光电传感器在转速测量中的应用

光电传感器在转速测量中的应用

摘要：光电传感器是采用光电元件作为检测元件，首先把被测量的变化转变为

信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件3部分组成。光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，体积小。

关键词：光电传感器直射式反射式电机转速

1．引言（问题背景概述）

在现带社会生活中，生活生产中很多放方面都要求对速度进行精确测量，尤其是在转速方面的测量，对于所有旋转机械而言，都需要监测旋转机械轴的转速，转速是衡量机器正常运转的一个重要指标。例如，人们日常生活所用的电大都是通过发电机进行发电，而这时就要知道发电机的转速，以便对其进行控制，输出稳定电压，否则将会给我们的生活和生产带来很多不方便。再比如一些机床设备，要求对电机有稳定的转速输出才能正工作，就要知道此刻电动机的转速以便实行控制。所以，面对生活生产中对转速要求高的设备就要知道其转速，然后根据测量转速对其进行精确控制。

2．解决方案

采用直射式或反射式光电传感器进行转速的测量，然后由控制系统进行精确控制。

3.系统结构/基本电路/原理阐述等

光电传感器

光电传感器是应用非常广泛的一种器件，有各种各样的形式，如直射式、反射式等，基本的原理就是当发射管光照射到接收管时，接收管导通，反之关断。以透射式为例，如图1所示，当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时，开关管关断，否则打开。为此，可以制作一个遮光叶片如图2所示，安装在转轴上，

当扇叶经过时，产生脉冲信号。当叶片数较多时，旋转一周可以获得多个脉冲信号。

图1光电传感器的原理图

图2

直射式光电转速传感器的结构见图1。它由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组成。开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接，光源发出的光，通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收，将光信号转为电信号输出。开孔圆盘上有许多小孔，开孔圆盘旋转一周，光敏元件输出的电脉冲个数等于圆盘的开孔数，因此，可通过测量光敏元件输出的脉冲频率，得知被测转速，即

n=f/N

式中：n - 转速f - 脉冲频率N - 圆盘开孔数。

图1直射式光电转速传感器的结构图

反射式光电传感器的工作原理见图2

它主要由被测旋转部件、反光片（或反光贴纸）、反射式光电传感器组成，在可以进行精确定位的情况下，在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸

会取得较好的测量效果。在本实验中，由于测试距离近且测试要求不高，仅在被测部件上只安装了一片反光贴纸，因此，当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f，就可知道转速n。

n=f

如果在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸，那么，n=f/N。N-反光片或反光贴纸的数量。

图2 反射式光电转速传感器的结构图

由传感器感受被测量，把它转换成电信号，供显示仪表指示或用以控制执行机构，就可以直接将测量的频率信号转化为我们需要的转速信号，然后根据所测速度对电机转速进行控制

4.结论

采用光电传感器进行转速测量，方案较容易实现。且光电检测方法具有精度高、

反应快、非接触等优点，可以预见用方法进行转速测量由很大的发展空间，随着现代科技的发展，