红外线转速仪

转速仪表的分类

离心式转速仪

利用离心力与拉力的平衡来指示转速。离心式转速仪是最传统的转速测量工具，是利用离心力原理的机械式转速仪，测量精度一般在1~2倍。一直优良的离心式转速仪不但有准确直观的特点吗，还具备可靠耐用的优点，但是其结构比较复杂。

磁性转速仪

利用旋转磁场，在金属罩帽上产生旋转力，利用旋转力与游丝力的平衡来指示转速。磁性转速是成功利用磁力的一个典范，在利用磁力原理的机械式转速仪。因为磁性转速仪，结构较为简单，目前较为普遍用于摩托车和汽车及其他机械设备。

电动式转速仪

电动式转速仪由小型交流电动机、电缆、电动机和磁性表头组成。小型交流发电机产生交流电，交流电通过电缆输送，并驱动小型交流电动机，小型交流电动机的转速与被测轴的转速一致。磁性转速头与小型交流电动机同轴连接在一起，磁性表头指示的转速自然就是被测轴的转速。电动式转速仪抗振行能好，广泛运用于柴油机和船舶设备。

闪光式转速仪

利用视觉暂留的原理进行测试。闪光式转速仪处理检测转速（往复速度）外，还可以观测循环往复运动物体的静像，对了解机械设备的工作状态，是一必不可少的观测工具。

电子式转速仪

电子式转速仪是一个比较笼统的概念，以现代电子技术及其计算机技术为基础，是设计制造的转速测量工具。它一般有传感器和显示器，有的还有信号输出和控制。因为传感器和现实器件方面的多种多样，还有测量方法的多样性，很难像前面几种一样来归纳。

转速传感器

转速传感器从原理（或者器件）上分，有磁电感应式、光电效应式、霍尔效应式、磁阻效应式、介质电磁感应式等。另外，还有简介测量转速的转速传感器，入加速度传感器（通过积分运算间接导出转速）、位移传感器（通过微分运算间接导出转速）等等。

转速测量的方法

○1F/V转换

目前，常用的转速传感器课输出脉冲信号，只要通过频率电压或电流转换就能与电压电流输入型的指针表盒数字表匹配。频率电流转换的方法有阻容积分法、电荷泵法和专用集成电路法，前两种方法在磁电转速仪中也有运用，专用集成电路大多数是阻容积分法、电荷泵法的综合。目前，常用的专用集成电路有LM331、AD654和VF32等，转换精度在0.1%以上；但在低频时，这种转换就无能为力。采用单片机或FPGA做F/D和D/A转换，转换精度在0.5%~0.05%之间，量程从0~2Hz到0~20kHz，频率低于10Hz时反应时间也变成。

○2脉冲频率运算型转换

在显示精度、可靠性、成本呵呵是用灵活性商有一定要求时，就直接采用脉冲频率运算型转速仪。

频率运算方法有定时计数法（测频法）、定数计时法（测周法）和同步计数计时法。

（1）定时计数法（测频法）在测量上有±1的误差，低速时误差较大。

（2）计数计时法（测周法）也有±1个时间单位的误差，在高速时，误差也很大。同步计数计时法综合了以上两种方法的优点，在整个测量范围都达到了很高的精度，万分之五以上的精度的测量转速仪表基本采用这种方法。

红外线转速仪系统功能描述

这里介绍的红外线转速测试仪，利用红外线的发射、反射原理。结合单片机的强大控制、计算能力来实现。

红外探头的测量距离根据实际的需要，可设计成近距离和远距离两类。近距离的探头设计科采用小功率发光管和光敏受光管。如果是远距离的测量，探头的审计就可采用中、大功率的发光二极管或者是使用的激光二极管。

红外想转速测试仪在测量物体运转速度时，首先向被测物体发射出红外线，利用被测物体表面的放射能力（例如在被测物体表面粘贴白色的放射纸等）是传感器收到光脉冲信号，当传感器收到光信号后通过光电转换电路可将脉冲信号变为电脉冲信号，点脉冲信号通过放大和处理后输入单片机的技术控制门，与内部的标准表秒脉冲信号相比较，经运算后通过显示电路将物体运动的旋转速度显示出来。

系统方案及电路设计

图1为红外线转速仪的系统构成方框图，有单片机控制器、38KHz载频振荡器、红外线发射接收电路、16×2点阵字符型液晶显示器（带背光）及电源等组成。

图1红外线转速仪的系统构成方框图

红外线转速测试原理

红外线转速的测试原理参见图2。当按下电源开关时，进入测试状态。这时38kHz的载频振荡器起振工作，驱动红外发管向外发射红外载频信号。单片机首先检测信号的边沿，单一个脉冲的下降沿到来时（图中A点），计数器开始堆脉冲计数，同时，单片机还启动第十七进

行测试计时。单定时器计时到1000ms时（图中B点），单片机发出一个准备结束本次测试信号，这时程序又开始检测信号的下降沿，单下降沿到来时（图中c点），单片机对脉冲的计数cnt及对测试时间的计时time完成。此时根据公式转速=（cnt/time）×60000即可算出此时的转速。当计时到了1300ms时（图中C点），单片机打开显示，将测得的转速显示到液晶显示器上。本次测试、显示完成后，又进入下一次的测试、显示。

图B 红外线转速的测试原理