非接触式手持测速仪.

参考文献
• 电工电子技术实践教程 化学工业出版社 单片机原理及应用 机械工业出版社 • 华中科技大学 硕士学位论文<<微电机无接触测 速方法研究与电路设计>>
• 清华大学精密仪器与机械学系, 北京 100084 ; 21 冶 金自动化研究设计院, 北京 100071
关于非接触式手持测速仪专利文献
• 方案一优点：这种方案的测量原理与方案三相 似。由于方案一采用了单片机来对数据进行处 理，因此在功能扩展方面较强。且由于单片机 的价格较实惠，因此整体设计价格会比较低。
• 通过以上三种方案的对比可知，采用方案一不 论在测量精度方面、功能扩展方面还是价格方 面都具有较大的优势，此外由于采用单片机来 进行设计，电路的元器件选择会较少，这在一 定程度上给电路的维修，检测和安全性方面提 供了较好的支持。
• 方案二优点：霍尔片体积小，安装灵活
• 方案二缺点：但是采用霍尔传感器在信 号采样的时候，会出现采样不精确，因 为它是靠磁性感应来采集脉冲的，使用 时间长了会出现磁性变小，影响脉冲的 采样精度。
• 方案三优点：这种方案使用光电转速传感器具 有测量原理方便，接受的信号的清晰度能有所 保证，电路检测较为方便，采样速度快的特点。 • 方案三缺点：由于这种方案采用了数字电路 来进行设计，因此在功能可扩展方面严重不足， 如果突然要增加某一功能还得考虑整体电路， 因此这也限制了这种方案的实用性，此外在测 量精度方面也存在较大的误差！
方案一
基于光电传感器的单片机测速系统
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，如透射式、 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2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 3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。
非接触式手持测速仪系统结构
• 本系统主要针对电机的转速进行测量，然后用 数码管把电机的转速显示出来。 • 本装置主要有两部分构成。 1光电测速部分。 2测得的脉冲处理处理和显示部分。 • 光电测速部分主要由光电传感器构成。脉冲处 理部分主要经施密特触发器对接收到的脉冲进 行波形校正，由单片机的T1口输入，经80C51 处理后显示输出电机的转速。
• 非接触式多功能速度仪，属于应用于汽车、拖拉机等车辆的测试 装置领域。包括光电传感器与仪表主机，仪表主机设置有显示器 和打印机，其特征在于：设置无线通信模块和信号处理单元，光 电传感器的输出端连接信号处理单元的输入端，信号处理单元的 通讯接口连接无线通信模块的通讯接口，光电传感器、信号处理 单元和无线通信模块组成检测单元，仪表主机的通讯端连接无线 通信模块与检测单元相适应。通过用无线连接代替有线连接，大 大方便了仪表操作，更加提高了检测的安全性。
本实用新型涉及一种非接触式测速 装置，包括信号盘，信号盘旁设有传感 器盒，传感器盒通过电线连接有电路接 线盒，电路接线盒上通过电线还连接有 第一尾轴转速表、第二尾轴转速表和五 个第三尾轴转速表。本实用新型具有结 构简单、安装方便、读数准确、使用寿 命长的优点。 一种非接触式测速装置，包括信号 盘(1)，所述信号盘(1)旁设有传感器盒(2)， 所述传感器盒(2)通过电线连接有电路接 线盒(3)，其特征在于：所述电路接线盒 (3)上通过电线还连接有第一尾轴转速表 (4)、第二尾轴转速表(5)和五个第三尾轴 转速表(6)。
非接触式采集
非接触式手持测速仪软件仿真
如上图，因为光电传感器不好仿真，这 里我们采用了555芯片构成一个施密特 触发器，由光电传感器得到的脉冲由2， 5脚输入，经3脚输出接到单片机的T1 （P3.5）.。经89C51编程处理后由P1口 输出通过数码管显示出转速！
非接触式手持测速仪 protel DXP画出原理图
系统结构参考图
非接触式手持测速仪的PCB 图
参考实物图
参考实物图
非接触式手持测速仪成本核算
非接触式手持测速仪
指导老师：*** 组员： *** *** *** ***
项目设计要求
1、设计一个非接触式手持测速仪，用于测 量电动机的转速。 2、测速范围0~9999(T/s) 3、单位 可切换为(T/min)与(T/s) 。 4、采用干电池供电。
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、机床主轴等旋转设备的实验、运转 和控制中, 常需要分时或连续测量和显示 其转速。有些场合对转速测量要求的精 度一般化, 而有些场合却要求较高的测量 精度。 所以有必要设计一种操作方便、通 用性强的转速测速仪。
M/ T 法测速原理
M/ T 法测速的实质是: 预设定一个测速时间Tc , 在满足T ≥Tc 的前提下,检测M 个整转数脉冲所对应的 最小时间T。如图所示：
• 在对被测脉冲个数M1 计数的同时, 对定时器所产生的高频脉冲的 个数M2 也进行计数。M1 反映转角, M2 反映测速时间,通过计算 可求得转速n。该方法在高速和低速时都具有较高的精度。预设 定的测速时间Tc由被测脉冲来同步。从A 点开始, 计数器对M1 和M2 同时进行计数, 到达B 点时, 预设定的测速时间Tc 到, 系统 发出停止计数命令。此时, 由于Tc 不一定恰好等于整数个被测脉 冲的脉冲周期, 所以计数器仍对高频脉冲 继续计数。到达D 点时, 被测脉冲的上升沿使计数器停止计数, 这样, M2 代表了M1 个被测脉冲周期的时间。设高频脉冲频率为 F ,设传感器每转发出P 个脉冲, 则 电机转速为:n = (60M1/ P) / (M2/ F) (RPM) • 由于M/ T 法从整数个被测脉冲开始计时, 于整数个被测脉冲结 束, 记录到的是整数个被测脉冲, 消除了普通计数法中正负一个被 测脉冲引入的误差, 具有较高的测量精度。
方案三： 数字电路构成的光电码盘测速仪
通过光电码盘，传感器将电机的转速信号 转变成了电脉冲信号，该信号经过LF347集成 运放整形驱动，送到十进制计数器进行脉冲计 数。同时为了测量频率，计数器除输入转速信 号外，还要求一个标准时间，该标准时间由定 时器提供，用来控制计数器的计数与阅读，使 被测转速脉冲在定时器规定的测量时间内进行 计数并在规定的阅读时间内稳定显示数据。完 成一次测量后，定时器控制可重置施密特触发 器发出复位信号，使计数器复位清0，以进行 下一次测量计数与阅读。
图2光电传感器的原理图 图3遮光叶片
方案二 基于霍尔传感的转速测量系统设计
用NJK-8002D 霍尔传感器作为测量电机转速的 敏感元件，经过单片机数据处理，能够实时显示电机 的转速。
系统由传感器、信号预处理电路、处理 器、显示器和系统软件等部分组成。传感器部 分采用霍尔传感器，负责将电机的转速转化为 脉冲信号。信号预处理电路包含待测信号放大、 波形变换、波形整形电路等部分，其中放大器 实现对待测信号的放大,降低对待测信号的幅 度要求，实现对小信号的测量；波形变换和波 形整形电路实现把正负交变的信号波形变换成 可被单片机接受的TTL/CMOS 兼容信号。 处 理器采用STC89C51 单片机，显示器采用8 位 LED 数码管动态显示。