光电式传感器测速研究

光电式传感器测速研究

【摘要】掌握光电转速传感器的工作原理和性能；光电转速传感器测量转速的原理；对光电转速传感器的应用。

【关键词】光电转速传感器电枢电压电机转速

The research of measuring speed of Photoelectric Sensor

Xu tianwen，Zhang tao ，Wangxuyu

【Abstract】

Understand the working principle and performance of the Photoelectric Sensor；understanding the principle of Photoelectric Sensors of measuring the speed；and the Photoelectric Sensor’s applications.

【Keywords】Photoelectric Sensor；armature voltage；motor speed

引言：本实验研究光电转速传感器在不同的电枢电压时与其输出转速的定量关系。

1.基本原理

光电式转速传感器有反射型和对射型二种，本实验采用对射型（光电断续器也称为光耦）。传感器一端有发光管，另一端有光电管，发光管发出的光源透过在转盘上圆孔后，由光电管接受转换成电信号，由于转盘上有2个圆孔，转动时将获得相应的脉冲数，将该脉冲数接入转速表即可得到转速值。

实验原理框图如下所示：

带孔转动盘N转速光耦f脉冲放大整形f转速表

2.实验步骤

2.1 本实验所用的光电转速传感器采用光断续器，在传感器安装台上找到光断续器及其接线孔。光断续器为一只槽型光耦，电机转盘刚好处于传感器槽型中间位置。

2.2 将+5V电压接入光断续器的电源输入口（Vs）、输出（fo）接转速表，接好地线。

2.3 将主机箱上的+2V～+12V可调直流电源接入传感器安装台上的电机电源插孔。调节电机转速电位器使转速变化，观察转速表指示的变化。

2.4 从2V开始记录每增加1V相应电机转速的数据（待电机转速比较稳定后读取数据），填入表中。

2.5 画出电机的V-N（电机电枢电压与电机转速的关系）特性曲线。实验完毕，关闭电源。

3.数据分析

其通过拟合出来的直线为N=243.91+172（V）

计算其灵敏度S：S=ΔN/ΔV（ΔN为电机转速平均变化量；ΔV为电机电枢电压平均变化量），其灵敏度约为拟合直线的斜率：即S=243.91（r*v/min）。

4.误差分析

（1）计算灵敏度S：S=ΔN/ΔV（ΔN为电机转速平均变化量；ΔV为电机

电枢电压平均变化量），其灵敏度约为拟合直线的斜率：即S= 243.91（r*v/min）。

（2）本实验的误差主要来源于试验台数显表电压读数的相对不稳定性，另外，外界的电磁干扰，以及仪器存在的漏磁情况都是造成误差的原因。

5.结论

（1）通过实验得出电机电枢电压与电机转速的特性曲线为N=243.91+172（V）

（2）本实验的灵敏度S：S=ΔN/ΔV（ΔN为电机转速平均变化量；ΔV为电机电枢电压平均变化量），其灵敏度约为拟合直线的斜率：即S= 243.91

（r*v/min）。

6.注意事项

（1）电机不得长期在低压转速下工作。

（2）电机电压不易过高。

参考文献

[1] 刘迎春，叶湘滨.现代新型传感器原理与应用.北京：1998年1月版

[3] 陈世涛.大学物理实验教程.四川：2011年2月第一版

[4] 袁长坤.物理量测量.北京：2004年1月第一版