數(shù)字式轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案-展示頁
2025-05-23 01:24本頁面
【正文】 (高、低轉(zhuǎn)速信號) 的測量。對于測周期法,測量相對誤差為：Er2 =測量誤差值實(shí)際測量值100 % =1m0100 % (3)對于給定的時(shí)鐘脈沖fc , 當(dāng)被測信號頻率越低時(shí),m0 越大, Er2就越小,所以測周期法適用于低頻信號(低轉(zhuǎn)速信號) 的測量。1 誤差來確定。當(dāng)時(shí)基誤差小于量化177。另一項(xiàng)是量化177。③多周期測頻法:在被測信號m1 個(gè)周期內(nèi), 計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖數(shù)m2 ,從而得到被測信號頻率fx ,則fx 可以表示為fx =m1 fcm2, m1 由測量準(zhǔn)確度確定。對轉(zhuǎn)速的測量實(shí)際上是對轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)引起的周期脈沖信號的頻率進(jìn)行測量。計(jì)數(shù)測速法又可分為機(jī)械式定時(shí)計(jì)數(shù)法和電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法。轉(zhuǎn)速是指作圓周運(yùn)動(dòng)的物體在單位時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)過的圈數(shù),其大小及變化往往意味著機(jī)器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的正常與否,因此,轉(zhuǎn)速測量一直是工業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)重要問題。全面了解單片機(jī)和信號放大的具體內(nèi)容。因此轉(zhuǎn)速的測試具有重要的意義。在使用模技術(shù)制作測速表時(shí)，常用測速發(fā)電機(jī)的方法，即將測速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸與待測軸相連，測速發(fā)電機(jī)的電壓高低反映了轉(zhuǎn)速的高低。 本設(shè)計(jì)課題的目的和意義
在工程實(shí)踐中,經(jīng)常會(huì)遇到各種需要測量轉(zhuǎn)速的場合, 例如在發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)、機(jī)床主軸等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的試驗(yàn)、運(yùn)轉(zhuǎn)和控制中,常需要分時(shí)或連續(xù)測量和顯示其轉(zhuǎn)速及瞬時(shí)轉(zhuǎn)速。傳統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測多采用測速發(fā)電機(jī)或光電數(shù)字脈沖編碼器，也有采用電磁式(利用電磁感應(yīng)原理或可變磁阻的霍爾元件等)、電容式(對高頻振蕩進(jìn)行幅值調(diào)制或頻率調(diào)制)等，還有一些特殊的測速器是利用置于旋轉(zhuǎn)體內(nèi)的放射性材料來發(fā)生脈沖信號．其中應(yīng)用最廣的是光電式，光電式測系統(tǒng)具有低慣性、低噪聲、高分辨率和高精度的優(yōu)點(diǎn)．加之激光光源、光柵、光學(xué)碼盤、CCD 器件、光導(dǎo)纖維等的相繼出現(xiàn)和成功應(yīng)用，使得光電傳感器在檢測和控制領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。數(shù)字式轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 數(shù)字式轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的發(fā)展背景 目前國內(nèi)外測量電機(jī)轉(zhuǎn)速的方法很多，按照不同的理論方法，先后產(chǎn)生過模擬測速法(如離心式轉(zhuǎn)速表、用電機(jī)轉(zhuǎn)矩或者電機(jī)電樞電動(dòng)勢計(jì)算所得)、同步測速法(如機(jī)械式或閃光式頻閃測速儀)以及計(jì)數(shù)測速法。計(jì)數(shù)測速法又可分為機(jī)械式定時(shí)計(jì)數(shù)法和電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法。而采用光電傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)測量準(zhǔn)確度高、采樣速度快、測量范圍寬和測量精度與被測轉(zhuǎn)速無關(guān)等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。要測速，首先要解決是采樣問題。為了能精確地測量轉(zhuǎn)速外,還要保證測量的實(shí)時(shí)性,要求能測得瞬時(shí)轉(zhuǎn)速方法。
這次設(shè)計(jì)內(nèi)容包含知識全面，對傳感器測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速的不同的方法及原理設(shè)計(jì)有較多介紹，在測量系統(tǒng)中能學(xué)到關(guān)于測量轉(zhuǎn)速的傳感器采樣問題，單片機(jī)部分的內(nèi)容，顯示部分等各個(gè)模塊的通信和聯(lián)調(diào)。進(jìn)一步鍛煉我們在信號采集，處理，顯示發(fā)面的實(shí)際工作能力。按照不同的理論方法,先后產(chǎn)生過模擬測速法(如離心式轉(zhuǎn)速表) 、同步測速法(如機(jī)械式或閃光式頻閃測速儀) 以及計(jì)數(shù)測速法。本文介紹的采用單片機(jī)和光電傳感器組成的高精度轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng),其轉(zhuǎn)速測量方法采用的就是電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法。在頻率的工程測量中,電子式定時(shí)計(jì)數(shù)測量頻率的方法一般有三種：①測頻率法:在一定時(shí)間間隔t 內(nèi),計(jì)數(shù)被測信號的重復(fù)變化次數(shù)N ,則被測信號的頻率fx 可表示為f x =Nt(1)②測周期法:在被測信號的一個(gè)周期內(nèi),計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖數(shù)m0 ,則被測信號頻率fx = fc/ m0 ,其中, fc 為時(shí)鐘脈沖信號頻率。電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法測量頻率時(shí),其測量準(zhǔn)確度主要由兩項(xiàng)誤差來決定:一項(xiàng)是時(shí)基誤差。1誤差。1 誤差一個(gè)或兩個(gè)數(shù)量級時(shí),這時(shí)測量準(zhǔn)確度主要由量化177。對于測頻率法,測量相對誤差為：Er1 =測量誤差值實(shí)際測量值100 % =1N100 % (2)由此可見,被測信號頻率越高, N 越大, Er1就越小,所以測頻率法適用于高頻信號(高轉(zhuǎn)速信號) 的測量。對于多周期測頻法,測量相對誤差為：Er3 =測量誤差值實(shí)際測量值100%=1m2100 % (4) 從上式可知,被測脈沖信號周期數(shù)m1 越大, m2 就越大,則測量精度就越高。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(shí)時(shí)測量?！? 轉(zhuǎn)速測量的方案選擇,一般要考慮傳感器的結(jié)構(gòu)、安裝以及測速范圍與環(huán)境條件等方面的適用性。本說明書中給出兩種轉(zhuǎn)速測量方案，經(jīng)過我和伙伴查資料、構(gòu)思和自己的設(shè)計(jì)，總體電路我們有兩套設(shè)計(jì)方案，部分重要模塊也考慮了其它設(shè)計(jì)方法，經(jīng)過分析，從實(shí)現(xiàn)難度、熟悉程度、器件用量等方面綜合考慮，我們才最終選擇了一個(gè)方案。方案： 霍爾傳感器測量方案霍爾傳感器是利用霍爾效應(yīng)進(jìn)行工作的？其核心元件是根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的霍爾元件。 應(yīng)用案例 1. 2. 電動(dòng)自行車速度測量。 工作電流:20mA?！? 霍爾轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖 缺點(diǎn)：采用霍爾傳感器在信號采樣的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)采樣不精確，因?yàn)樗强看判愿袘?yīng)才采集脈沖的，使用時(shí)間長了會(huì)出現(xiàn)磁性變小，影響脈沖的采樣精度。出于單片機(jī)在測量轉(zhuǎn)速方面具有體積小、性能強(qiáng)、成本低的特點(diǎn)，越來越受到企業(yè)用戶的青睞。 74ls245 74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動(dòng)led或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 當(dāng)809s1單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245等總線驅(qū)動(dòng)器。（接收） DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)CE為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)。P0口與74LS245輸入端相連,E端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通。DIR是H時(shí)，A→B 74LS245是我們常用的芯片，用來驅(qū)動(dòng)led或者其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。 當(dāng)8051單片機(jī)的P0口總線負(fù)載達(dá)到或超過P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245等總線驅(qū)動(dòng)器。（接收） DIR=“1”，信號由 A 向 B 傳輸；（發(fā)送）當(dāng)CE為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)。P0口與74LS245輸入端相連,E端接地，保證數(shù)據(jù)線暢通?！T89C51 的性能相對于8051 已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。89S51就是在這樣的背景下取代89C51 的，現(xiàn)在，89S
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