转速测量论文

目录

第1章转速测量文献综述 (1)

1.1转速测量的意义 (1)

1.2转速测量现状 (1)

1.2.1磁电式转速测量 (2)

1.2.2光电式转速测量 (3)

1.2.3电感式转速测量 (4)

第2章总体方案设计 (5)

2.1方案一 (5)

2.2方案二 (7)

2.3方案三 (8)

2.4方案分析对比 (10)

2.5小结 (10)

第3章具体设计与特性分析 (11)

3.1传感器设计 (11)

3.2转换电路设计 (12)

3.3传感器总体分析 (12)

3.4使用条件和误差补偿 (12)

3.5仿真实验 (12)

3.6小结 (13)

总结 (14)

参考文献 (15)

心得体会 (15)

第1章转速测量文献综述

1.1转速测量的意义

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、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中,常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。要测速，首先要解决是采样问题。在使用模技术制作测速表时，常用测速发电机的方法，即将测速发电机的转轴与待测轴相连，测速发电机的电压高低反映了转速的高低。为了能精确地测量转速外,还要保证测量的实时性,要求能测得瞬时转速方法。因此转速的测试具有重要的意义。

这次设计内容包含知识全面，对传感器测量发电机转速的不同的方法及原理设计这次设计内容包含知识全面，对传感器测量发电机转速的不同的方法及原理设计有较多介绍，在测量系统中能学到关于测量转速的传感器采样问题，单片机部分的内容，显示部分等各个模块的通信和联调。全面了解单片机和信号放大的具体内容。进一步锻炼我们在信号采集，处理，显示发面的实际工作能力。

1.2转速测量现状

随着科学技术的迅速发展，转速测量仪表已经步入现代化、电子化的行列。过去曾经使用过的接触式测量仪表，如离心式转速表、微型发电机转速表及钟表式定时转速表，均已先后受到了冷落；而利用已知频率的闪光与被测轴转速同步的方法来测速的闪光测速仪，虽属非接触式仪表，目前仍有应用，但也退居次要地位。代之而起的是非接触式的电子与数字化测速仪表。这类转速仪表大多具有体积小、重量轻、读数精准、使用方便等优点，容易实现电脑屏幕显示和打印输出，能够连续的反应转速变化，即能测定发动机稳定状态下的平均转速，也能够用来在足够小的时间间隔这一特定条件下测定发动机的瞬时转速。

转速测量的方法有很多，根据工作原理可分为计数式、模拟式、同步式。计数式方法是用某种方式读出一定时间内的总转数；模拟式方法是测出由瞬时转速引起的某种物理量的变化；同步式是用利用已知的频率与旋转体的旋转同步来测量转速。根据不同的转换方式，测试方法见表1-2所示。一般的转速测试可用机械式转速表、发电机式转速表以及频闪式测速表，但在有些情况下，其测量精度，瞬时稳定度不能满足更高的要求，因此，在测量方法和传感器的选择上显得尤为重要。常用的传感器种类有光电传感器、电磁式传感器、电容式传感器等，而测量方法上有测量转速周期、转速频率等。

表1-2

1.2.1磁电式转速测量

磁电式转速传感器基于电磁感应原理，通过磁电相互作用把转轴的转速转换成相对应的感应电动势，再经过对输出感应电动势信号进行处理和

如图1.2.1所示为磁电式转速传感器的结构图，它由装在轴上的内齿轮和外齿路、感应线圈、永久磁铁等部分组成。当内齿轮和外齿轮的齿凸相对时，气隙最小，磁阻最小，磁通最大;当内齿轮和外齿轮的齿凹相对时，气隙最大，磁阻最大，磁通最小。这样当内齿轮与外齿轮相对运动时，传感器的磁通就发生周期性变化，从而在线圈中感应出电动势信号。

图1.2.1

1.2.2光电式转速测量

1投射式光电转速传感器

投射式光电转速传感器设有读数盘和测量盘，两者之间存在间隔相同的缝隙。投射式光电转速传感器在测量物体转速时，测量盘会随着被测物体转动，光线则随测量盘转动不断经过各条缝隙，并透过缝隙投射到光敏元件上。

投射式光电转速传感器的光敏元件在接收光线并感知其明暗变化后，即输出电流脉冲信号。投射式光电转速传感器的脉冲信号，通过在一段时间内的计数和计算，就可以获得被测量对象的转速状态。

2反射式光电转速传感器

反射式光电转速传感器是通过在被测量转轴上设定反射记号，而后获得光线反射信号来完成物体转速测量的。反射式光电转速传感器的光源会对被测转轴发出光线，光线透过透镜和半透膜入射到被测转轴上，而当被测转轴转动时，反射记号对光线的反射率就会发生变化。

反射式光电转速传感器内装有光敏元件，当转轴转动反射率增大时，反射光线会通过透镜投射到光敏元件上，反射式光电转速传感器即可发出一个脉冲信号，而当反射光线随转轴转动到另一位置时，反射率变小光线变弱，光敏元件无法感应，即不会发出脉冲信号。工作原理如图1.2.2。

图1.2.2

1.2.3电感式转速测量

电感式传感器的基本原理是电磁感应原理，即利用电磁感应将被测非电量，如压力，位移等，转换为电感量的变化输出，在经测量转换电路，将电感量的变化转换为电压或电流的变化，来实现非电量电测的。主要有变气隙式电感传感器，差动螺线管式电感传感器，差动变压器式电感传感器，电涡流式电感传感器。可以做成测量压力，位移，应变，流量，比重等的传感器。

1.2.4闪频式转速测量

闪频式转速测量仪，是利用人眼的视觉暂留现象而测量转速的方法。利用该原理，研制成各种型号的频闪式转速表。这种转速表由多谐振荡器、闪光灯、频率检测系统及电源等部分组成。由多谐振荡器产生各种频率的窄脉冲信号出发闪光灯，使闪光灯发出与脉冲频率同步有一闪一闪的光，用来照明旋转轴，测量转轴的转速。此种方法的缺点是在测量高转速时由于受到人是视觉的限制无法正确定相，所以测量精度不高（最高0.5级），而且测量距离短。