基于單片機的電機轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設計(編輯修改稿)
2025-07-20 23:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 同步式是利用已知的頻率與旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)同步來測量轉(zhuǎn)速，根據(jù)不同的轉(zhuǎn)換方式，一般的轉(zhuǎn)速測試可用機械式轉(zhuǎn)速表、發(fā)電機式轉(zhuǎn)速表以及頻閃式測速表，但在有些情況下，其測量精度，瞬時穩(wěn)定度不能滿足更高的要求，因此，在測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，而測量方法上有測量轉(zhuǎn)速周期、轉(zhuǎn)速頻率等。就轉(zhuǎn)速測量原理而言，大體可分為三大類，一是用單位時間內(nèi)測得物體的旋轉(zhuǎn)角度來計算速度，例如在單位時間內(nèi)，累計轉(zhuǎn)速傳感器發(fā)出的N個脈沖，即為該單位時間的速度。這種以測量頻率來實現(xiàn)測量轉(zhuǎn)速的方法，稱測頻法。即“M”法；另一類是在給定的角位移距離內(nèi)，通過測量這一角位移的時間來進行測速的方法，稱測周法，即“T”法，如給定的角位移?θ ，傳感器便發(fā)出一個電脈沖周期，以晶體震蕩頻率而產(chǎn)生的標準脈沖來度量這一周期時間，再經(jīng)換算可得轉(zhuǎn)速。這兩種測速方法各有優(yōu)缺點，“M”法一般用于高速測量，在轉(zhuǎn)速較低時，測量誤差較大，而且，檢測裝置對轉(zhuǎn)速分辨能力也變差；而“T”法一般用于低速測量，速度越低測量精度越高，但在測量高轉(zhuǎn)速時，誤差較大；結合這兩種測量方法就可以地出第三種測量方法，即‘M/T’法結合這兩種方法的優(yōu)點，一方面像“M”法那樣在對傳感器發(fā)出的脈沖計數(shù)的同時，也像“T”法那樣計取脈沖的時間，通過計算即可得出轉(zhuǎn)速值。在實際測量中，還須設定定時時間，兼顧高、低轉(zhuǎn)速時的精度影響，適時調(diào)節(jié)采樣時間。 課題研究目的和意義轉(zhuǎn)速是工程中應用非常廣泛的一個參數(shù)，其測量方法較多，而模擬量的采集和模擬處理一直是轉(zhuǎn)速測量的主要方法，這種測量方法已不能適應現(xiàn)代科技發(fā)展的要求，在測量范圍和測量精度上，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)模集成電路技術的發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)測量得到普遍應用，特別是單片機對脈沖數(shù)字信號的強大處理能力，使得全數(shù)字測量系統(tǒng)越來越普及，其轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)也可以用全數(shù)字化處理。在測量范圍和測量精度方面都有極大的提高。因此，本課題的目的是：對各種測量轉(zhuǎn)速的基本方法予以分析，針對不同的應用環(huán)境，利用 80C51 系列單片機設計一種全數(shù)字化測速系統(tǒng)，從提高測量精度的角度出發(fā)，分析討論其產(chǎn)生誤差的可能原因，為今后的實際使用提供借鑒。并從實際硬件電路出發(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。課題以單片機為中心，設計的全數(shù)字化測量轉(zhuǎn)速系統(tǒng)，在工業(yè)控制和民用電器中都有較高使用價值。其可以應用于工業(yè)控制中的某一部分，如數(shù)控車床的電機轉(zhuǎn)速檢測和控制、水泵流量控制以及需要利用轉(zhuǎn)速檢測來進行控制的許多場合。如車輛的里程表、車速表等。其次該轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)由于采用全數(shù)字化結構，因而可以很方便的和工業(yè)控制計算機進行連接，實行遠程管理和控制，進一步提高現(xiàn)代化水平。并且，幾乎不需做很大改變直接就能作為單獨的使用產(chǎn)品。總之，轉(zhuǎn)速測量系統(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，對轉(zhuǎn)速的周期測量法“T”法、頻率測量法“M”法以及周期頻率“M/T”測量法，三種具體測量方法的轉(zhuǎn)速計算、各自的測量精度和誤差進行闡述。定性地比較三種方法所針對的轉(zhuǎn)速特征，分析高、中、低轉(zhuǎn)速情況下各自的適用狀況，從而，在保持一定的測量精度情況下，應用“M”法，說明轉(zhuǎn)速測量原理。，提出測量方案，構建硬件系統(tǒng)，分別對硬件系統(tǒng)的配置予以估計，使其能夠?qū)D(zhuǎn)速進行測量。同時分析接口電路，顯示轉(zhuǎn)速。，設計和說明定時/計數(shù)器在“M”法測量中的作用和使用方法，討論測量精度的問題。，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。并用軟件的方法對計數(shù)和定時進行同步，力求在不增加硬件的條件下，使同步達到滿意的效果。 u Visio
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