基于接近傳感器的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2024-07-24 23:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 差主要有兩個方面，一是兩脈沖的上升沿觸發(fā)時間不一致而產(chǎn)生的；二是計數(shù)和定時起始和關(guān)閉不一致而產(chǎn)生的。因此要求脈沖的上升沿（或下降沿）陡峭和計數(shù)和定時嚴(yán)格同步。測周法在低轉(zhuǎn)速時精度較高，但隨著轉(zhuǎn)速的增加，精度變差，有小于一個脈沖的誤差存在?！癕/T法”所謂測頻測周法，即綜合了“T”法和“M”法分別對高、低轉(zhuǎn)速具有的不同精度，利用各自的優(yōu)點而產(chǎn)生的方法，精度位于兩者之間，如圖13“M/T”法定時/計數(shù)測量所示?！癕/T”法采用三個定時/計數(shù)器，同時對輸入脈沖、高頻脈沖（由振蕩器產(chǎn)生）、及預(yù)設(shè)的定時時間進行定時和計數(shù)，m1反映轉(zhuǎn)角，m2反映測速的準(zhǔn)確時間，通過計算可得轉(zhuǎn)速值n。該法在高速及低速時都具有相對較高的精度。測速時間Td由脈沖發(fā)生器脈沖來同步，即Td等于m1個脈沖周期。由圖可見，從a點開始，計數(shù)器對m1和m2計數(shù)，到達b點，預(yù)定的測速時間時，單片機發(fā)出停止計數(shù)的指令，因為Tc不一定正好等于整數(shù)個脈沖發(fā)生器脈沖周期，所以，計數(shù)器仍對高頻脈沖繼續(xù)計數(shù)，到達c點時，脈沖發(fā)生器脈沖的上升沿使計數(shù)器停止，這樣，m2就代表了m1個脈沖周期的時間?！癕/T”法綜合了“T”和“M”兩種方法，轉(zhuǎn)速計算如下：設(shè)高頻脈沖的頻率為fc，脈沖發(fā)生器每轉(zhuǎn)發(fā)出P個脈沖，由式（12）和（15）可得M/T法轉(zhuǎn)速計算公式為： (16)n轉(zhuǎn)速值。單位：（轉(zhuǎn)/分）；晶體震蕩頻率：單位（Hz）；m1輸入脈沖數(shù)，反映轉(zhuǎn)角；m2時基脈沖數(shù)。圖13 “M/T”法定時/計數(shù)測量通過上面的分析可知，M法適合于高速測量，當(dāng)轉(zhuǎn)速越低，產(chǎn)生的誤差會越大。T法適合于低速測量，轉(zhuǎn)速增高，誤差增大。M/T這種轉(zhuǎn)速測量方法的相對誤差與轉(zhuǎn)速n無關(guān)，只與晶體振蕩產(chǎn)生的脈沖有關(guān)，故可適合各種轉(zhuǎn)速下的測量。保證其測量精度的途徑是增大定時時間T，或提高時基脈沖的頻率fc。因此，在實際操作時往往采用一種稱變M/T的測量方法，即所謂變M/T法，在M/T法的基礎(chǔ)上，讓測量時間Tc始終等于轉(zhuǎn)速輸入脈沖信號的周期之和。并根據(jù)第一次的所測轉(zhuǎn)速及時調(diào)整預(yù)測時間Tc，兼顧高低轉(zhuǎn)速時的測量精度?；贛法測量速度，電路和程序均較為簡單，且可以在一定的條件下滿足精度的要求，所以本設(shè)計中采用M法進行測量。電機的轉(zhuǎn)速通過接近傳感器采集脈沖信號，經(jīng)過放大處理后輸送給單片機，電機的轉(zhuǎn)速通過LED顯示出來。這個電路設(shè)計可以分為三部分：第一個部分為測速電路，第二部分為單片機處理部分，第三部分為LED顯示部分。數(shù)碼顯示單片機處理波形整定，放大電路傳感測量圖14 大概框圖可以將一塊鋼鐵固定在電動機轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)盤的邊沿，轉(zhuǎn)盤隨被測軸旋轉(zhuǎn)，鋼也跟著同步旋轉(zhuǎn)，在轉(zhuǎn)盤附近安裝一個接近傳感器，轉(zhuǎn)盤隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，接近傳感器受到鋼產(chǎn)生感應(yīng)，會產(chǎn)生脈沖信號，其頻率和轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系，測出脈沖的周期或頻率即可計算出轉(zhuǎn)速。脈沖信號的周期與電機轉(zhuǎn)速的關(guān)系為n = 其中：n為電機轉(zhuǎn)速； P為電機轉(zhuǎn)一圈的脈沖數(shù)； T為輸出方波信號的周期。接近傳感器，是代替限位開關(guān)等接觸式檢測方式，以無需接觸檢測對象進行檢測為目的的傳感器的總稱。能檢測對象的移動信息和存在信息轉(zhuǎn)換為電氣信號。在換為電氣信號的檢測方式中，包括利用電磁感應(yīng)引起的檢測對象的金屬體中產(chǎn)生的渦電流的方式、捕測體的接近引起的電氣信號的容量變化的方式、利石和引導(dǎo)開關(guān)的方式。傳感器中也能以非接觸方式檢測到物體的接近和附近檢測對象有無的產(chǎn)品總稱為“接近開關(guān)”，由感應(yīng)型、靜電容量型、超聲波型、光電型、磁力型等構(gòu)成。其特長為
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