǎn)速的周期測(cè)量法“T”法、頻率測(cè)量法“M”法以及周期頻率“M/T”測(cè)量法，三種具體測(cè)量方法的轉(zhuǎn)速計(jì)算、各自的測(cè)量精度和誤差進(jìn)行闡述。定性地比較三種方法所針對(duì)的轉(zhuǎn)速特征，分析高、中、低轉(zhuǎn)速情況下各自的適用狀況，從而，在保持一定的測(cè)量精度情況下，應(yīng)用“M”法，說明轉(zhuǎn)速測(cè)量原理。，提出測(cè)量方案，構(gòu)建硬件系統(tǒng)，分別對(duì)硬件系統(tǒng)的配置予以估計(jì)，使其能夠?qū)D(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量。同時(shí)分析接口電路，顯示轉(zhuǎn)速。，設(shè)計(jì)和說明定時(shí)/計(jì)數(shù)器在“M”法測(cè)量中的作用和使用方法，討論測(cè)量精度的問題。，用A51匯編語言編制程序，包括主程序流程，顯示中斷程序流程。并用軟件的方法對(duì)計(jì)數(shù)和定時(shí)進(jìn)行同步，力求在不增加硬件的條件下，使同步達(dá)到滿意的效果。 u Visio
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