红外线测转速表课程设计

学科分类号本科学生电子课程设计论文

题目：红外线测转速表

姓名谢金秀

学号**********

院（系）工学院

专业、年级应用电子技术教育 2006级

指导教师汪鲁才、兰浩、杨小钨老师2008年9 月30 日

说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90—100分记为

优秀，80—89分记为良好，70—79分记为中等，60—69分记为及格，60分以下记为不及

格。

摘要

关键词：转速测量;计数器；红外发射接收

英文关键词：the measurement of rotary speed;counter; i nfrared ray send and incept.

摘要：本文介绍了一种以集成电路为基础的测量电机转速的仪器。根据电路原理设计了硬件电路，这种测量装置能够测量转速范围较大的转速，是一种很有应用和发展前景的转速测量仪。

Absolute:The program and principle of testing eng ine speed with Integrated circuits is explained.The hardwar e circuit is designed. The design of circuits’prinnciple is g iven out. This scheme of design, which obtains wide appli cation in measuring engine speed, also has a value of ap plication and promotion.

第1章绪论

一、红外线转速表的发展现状与存在的问题

红外数字转速仪是一种非接触式，光电传感的转速计量仪器，是代替机械转速表，用来测量转动速率的一种计量仪表。它由光源、光电盘、光敏二极管、检波放大电路与数显装置等组成。光电盘随转轴一同转动,光敏二极管将光电盘透射来的光信号转换为电信号,然后通过计数脉冲的频率,即可在数显装置上读出旋转轴的转速，在电器设备中应用十分广泛。但目前我国的转速计量技术与发达国家想比，在精度上与发达国家还有一定的差距。国家质量监督局的文件显示，目前在我国工业领域应用的高精度转速计量仪器中，90%的转速测量仪的测量准确度只能达到0.1%左右，而在发达国家的测量精度能达到

0.05%。

二、转速测量技术的发展现状与存在的问题

1、转速概述

转速是旋转物体的转数与时间之比的物理量,是描述各种旋转机械运转技术性能的一个重要参量。在计量学里,转速属于导出单位,其物理含义为旋转物体在单位时间内转过的转数。工程中用它来描述动力机械的运动特性。转速和频率有共同的量纲,都是单位时间内某

一量值(脉冲个数、转数) 出现的次数,从理论上讲,转速值可以直接和频率值进行比对。测时计数是转速计量的基本方法。在我国,转速表(含转速测量仪等) 属依法管理的计量器具。通常用转速标准装置(本文特指转速标准源) 可以完成对各类转速表的检测/ 校准工作。

2、转速表的类型和检测技术

转速测量技术随着科学技术的飞速发展,在旋转物体速率测量方式上应用了各种新的技术,实现了测量的准确高效、安全便捷。转速表依据测量方式可分为接触式和非接触式两大类,转速表依据工作原理和采样方式可分为机械式、光电式、激光式、频闪式、磁电式等。目前使用纯机械式转速表的用户已经越来越少,并呈现将被电子计数式转速表逐渐取代的趋势。转速测量范围一般为几十转至几万转,测量准确度大多为0. 1 %以下,极少数产品能达到0. 05 %。

（1）机械式转速表

检测中,被测转速表通过机械联接或摩擦接触的方式,从转速标准装置输出轴获得标准转速的输入。检测时应该采取何种联接方式取决于被检表实际使用时的联接状态。

（2）光电式转速表

对光电式转速表,目前使用的检测装置有两种:

a. 采用转速标准装置,将定向反射纸贴于装置的测速盘上,由转速标准装置通过测速盘输出标准转速,进行检测。

b. 采用脉冲光源测速装置来检测光电式转速表。这类检测设备通常由频率信号发生器、频率计数计及一个发光二极管组成。两种检测装置的工作原理有质的差别。脉冲光源测速装置能否做为标准,在转速界争议较大。

(3)频闪式转速表

频闪式转速表利用的是频闪效应原理。检测此类转速表时,需先在转速标准装置测速盘上做出明显的标记,当标准装置转轴的转速与被测转速表闪光频率相等或成一定倍数关系时,转轴上的标记呈现停留不动的状态,这时,转速表显示值与频闪象停留序数的乘积即为转速表的实测值。

(4)磁电式转速表

磁电式转速表利用的是非电量电测的原理,它包括磁感应式、电脉冲式和电动式转速表等。这类转速表有接触式和非接触式两种。根据被测表工作原理的不同,所选用的检测方法也不同,但是都可在转速标准装置上进行检测。磁电式转速表大多由传感器和显示器两部分组成。检测接触式转速表时,将传感器与转速标准装置转轴连接,转轴旋转时使传感器产生电信号,显示器显示的即为转速表实测值。检测非接触式转速表时,应根据传感器的结构原理设法使转速标准装置。3、国内转速计量技术存在的问题

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。

就非接触式转速表检测中,脉冲光源式测速装置能否与转速标准源装置共存的问题,多年来在国内转速计量领域内一直存在着很大的分歧。一些计量科技人员认为,用脉冲光源测速装置作为非接触式转速表检测的标准装置,可以提高测量准确度,方法可行。而另一方则认为,如果此方法可以作为转速标准装置的另一种形式存在,势必造成转速计量领域里的混乱。比较统一的看法是:使用转速标准装置(即标准转速源) 对现有的各类转速表进行检测/ 校准,综合考虑了转速表实际工况,更具科学性和合理性。

三．选题意义

红外数字转速仪是一种非接触式，光电传感的转速计量仪器，是一种代替机械转速表，用来测量转动速率的计量仪表。它由光源、光电盘、光敏二极管、检波放大电路与数显装置等组成。光电盘随转轴一同转动,光敏二极管将光电盘透射来的光信号转换为电信号,然后通过计数脉冲的频率,即可在数显装置上读出旋转轴的转速。目前我国的转速计量技术与发达国家想比，在精度上与发达国家还有一定的差距。国家质量监督局的文件显示，目前在我国工业领域应用的高精度转速计量仪器中，90%的转速测量仪的测量准确度只能达到0.1%左右，而在发达国家的测量精度能达到0.05%。可想而知，两者测量精度的不一样，会在产品的质量上产生什么样的结果。同样由于机械式转速测量仪的精度上和测量方式上远远比不上光电式转速测量仪，所