光电式数字测速仪 (2)
数字闪光测速仪工作原理
数字闪光测速仪工作原理1. 前言数字闪光测速仪是一种精密的测量设备，被广泛应用于汽车、车厢、船舶等现代交通运输工具的安全性能检测领域。
数字闪光测速仪能够精确地测量物体在单位时间内的运动速度，因此被称为速度测量的“好帮手”。
数字闪光测速仪的工作原理有许多学术、繁琐的细节，本文将对数字闪光测速仪的工作原理进行简要介绍，便于广大读者对数字闪光测速仪有更为深刻的理解。
2. 数字闪光测速仪的构成数字闪光测速仪是由内部光学系统、时间计时部分、数据分析处理部分三个部分构成。
1.内部光学系统内部光学系统由两部分组成：发射器和接收器。
•发射器发射器通常由激光二极管、准直镜、反射镜三个部分构成。
激光二极管可以产生高能量的激光束，准直镜和反射镜可以将激光束集成到一个面积更小的光束中，同时保证光束以垂直方式发射。
•接收器接收器由一个透镜组、光电探测器等组成。
通过目视观察透镜组把被测物、发射光等聚到一起，经过光电探测器，将信号转化为数码信号发给计算机，最终得到测量结果。
2.时间计时部分时间计时部分包含一个准确的时钟作为计时基础，通常是由一块快速钟脉冲生成器与计数器脉冲发生器配合组成。
当紧密固定的瞬时速度具有足够的空间分辨率时，可以生成微秒级别的时间分辨率。
除此之外，时间计时部分还包括信号处理模块、运算器等。
3.数据分析处理部分数据分析处理部分包括数据处理软件和数据存储设备两个部分。
其中，数据处理软件用于对采集到的信号进行处理和分析，数据存储设备则主要用于记录采集到的数据，便于后续分析和查询。
3. 数字闪光测速仪的工作原理数字闪光测速仪的工作原理基于激光三角测量原理，以下是具体的工作原理过程：1.先发射纵向激光束和横向激光束。
纵向激光束的作用是锁定测量距离。
横向激光束用于触发光电子探测器并生成一个时间戳。
2.目标物体快速通过发射器时，经过数百次反射追踪，通常可以跟踪数米范围内的物体，同时将物体轨迹和速度测量到纳秒级别，最终输出数据传输至计算机。
光电门测速度加速度
测试技术应用案例光电门测速度和加速度班级: 机1301-1学号: ********姓名: **光电门测速度和加速度一、测试物理量及测试方法测试物理量：速度和加速度测试方法及测试目的：用气垫导轨和存储式计时计数测速仪测量速度和加速度。
通过对速度和加速度的测量，熟悉光电门传感器的使用二、测试方案（1）实验方案：1、检查光电门，使存储式数字毫秒计处于正常工作状态，给气垫导轨通气。
2、导轨水平调整。
由于斜面高度h 是相对于水平面而言，因此测量前首先应把导轨调整水平。
水平调整分二步完成（1）粗调。
在导轨中注入压缩空气，在形成气垫后，将滑块放在导轨中部，利用观察滑块的运动方向来判断导轨的倾斜方向。
调整导轨支座独脚螺丝，使滑块在导轨上基本稳定。
（2）利用计时器进行细调。
如果导轨水平，那么滑块经推动后滑过P1和P2两点的速度应相同，也就要求1t ∆与2t ∆相等。
但考虑到空气阻力的影响，即使导轨真是水平了，那么在滑块从P1向P2运动时，应使P2处的速度2V 略小于P1处的速度1V （或者讲2t ∆略大于1t ∆），且满足%20112<∆∆-∆<t t t 。
同理，也要求滑块经碰撞后弹回来经过P1、P2时，1V '略小于2V '，即'1t ∆略大于'2t ∆，且满足%20'1'2'1<∆∆-∆<t t t 。
达到上述水平调整要求后，再重复做5次，记录5组数据（每组包括1t ∆、2t ∆、2t '∆和1t '∆），以此来证实导轨已处于水平状态。
3、观察滑块的匀速直线运动轻轻推动滑块，观察滑块在气轨上的运动，滑块和气轨两端的缓冲弹簧的碰撞情况。
分别记下滑块经过两个光电门时的速度1V 和2V ，试比较1V 和2V 的数值，若1V 和2V 之间的差别小于1V （或2V ）的%1时，则导轨接近水平，此时可近似认为滑块作匀速直线运动；若1V 和2V 相差较大，可通过调节导轨底座螺钉使导轨水平。
数字闪光测速仪工作原理
数字闪光测速仪工作原理数字闪光测速仪是一种常用的精度测速仪器，它可以非常精确地测量高速运动物体的速度。
在测速过程中，数字闪光测速仪采用光学原理和数字信号处理来实现精确的速度测量。
下面我们将介绍数字闪光测速仪的工作原理。
光学原理数字闪光测速仪基于光学原理来实现测速操作。
它使用高强度的闪光灯来照射物体并记录其反射。
由于闪光灯的亮度非常高，因此物体反射的光强度也非常高。
该设备使用高速相机来拍摄物体发射的光，并使用高速计时电子器来测量光信号的传播时间。
数字闪光测速仪采用了一种称为“时间–衰减法”的测量技术。
在开始测量之前，仪器确定了物体的起始位置。
然后，它使用闪光灯来捕捉物体在固定时间段内的运动。
该时间段内，设备会记录物体的位置在图像上的相对位置。
设备利用光信号的传播时间和物体在该时间段内移动的距离来计算物体的速度。
由于设备使用高速相机来拍摄物体的运动，因此可以在短时间内拍摄多张图片，从而提供更精确的测量结果。
数字信号处理数字闪光测速仪通过数字信号处理来确定物体的速度。
设备会记录每张图片上的物体信息，并使用计算机算法来分析图像数据。
计算机会将每张图片上物体的位置和时间标记来计算其速度。
最后，设备会将速度数据传输至计算机，并生成速度-时间曲线来展示物体的运动轨迹。
数字信号处理可以提供非常高的测量精度。
由于数字闪光测速仪可以捕获多张照片，因此可以精确地计算物体的平均速度和速度变化。
此外，数字信号处理可以帮助从复杂的运动背景中提取物体的轮廓，从而提高测量的准确性。
应用领域数字闪光测速仪被广泛应用于各种领域的物体运动测量中。
它可以用于测量机器运动，制造业生产过程中的工件加工速度，分析运动学和动力学系统以及精确测量光学、航空和摩托车等高速运动物体的速度。
总结：数字闪光测速仪采用光学原理和数字信号处理两种技术，通过定位、拍照和数字信号处理等步骤，实现对高速运动物体的准确测速。
数字闪光测速仪被广泛运用于机器运动、生产加工速度、分析动力学系统、高速运动物体测速等领域。
光电式测速传感器-全球百科
光电式测速传感器-全球百科
光电式测速传感器是应用最广、转速计量人员比较熟悉的一种类型。
它输出低于电源电压约1V的矩形没电脉冲，频率范围有几千至几十kHz，不同的设计其性能差异较大。
转速测量仪配套的光电传感器，大都采用了半导体激光组件，不同产品大都采用专用配套传感器，工业生产中采用的光电式接近开关，也可用于测速，但其精度较低、量程较小，主要用于检测物料接近规定位移位置。
在此，对它们的工作原理和性能、不作介绍。
需要提示的是，转速二次仪表配套使用的光电式传感器可能与实验室和便携式测速仪的光电传感器在外形结构上有较大差别，可能是一种尺寸较大的螺杆式光电接近开关。
应遵照使用说明书的要求安装使用。
传感器原理与应用习题第8章光电式传感器
《传感器原理与应用》及《传感器与测量技术》习题集与部分参考答案教材：传感器技术（第3版）贾伯年主编，及其他参考书第8章光电式传感器8-1 简述光电式传感器的特点和应用场合，用方框图表示光电式传感器的组成。
8-2 何谓外光电效应、光电导效应和光生伏特效应？答：外光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。
光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电导率的变化的现象。
光生伏特效应：在光线作用下能够使物体产生一定方向的电动势的现象。
8-3 试比较光电池、光敏晶体管、光敏电阻及光电倍增管在使用性能上的差别。
答：光电池：光电池是利用光生伏特效应把光直接转变成电能的器件。
它有较大面积的PN结，当光照射在PN结上时，在结的两端出现电动势。
当光照到PN结区时，如果光子能量足够大，将在结区附近激发出电子-空穴对，在N区聚积负电荷，P区聚积正电荷，这样N区和P区之间出现电位差。
8-4 通常用哪些主要特性来表征光电器件的性能？它们对正确选用器件有什么作用？8-5 怎样根据光照特性和光谱特性来选择光敏元件？试举例说明。
答：不同类型光敏电阻光照特性不同，但光照特性曲线均呈非线性。
因此它不宜作定量检测元件，一般在自动控制系统中用作光电开关。
光谱特性与光敏电阻的材料有关，在选用光敏电阻时，应把光敏电阻的材料和光源的种类结合起来考虑，才能获得满意的效果。
8-6 简述CCD图像传感器的工作原理及应用。
8-7 何谓PSD？简述其工作原理及应用。
8-8 说明半导体色敏传感器的工作原理及其待深入研究的问题。
8-9 试指出光电转换电路中减小温度、光源亮度及背景光等因素变动引起输出信号漂移应采取的措施。
8-10 简述光电传感器的主要形式及其应用。
答：模拟式（透射式、反射式、遮光式、辐射式）、开关式。
应用：光电式数字转速表、光电式物位传感器、视觉传感器、细丝类物件的在线检测。
8-11 举出你熟悉的光电传感器应用实例，画出原理结构图并简单说明原理。
光电式车速传感器项目主要内容测车速
光电式车速传感器项目主要内容测车速一、项目背景二、光电式车速传感器的原理三、光电式车速传感器的特点四、光电式车速传感器的应用场景五、光电式车速传感器的研发与制造六、光电式车速传感器的市场前景一、项目背景随着汽车工业的发展，车辆安全性能和驾驶体验越来越受到关注。
而车速是汽车行驶中最基本也是最重要的参数之一，因此对于汽车行业来说，如何精准地测量和控制车辆行驶速度成为了一个不可忽视的问题。
为了满足这一需求，人们研发出了各种类型的车速传感器。
其中，光电式车速传感器因其高精度、高稳定性等优点，逐渐成为了汽车行业中最常用的一种。
二、光电式车速传感器的原理光电式车速传感器是利用反射原理测量物体运动速度的设备。
其工作原理是通过红外线发射装置向运动物体（通常是轮毂）发射红外线信号，当信号遇到运动物体后被反射回来并被接收器接收，通过计算反射信号的时间差来确定物体的运动速度。
三、光电式车速传感器的特点1.高精度：光电式车速传感器可以实现毫米级别的测量精度，可以满足高速公路等高速运动场景下对于车速测量的要求。
2.高稳定性：光电式车速传感器采用红外线发射和接收技术，具有较高的稳定性和可靠性，能够在恶劣环境下正常工作。
3.易于安装：光电式车速传感器结构简单，安装方便，不需要对汽车进行改装或者拆卸。
4.低功耗：光电式车速传感器采用红外线技术，功耗较低，在保证精度和稳定性的前提下能够节省能源。
四、光电式车速传感器的应用场景1.汽车行业：光电式车速传感器广泛应用于汽车行业中。
其主要作用是测量轮毂转动的角速度，并将其转化为实际行驶速度。
通过与发动机控制系统配合使用，可以实现对汽车行驶状态进行监控和调整。
2.物流行业：光电式车速传感器可以应用于物流行业中，用于测量货车的行驶速度和里程数。
通过与GPS系统配合使用，可以实现对货车的实时监控和管理。
3.铁路行业：光电式车速传感器也可以应用于铁路行业中，用于测量列车的运动速度和位置信息。
通过与列车控制系统配合使用，可以实现对列车运行状态进行监控和调整。
光电转速表
光电转速表什么是光电转速表光电转速表，也被称为光电测速仪、光耦转速表、数字光电转速仪，是用来测量旋转物体的转速的一种电子仪器。
它是通过光电测量技术来实现转速检测的。
由于光电转速表具有精度高、反应快、测量范围大等优点，因此在机械加工、车间管理、科学研究中被广泛应用。
光电转速表的原理光电转速表一般由测速传感器、信号处理器和显示控制器等组成，其中最核心的是测速传感器。
测速传感器内置一个发光二极管和一个光敏二极管，当测速传感器靠近旋转物体时，发光二极管发出一束光，并射向光敏二极管，经过光电转换后，将光电信号转换成电信号，并经过信号处理器处理后输出。
由于旋转物体在每个圆周上的时间相同，因此根据发射和接收光的距离间隔和旋转速度可以推算出旋转物体的转速。
光电转速表的特点1.精度高：光电传感器检测速度敏感，反应速度快，测量精度高。
2.方便实用：传感器体积小，便于携带、操作。
3.适应性广：光电传感器可反应不同频率、不同满度的信号，适应性广。
4.可视化显示：测速显示器显示转速值，使用方便。
5.保养简单：测速传感器结构简单、无可操作零部件、使用寿命长。
光电转速表的应用1.机械加工：主要用于车床、铣床、刨床等机床上，测量工件和刀具的转速。
2.车间管理：用于工业车间中的各种设备、机器传动轴的检测和保养，并统计故障频率，提高生产效率。
3.科学研究：常用于医疗仪器、超声波单位等高科技领域的转速监测。
4.其他领域：如汽车维修、飞机维护、露天采矿、船舶维修等需要测量转速的行业。
光电转速表的优势1.非常适用于现代制造业中制造精度要求高的行业。
例如航空航天、军事、造船、机械制造、汽车制造等。
2.在检测一些小型和高速运动物体时，使用的传统测速方法难以进行测量，而光电测速仪则在这方面表现优异。
3.光学传感器具有响应快、稳定性好、不会受到机械传感器中的干扰等优点。
4.测量范围大，通常测试转速的范围为1rpm-1000000rpm。
光电转速表的选购在选择光电转速表时，需要考虑以下几个方面：1.测量范围：根据实际需求选择测量范围。
光电测速传感器原理
光电测速传感器原理
光电测速传感器是一种能够通过光电效应进行测速的传感器。
其原理基于光电效应，即当光线通过一定的介质时，会激发出电子的运动，从而产生电流。
在光电测速传感器中，通常会使用一个发光二极管（LED）和一个光敏二极管（Photodiode）来实现测速功能。
LED会发出
一束光线，该光线会被测速目标物体反射或透过。
光敏二极管会接收到反射或透过的光线，并转化为电流。
当目标物体靠近光电测速传感器时，光线的强度会增加，从而使光敏二极管接收到的光强增大，进而产生更大的电流。
反之，当目标物体远离传感器时，光线的强度减小，光敏二极管接收到的光强减小，电流也相应减小。
通过测量接收到的光电流的变化，传感器可以计算出目标物体的速度。
根据光线与目标物体的反射或透射关系，传感器还可以确定运动的方向。
光电测速传感器广泛应用于工业自动化领域中的物体测速、长度测量、位置检测等方面。
其原理简单，成本较低，测量精度高，可靠性较强，因此得到了广泛的应用。
光电计时器计时和测速原理
光电计时器计时和测速原理光电计时器作为一种高精度计时器，广泛应用于各种计时与测速场合，尤其在国防、航空航天等领域具有重要地位。
本文将从光电计时器的原理、计时和测速的方法及其应用等方面进行介绍。
一、光电计时器的原理光电计时器是通过光电效应来计时和测速的。
它是通过将物体沿着传感器前面的光电传感区域运动所产生的光电信号，经过微处理器处理后，来实现计时和测速的。
光电传感器是光电效应的应用，在光电传感器的前端，有一块叫做光电元件的器件，它的作用就是把光能转换成电能。
而传感器的后端，则放置了一种特殊的电路，可以将光电信号放大并滤波，从而得到非常准确的计时和测速结果。
当物体运动到光电传感区域时，物体所挡住的光线就会被截断，从而产生一个脉冲信号，将这个信号转换成时间，就可以测量物体的速度或者距离。
二、光电计时器的计时和测速方法1.计时方法（1）时间测量法时间测量法通常分为分频计时法和时间差计时法。
在分频计时法中，信号的频率通过电子计数器计数，计数器将频率混频到一个较低的频率，然后对这个较低的频率进行计数。
这种方法是最准确的，因为它避免了大量的电子噪声。
在时间差计时法中，则是通过将两个波形的信号输入到计时器，计算它们之间的差别。
这种方法特别适用于测量高速的事件或者脉冲。
（2）计数器测量法计数器测量法通常指直接在光电传感器输出的信号中计数。
它是一种精确度很高的方法，并且适用于测量极短的时间和事件。
2.测速方法测速方法包括单通道方法、双通道方法和多通道方法。
单通道方法是最常见的测速方法，它是通过将传感器放置在物体所在的轨迹中，通过接收物体对传感器的挡住情况来计算物体的速度。
缺点是不能简单地处理物体的加速度和速度变化。
双通道方法则是在物体所在的轨迹两边放置传感器，通过物体在两个传感器之间的时间差来计算速度，这种方法解决了单通道方法的问题，同时也具备高精度和高测量速度的特性。
多通道方法则是在物体所在轨迹上放置多个传感器，通过多个传感器的信号来计算物体的速度，它适用于测量非常小的运动和高速运动。
MUJ5b使用说明书
MUJ5b使用说明书
一：产品简介
1、类型：计时、计数、测速仪。
2、型号:QF-MUJ-5B
3、与气垫导轨、重力加速度测试仪、转动惯量测定仪配合使用，用于测量时间、加速度、碰撞、周期测定等实验，并具有数据存储和时间、速度转换功能。
4、外形尺寸：193×118×85mm
5、加工定制：否
二、主要技术参数
1.显示方式：5位0.8″LED显示
2.计时范围：0.00 ms -4210s
3.测速范围：0.1-1000cm/s
4.光电门输入：两路4门
5.周期范围：1~10000
6. 电磁接口：1个（兼用）
三、使用说明
1、选定一公里路程。
2、在起点处按下按钮A。
3、在终点处再次按下按钮A。
4、读取60秒计时器所指示的表盘外圈的60--400的时速值；就
是速度值。
5、按下按钮B，计时器归零。
表框最外边的数字就是用来目测时速的。
就是高于60km/h的时速运动时，测量一公里内的速度。
从秒针在12点钟开始计时，当走完一公里时观察秒表对应的位置，便可知道当时的时速。
例如：秒表停在100的位置，说明当时的时速就是100km/h。
光电式转速传感器的测量原理
光电式转速传感器的测量原理
光电式转速传感器是一种利用光电效应测量物体转速的传感器。
其主
要测量原理是利用物体表面反射激光束的特性来确定物体转速。
具体来说，当激光束照射到物体表面时，会被反射回传感器。
传感器
中的光敏元件可以将反射回来的激光信号转化为电信号，并且通过处
理这些电信号可以确定物体的转速。
在使用光电式转速传感器时，需要将传感器固定在要测量的物体上，
并且保证激光束与物体表面垂直。
当物体开始旋转时，激光束会被反
射回传感器，并且随着旋转速度的变化，反射回来的信号也会发生相
应的变化。
通过对反射回来的信号进行处理，可以得到物体旋转周期和角度。
从
而可以计算出物体每秒钟旋转的圈数和角速度。
这些数据可以用于控
制系统中实现精确控制和监测。
总之，光电式转速传感器是一种基于光电效应原理测量物体转速的高
精度、高灵敏度、高可靠性传感器。
其测量原理简单、操作方便、精
度高，可以广泛应用于工业自动化控制、机械制造、航空航天等领域。
光电测速设置设计2
光电测速设置设计(一)(3)光电测速设置设计(一)图1-2 T法测速原理 T法测速的技术指标有：分辨率：其计算公式如（1-5）（1-5）可见，在极端情况下，时间的检测会产生士1个高频脉冲周期。
因此T法在被测转速较低(相邻两个转速脉冲信号时间较大)时，才有较高的测量精度。
亦即随着转速的升高，Q值增大，转速愈低，Q值愈小，T法测速在低速时有较高的分辨率。
测量精度：由于光电脉冲发生器制造误差为，导致测速的绝对误差随着转速的升高而增加。
另外，时钟脉冲计数时，总有一个脉冲的误差，由此造成的相对误差为。
随着转速增加，计数值减小，此项误差也随之增大。
可见，T法在低速时有较高的精度和分辨率，适合于低速时测量。
检测时间：检测时间T等于测速脉冲周期，如式（1-6）所示（1-6）可见，随着转速的升高，检测时间将减小。
确定检测时间的原那么是：既要使T尽可能短，又要使计算机在电机最高速运行时有足够时间对数据进行处理。
时钟脉冲确实定：由式（1-5）可知，愈高，分辨率愈高，测速精度愈高；但过高又会使过大，使计数器字长加大，影响运算速度。
确定方法是：根据最低转速和计算机字长设计出最大计数，由式（1-4）得（1-7） M/T 法测速：同时测量检测时间和在此检测时间内脉冲发生器发送的脉冲数来确定被测转速，其原理如图1-3所示。
它是用规定时间间隔以后的第一个测速脉冲去终止时钟脉冲计数器，并由此计数器值来确定检测时间T。
检测时间为（1-8）设电机在T（s）时间内转过的角度位移为X（rad），那么其实际转速值为（1-9）如果电机每转动一圈脉冲发生器输出P个脉冲，在T时间内，计数值为，那么角位移X为。
同时，考虑在检测时间内，由计数频率为的参考时钟脉冲来定时，且计数值为，那么检测时间T可表示为，于是被测转速为（1-10）上式中的项是常数，在检测时间T内，分别计取测速脉冲和时钟脉冲的脉冲个数和，即可计算出电机转速值。
计取时间内的测速脉冲的个数相当于M法，而计取T（）时间内参考时钟脉冲的个数相当于T法，所以这种测速方法兼有M法和T法的优点，在高速和低速段均可获得较高的分辨能力，M/T法由此而得名。
光电转速测定仪的测量原理
光电转速测定仪的测量原理
光电转速测定仪是一种用于测量物体转速的仪器。
它基于光电传感器的原理工作。
下面是光电转速测定仪的测量原理：
1. 光电传感器：光电传感器是光电转速测定仪的核心部件。
它通常由一个光源和一个光敏元件组成。
光源发出光束，光敏元件接收光束并产生电信号。
2. 反射物体：测量目标物体通常会贴上一些反射标记，例如反光胶带或者反射镜，以便光电传感器可以检测到物体的旋转。
3. 光束照射：光电传感器将光束照射到反射标记上，当物体旋转时，反射标记将反射光束。
光敏元件会接收到反射光束，并产生相应的电信号。
4. 电信号处理：测定仪会将接收到的电信号进行处理，例如放大、滤波和数字化转换。
处理后的信号可以用来计算物体的转速。
5. 转速计算：通过分析处理后的电信号，测定仪可以确定物体的转速。
转速通常以每分钟转数(RPM) 或每秒转数(RPS) 表示。
总的来说，光电转速测定仪通过光电传感器检测物体上的反射标记，测量物体转动时光敏元件产生的电信号，进而计算物体的转速。
这种测量原理在工业生产、
机械设备、运动控制等领域都有广泛应用。
光电测速设置设计
光电测速设置设计(一)(2)光电测速设置设计(一)绪论概述从电机学的知识，我们知道：电动机的作用是将输入的电能转换为相应的机械能输出。
在实际的工业生产中，由于大多数生产机械都是靠电动机的转动来带动的，同时由于电动机输出机械能的大小与转速的大小密切相关，因此，对电机转速的测定在自动控制系统中是非常重要的。
在实际的工业生产中，随着生产机械负载的开展，对电动机的控制将提出日益复杂的要求。
如要求平稳起动、恒速或变速运动、瞬时制动、自动反向等，要使电机能适应上述各种各样的要求，就必须要有一套相应的自动控制系统来对它加以控制。
而在这样的自动控制系统中，对电机转速加以测试的设备是必备的，而且对电机转速的测试精度直接影响到控制的效果是否能到达要求的精度。
这就要求我们能设计出一套精确的测试装置来对转速加以测定。
由于旋转物体的转速是难以直接检测的，因此一般不采用直接的方法加以测定，而是通过各种各样的变换器，将转速变换成其它物理量，如机械量、电量等，然后再用模拟和数字的方法将其显示出来，按其显示方法的不同，转速变换器大致分为模拟式和数字式两种。
完整的转速检测器通常由转速变换器，辅助线路和输出装置组成：其中变换器的作用是把敏感固定元件和转动元件之间的能量变化，变换成与转速成正比的电信号;辅助线路包括鼓励电源、放大器、检测器等等。
模拟式的变换器中，输出信号的大小是转速的函数，要求在整个有效速度范围内是线性的；而数字式的变换器中，输出信号频率同转速成正比。
电机转速测试技术的国内、外开展现状在目前，国内外广泛使用的交直流电气传动速度控制的调速系统中，用于检测转速的传感器装置可分为两类：一类是输出为数字量(脉冲量)的传感器，一般称为增量式脉冲发生器，包括光电式脉冲发生器、感应式传感器、磁电式脉冲发生器、圆光栅传感器、旋转式感应同步器等；另一类是输出为模拟电压量的模拟式传感器，即传统的测速发电机、容式和祸流式转速检测器等。
所以转速的测量方法也就分为数字测速和模拟测速两种，现针对上述各种测速装置及方法简单分述如下。
光电式速度传感器工作原理
光电式速度传感器工作原理光电式速度传感器（Optical Speed Sensor），是一种通过光电转换原理，将物体运动的速度转换成电信号输出的传感器。
该传感器常用于工业生产中对物体的速度检测和控制。
一、工作原理光电式速度传感器的工作原理基于光电转换技术，该技术被广泛应用于光电测量、光电检测和自动化测量方面。
具体来说，该传感器是由光电发生器、滤光片、谐振电路和放大电路组成的。
当物体运动时，它的表面会通过传感器的光电发生器上的凸台或凹槽，产生一个光电信号。
该信号经过滤光片过滤后，通过谐振电路进行放大，并被放大电路处理，最终输出为数字信号。
速度传感器的输出信号频率与物体运动的速度成正比，因此可以通过读取输出信号的频率，进行速度的测量和控制。
二、特点1. 高精度: 光电式速度传感器具有高精度的测量能力，可以快速准确地测量物体的速度，特别是对于高速运动的物体，能够准确地检测其速度和方向。
2. 宽测量范围：该传感器可以测量很大的速度范围，从几厘米每秒到几百米每秒不等。
这让它成为适用于不同工业应用的理想工具，且该传感器还可以应用于高温、低温、高湿度和具有腐蚀性的环境中。
3. 高稳定性: 该传感器具有较高的稳定性，可以在长时间使用过程中保持高精度和可靠性。
传感器的输出信号具有良好的线性特性，可以有效地消除测量误差。
反应速度快：光电式速度传感器响应时间很短，能够在很短时间内检测物体的速度变化，并可以提供及时的反馈。
三、应用光电式速度传感器广泛应用于控制和测量领域，其主要应用领域包括：1. 机械工业：用于机器生产线上的物体的速度和位置控制；2. 轨道交通：用于测量电车、地铁等列车的速度和位置；3. 航空航天：用于测量飞行器的速度和位置；4. 安防领域：用于测量和监控交通工具、航空器、船只等在运行过程中的速度和方向。
四、总结光电式速度传感器是一种精度高、测量范围宽、稳定性强，反应速度快的传感器，其工作原理基于光电转换技术。
APRESYS测距和测速仪系列中文说明书
APRESYS激光测距仪 <PRO系列>APRESYS测距/测速仪<SPD系列>使用说明书一、产品用途Apresys普力塞思系列激光测距、测速望远镜（以下简称测距、测速望远镜）是一种望远镜加激光测距和测速的便携式光电仪器，综合了望远镜、激光测距仪和激光测速仪的功能，主要表现在两个方面：1. 在清晰地观察物体的同时，可测量固定和慢速运动物体在一定范围内的距离。
具有测距精度高、测距时间短、距离显示直观、耗电省和自动断电等优点。
2. 清晰地观察快速运动物体的同时，可测出运动物体的速度。
仪器的激光发射功率小，对人眼安全；不需要合作目标，可对任意目标测距；仪器体积小，重量轻，便于携带。
机内使用一节9V电池供电，购买和更换均很方便。
利用“OVER 100M”模式，在测量超过100M的目标时，可消除近距离（100M以内）电线、树枝等小目标的影响。
产品可广泛应用于测绘测量，电力，安防警用，航海观测，环保林业，户外狩猎，军用，高尔夫球场，野外狩猎，户外勘测等……众多领域。
普力赛思测距仪改变了人们的测距方式,可快速准确地测距,大大地提高了工作效率！二、测距、测速望远镜的外形如图11）望远镜目镜（镜内显示距离和速度）2）望远镜物镜3）激光发射物镜4）激光接收物镜5）模式按钮（MODE）6）触发按钮（ACTION）7）电池仓三、测距、测速望远镜的主要技术指标和规格PRO800/1200/1500/2000 PRO800SPD/1200SPD/1500SPD/2000SPD四、测距、测速望远镜镜内LCD显示图符，如图2所示图2 镜内LCD显示图符（从上左至下右分别是图符1~图符6）图符1~图符3为测距和测速的模式选择界面，分别是：图符1表示大于100米的测距模式，主要用于测量远距离目标。
图符2表示大于20米的测距模式，主要用于测量近距离目标。
图符3表示测速模式，使用时需一直瞄准移动目标直到测量出速度为止，该模式使用条件是：移动目标需要在约50米至300米范围约内，测量方向应尽量与目标移动方向一致，如果夹角过大会影响速度的准确度。
汽车测速原理
汽车测速原理汽车测速是指测量汽车行驶速度的一种技术手段，其目的是为了保证行车安全，遵守交通规则以及评估汽车性能等。
汽车测速原理是指测速仪器测量车速的基本原理，本文将对汽车测速原理进行详细介绍。
一、测速仪器测速仪器是用来测量汽车速度的专用仪器，按照测量原理不同，可以分为机械式测速仪器、电子式测速仪器以及激光式测速仪器等多种类型。
其中，机械式测速仪器是最早应用的一种测速仪器，其工作原理基于机械传动，通过车轮旋转带动测速仪表的指针运动，从而测量车速。
电子式测速仪器则基于电子信号处理技术，通过车速传感器采集车轮旋转的信号，经过处理后输出车速信息。
而激光式测速仪器则是利用激光测距技术，通过激光束测量车辆移动的距离，从而推算出车速。
二、机械式测速仪器机械式测速仪器是指采用机械传动原理来测量车速的测速仪器。
其基本工作原理是通过车轮旋转带动测速仪表的指针运动，从而测量车速。
机械式测速仪器主要有两种类型，分别是电机式和摆线式。
1. 电机式电机式机械测速仪器是利用电机作为动力源，通过车轮旋转带动电机转动，从而使测速仪表指针运动，从而测量车速。
其优点是精度高，但是成本较高，而且需要对车辆进行改装。
2. 摆线式摆线式机械测速仪器是利用摆线齿轮作为传动机构，通过车轮旋转带动摆线齿轮转动，从而使测速仪表指针运动，从而测量车速。
其优点是结构简单，价格便宜，但是精度相对较低。
三、电子式测速仪器电子式测速仪器是指采用电子信号处理技术来测量车速的测速仪器。
其基本工作原理是通过车速传感器采集车轮旋转的信号，经过处理后输出车速信息。
电子式测速仪器主要有三种类型，分别是电磁式、霍尔式和光电式。
1. 电磁式电磁式电子测速仪器是利用电磁感应原理，通过车速传感器采集车轮旋转的电磁信号，经过处理后输出车速信息。
其优点是结构简单，价格便宜，但是精度相对较低。
2. 霍尔式霍尔式电子测速仪器是利用霍尔元件作为传感器，通过车轮旋转带动霍尔元件产生信号，经过处理后输出车速信息。
光电开关测速原理
光电开关测速原理
答案：
光电开关测速原理主要是基于光电变换原理，通过将被测轴的转速转换为电脉冲信号来实现速度测量。
光电开关，也称为光电传感器，利用被检测物体对光束的遮挡或反射作用，通过检测光线的变化来达到检测目的。
具体来说，光电开关将发射端与接收端的光线变化转化为电流，从而实现物体的检测。
在测速应用中，当被测物体（如旋转轴）旋转时，如果安装有光电编码器，则旋转产生的离心力会使光源发出的光线通过编码器的缝隙照射到光敏元件上，从而产生电信号。
这个电信号的频率与旋转速度成正比，因此可以通过测量电信号的频率来确定旋转速度。
此外，光电开关还可以应用于光电门测速装置中，其中光电门由一个线性光源和一个光敏电阻组成。
当物体通过光电门时，如果物体阻挡了光线，使得光敏电阻受到的光照减少，电阻值增大，从而导致电压变化。
这个电压变化被传感器捕捉并转换为电信号，进而实现计时功能。
通过测量物体通过光电门的时间，可以计算出物体的速度。
综上所述，光电开关测速原理主要依赖于光电变换原理和电信号的产生与测量，通过被测物体的运动引起的光线变化来检测速度。
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光电式数字测速仪摘要提出了一个用8031 单片机和光电编码器组成的转速与转角测试方案，介绍其实现的基本原理和结构特点，给出了接口电路和软件设计方法。
由于采用了单片机和光电传感器，该系统具有硬件电路简单、测量精度高、性能稳定可靠等优点，其适用于自动控制、自动检测及各种转速与方位角的测量与控制等领域。
本文给出的智能转速与转角测试系统，采用了9 位绝对式循环码光电编码器做传感器，具有无接触、高转速、高分辨率、高可靠性等优点。
关键词：单片式计算机测速仪转速转角前言在工程实践中 , 经常会遇到各种需要测量转速的场合 , 例如 , 在发动机、电动机、机床主轴等旋转设备的实验、运转和控制中 , 常需要分时或连续测量和显示其转速。
有些场合对转速转速测量要求的精度一般化 , 而有些场合却要求较高的测量精度。
但目前国内使用的转速仪表在测试精度、测量范围、实现监控、性能价格比等方面均存在明显的缺陷。
本文给出的智能转速与转角测试系统，采用了9 位绝对式循环码光电编码器做传感器，具有无接触、高转速、高分辨率、高可靠性等优点。
第一章 硬件设计1.1 硬件组成光电式数字测速仪的硬件，由输入电路、8031 单片机、存储器、辨向电路、键盘与显示电路等组成，其结构框图如图1 所示。
1.2 设计原理输入电路包括整形电路、码制变换电路和锁存器，由光电传感器提供输入信息。
为消除脉冲波形中的高频干扰，加1 级施密特整形电路；为减小制作和安装公差引起的测量误差，光电码盘一般均采用循环码码盘[1]。
本设计采用的传感器，输出9位循环码，通过码制转换电路将其转换为二进制码。
9 位码盘输出9 位信息，而8031 为8位单片机，采用2 次锁存来解决用8 位机测9位信号的问题。
在角度测量中，将第1～8 位信息存入锁存器1 中，同时将第9 位信息存入锁存器2 中，用译码器1 输出端提供锁存信号。
首先从7.10.1~P P 输入第1～8 位信息,存入内存； 再将第9 位信息从锁存器2 中取出，存入锁存器3 中。
接着，这第9 位信息再从0.1P 输入，存入紧接第8 位的内存中。
信息是一次锁存，分两次输入计算机的，由于8031 时钟为3MHz ，速度快，两次输入对测试与控制不会有影响。
由单片机8031，芯片74L S373，2716，6116 组成一个具有片外扩展存储器的小系统,键盘和显示信号由8031 串行接口输出。
使用串入、并出的移位寄存器74L S164 作键盘中的8 根列线。
显示器由MC14499[2]管理，其内部有BCD 译码器、串行接口和锁存器，送入1 帧数据后，这些数据保存在MC14499 中，可靠地驱动4 位LED 显示器。
如图1：系统在测试过程中向外发出角度控制、转速控制、圈数控制等各种控制信号。
为了识别正、反转信号，从8，9 码道输出信息，经过辨向电路[1]分别得到正转输出信号+ 和反转输出信号- ，再接到1 位多段L ED 显示器，分别显示+ ，- 。
第二章软件设计根据上述硬件结构和测转速、转角的功能要求，主程序主要识别键功能，判断是什么键按下，则调用相应子程序，完成相应的测量功能。
系统有键1～键5，即测转角键、测转速键、测圈数键、命令键和复位键，共5 个功能键。
2.1 主程序主程序流程图如图2 所示。
接通电源后让系统各器件均复位。
初始化是将系统中所有命令、状态及有关存储单元置成初始状态；自检是利用测试程序检查系统各主要部件工作是否正常。
完成初始化和自检正常后，显示器显示正常标志H，等待键扫描；若自检不正常，可再次初始化、自检，或用复位键使系统强行复位。
键扫描对测转角、测转速、测圈数3 个功能键进行查询。
无键按下时，继续显示提示符；有键按下时，就进入该键功能软件控制。
完成某个功能测试后，对测试数据进行查询，与存储器中的标准值比较，达到标准值或上限值就发出控制信号。
之后，检查有无命令键或复位键输入，有命令输入就转至b 等待转移；有复位键输入则转至c 复位转移；否则转至a 循环转移，实现某个功能键的循环操作。
比如测转角，则采集、码制变换、运算、显示，几个功能不断循环，显示器则显示被测角度的数值。
如图2：2.2 子程序主要子程序有以下几个: 系统自检子程序；键功能子程序1，2，3 (其中1 为测转角功能子程序、2 为测转速功能子程序、3 为测转动圈数功能子程序) ；显示功能子程序。
本文主要阐述键功能子程序。
2.2.1 键功能子程序1该程序用来测转角。
实际要调用若干个子程序。
两次采集将9 位二进制码输入8031 内存后，调用二进制码变十进制码子程序[3]，再调用运算子程序[2]完成x x ⨯=⨯ 703.0512/360 (x 为被测得的十进制数)。
计算出角度再调用显示子程序[2] ，显示被测的角度。
2.2.2 键功能子程序2该程序用于测转速。
从2.3P 输入每转1 周64 个脉冲的信息(因为从第6 码道取信号) ，利用8031 的外部中断0NT ，测转速时，0NT 工作于计数方式,每当检测到被测转速N 时，就引起一次中断，中断服务程序就计数1 次。
采用T/ CO 为工作方式1，最高中断优先级，其溢出100 次即定时为1 s 时间，测出的为频率值。
再调用乘法子程序[2]完成60/64N = 0.9383N (N 为1 s 内输入计算机的计数值)。
实际上这样显示的结果为每分的转数，故分子、分母均应乘以60；再调用显示子程序，显示的才是每秒的转速。
2.2.3 键功能子程序3该程序用于测旋转的圈数。
被测体每转1 周从2.3P 输入1 个脉冲，利用中断服务程序进行计数，显示数即为旋转的圈数。
第三章 误差分析本系统采用8031 单片机，与全部电路采用集成电路组成的测速仪相比，具有硬件结构简单、测量精度高、性能稳定可靠等优点。
3.1 转速误差分析转速信息从第6码道输入，可以提高测量精度。
若从第9 码道输入转速信息，则被测体每转1 周只输入1 个脉冲，而从3.3P 输入本身就会产生±1 的数字量误差；又由于测出的是每秒的转数，显示的是每分转数，这样最终显示的转数误差也就扩大60 倍，为±60. 若从第6 码道输入，被测体转1 圈就会产生64 个脉冲输入计算机，这时产生的误差值为60/64N = 0.938N ，即最终显示的转数误差没有超过±1. 由以上分析可知，从第6 码道输入信息比从第9 码道输入信息测量精度高多了。
3.2 转角误差分析利用单片机的运算功能，即分辨力取3 位小数可减小测角度的误差，分析如下。
测量的角度α= 01703°⨯ x. 测量的最大角度为360°，即9 位码盘360°分为512 个刻度936.35951201703=⨯=∂064.0936.359360360=-=-=∆αα其相对误差率为31018.0360064.0-⨯==δ第四章 智能仪器的设计实例——智能测速仪转速测量问题实质上是转速传感器输出脉冲信号的频率测量问题，因此，在分析测速仪之前，先介绍测频方法。
一、常用的数字化测频方法智能仪器中常用的数字化测频方法主要有两种：测频法和测周法。
1、测频法（1）原理测频法是按照频率的定义（即f ＝N ／t ）对信号的频率进行测量的一种方法，其原理如图1所示。
图中，在与门的两个输入端分别输入被测信号以及持续时间为t 的高电平信号。
这样，只有在时间间隔t 内，被测的脉冲信号才能通过与门。
如果在这段时间内，计数器的计数值为N ，则被测信号的频率可表达为f ＝N ／t 。
图1 测频法测量信号频率的原理图（2）误差分析由f ＝N ／t 可得f t t f N N f f f /])/()/[(/∆∂∂+∆∂∂=∆由于 2//,/1/,//1t N t f t N f N t f -=∂∂=∂∂=所以 t t N N f f ///∆-∆=∆考虑到极限情况，测频法相对误差的最大值为)//()/(max t t N N f f ∆+∆±=∆式中，f f /∆为测量频率时的相对误差；N N /∆为计数值的相对误差；t t /∆为与门开启时间的相对误差。
下面首先分析N N /∆。
在测量过程中，与门开启时刻与计数脉冲之间的时间关系是不相关的，即它们在时间轴上的相对位置是随机的。
在图2中，第一次与门的开闭时刻和被测计数脉冲随机配合的结果使计数器读数为N ；第二次与门的开闭时刻和被测计数脉冲配合与第一次不同，结果使计数器为N+1。
即两次读数相差一个脉冲。
当与门开闭时间t 与被测脉冲周期的整数倍相接近或相等时，测频法测量频率的最大可能误差为±1，如图3所示。
此误差常被称为“±1个字误差”或 “±1误差”。
±1误差对测量的影响为)/(1/tf N N ±=∆。
这样，如果被测信号的频率f 一定，则增大测量时间t ，可使N N /∆减小，从而减小由±1误差引起的对测频相对误差的影响。
图2 两次计数器读数相差一个脉冲 图3 测频法测量频率时的±1误差接着分析t t /∆。
测频法的时间基准t 一般是由石英振荡器提供的标准频率经整形电路、分频电路后产生的。
这样t t /∆与晶体振荡器的频率稳定度和整形电路、分频电路及与门的开关速度有关。
随着微电子技术的发展，整形电路、分频电路和与门的速度所引起的误差已越来越小，可以认为t t /∆主要取决于晶体振荡器的稳定度，即G f f t t -=∆-≈∆00//式中，0f 为晶振频率；G 为晶振稳定度。
当适当选择石英晶体并使它处于良好的工作环境时，可以认为f f /∆主要取决于±1误差，即)/(1/)/(max ft N N f f ±=∆±≈∆这样，在测量时间t 一定的情况下，测量误差随被测信号频率的降低而增大。
显然，当f 较低时，应探讨采用别的测量方法。
2、测周法（l ）原理测周法是先对信号的周期T 进行测量，然后根据f=1/T 而得到信号的频率。
图3中，与门输入端之一为方波信号。
在高电平期间（这段时间等于被测信号的周期），该与门另一输入端由标准频率源产生的脉冲信号Φf 可以通过与门。
这样，通过对与门输出端的脉冲计数，就可得到被测信号的周期T ＝N/Φf 。
换算成频率N f f /Φ=。
（2）误差分析由N f f /Φ=可得f N N f f f f f f /])/()/[(/∆∂∂+Φ∆Φ∂∂=∆由于Φ=Φ-=∂∂=Φ∂∂f N f N f N f N f f //1,//,/1/2 所以 N N f f f f ///∆-ΦΦ∆=∆考虑极限情况，测周法相对误差的最大值为)//()/(max ΦΦ∆+∆±=∆f f N N f f 式中，f f /∆为测量频率时的相对误差； N N /∆为计数值的相对误差；ΦΦ∆f f /为标准频率源的稳定度。