测控技术与仪器 毕业论文范文——转速测量装置的设计

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1、转速测量装置的设计摘要：本文结合目前国内外转速测量装置的应用现状，分析了A/D转换、数据传输形式,对转速测量单元进行了深入研究，设计了一种基于地磁传感器对信号采集，应用AVR单片机（ATmega8535L）对信号转换、控制，及基于芯片AT49BV162A闪存并传输于一体的测量单元。且对ATmega8535L芯片在信号处理方面作了初步的研究。当远离工作现场，计算机需要提取信号时，用并行口进行数据传输。关键字：地磁传感器，ATmega8535L，A/D转换，AT49BV162A，电平转换第27页共27页1绪论1.1引言21世纪，是人类全面进入信息电子化的时代。在这个信息技术(包括计算机技术，

2、通信技术及传感器技术)高度发展的时代，如果说计算机是人的大脑，通信相当于人的神经，那么传感器就是人的器官。并且电子技术的飞跃进步，单片机的普及与推广，使得电子化的时代又前进了一步。如果可以把计算机与单片机好好地结合，充分发挥各自的特点，并且配上相应的传感器，可以使人们更好更精确地探索出自然界的秘密，更好地的总结科学规律。转速测量在国民经济的各个领域，都是必不可少的.转速是工程中应用非常广泛的一个参数，其测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法，这种测量方法已不能适应现代科技发展的要求，在测量范围和测量精度上，已不能满足大多数系统的使用。随着大规模及超大规模集成电路技

3、术的发展，数字系统测量得到普遍应用，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字测量系统越来越普及，其转速测量系统也可以用全数字化处理。在测量范围和测量精度方面都有极大的提高。在一些特殊的场合[1]，有时需要将传感器的信号不断的实时采集和存储起来，并且到一定时间再把数据回放到PC机中进行分析和处理。在工作环境恶劣的情况下采用高性能的单片机和大容量的FLASH存储器的方案恐怕就是最适当的选择了。1.2国内外转速测量装置技术现状及发展趋势1.2.1转速测量装置的技术现状1.电子计数法:这是应用最广泛的精密计量转速的方法。电子式转速表是一个比较笼统的概念：以现代电子技术为基础，设计制造

4、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。因为传感器和显示器件方面的多种多样，还有测量方法的多样性，从传感器和二次仪表分开来分类。如果从安装使用方式上来分，还有就地安装式、台式、柜装式和便携式以及手持式这种方原理是利第27页共27页用转速传感器将机械旋转频率变换成电脉冲信号，送入电子计数器，在一定方法来计量单位时间内的脉冲数而获得转速。这种方法一般对高、中转速，可采用频率法。而对于低转速则可采用周期法.2.频闪测速法:这种方法是基于频闪效应的原理。光电式转速传感器[2]：它分为投射式和反射式两类。投射式光电转速传感器的读数盘和测量盘有间隔相同的缝隙。测量盘随被测物体

5、转动，每转过一条缝隙，从光源投射到光敏元件（见光电式传感器）上的光线产生一次明暗变化,光敏元件即输出电流脉冲信号。反射式光电传感器在被测转轴上设有反射记号，由光源发出的光线通过透镜和半透膜入射到被测转轴上。转轴转动时，反射记号对投射光点的反射率发生变化。反射率变大时，反射光线经透镜投射到光敏元件上即发出一个脉冲信号，反射率变小时，光敏元件无信号。在一定时间内对信号计数便可测出转轴的转速值。变磁阻式转速传感器[3]，它属于变磁阻式传感器。变磁阻式传感器的三种基本类型，电感式传感器、变压器式传感器和电涡流式传感器都可制成转速传感器。电感式转速传感器应用较广，它利用磁通变化而产生感应电势，其电

6、势大小取决于磁通变化的速率。这类传感器按结构不同又分为开磁路式和闭磁路式两种，开磁路式转速传感器结构比较简单，输出信号较小，不宜在振动剧烈的场合使用。闭磁路式转速传感器由装在转轴上的外齿轮、内齿轮、线圈和永久磁铁构成，内、外齿轮有相同的齿数。当转轴连接到被测轴上一起转动时，由于内、外齿轮的相对运动，产生磁阻变化，在线圈中产生交流感应电势，测出电势的大小便可测出相应转速值。3.激光测速法1.3转速测量装置的研究目的及意义转速测量在国民经济的各个领域，都是必不可少的.转速是工程中应用非常广泛的一个参数，因此，对其进行测量有重要意义。1.4本设计要研究或解决的问题设计一转速存储记录装置，并通过

7、处理得到转动速度。1.5论文章节分配第一章绪论：回顾转速测量发展趋势，其中对转速测量方法做了详细的阐述。第27页共27页第二章转速测量装置的总体方案设计：介绍了总体方案概述及系统的工作原理。第三章转速测量装置的硬件实现：其中包括了主要元器件的选择和硬件电路整体设计。并对主要元器件作了系统的说明。第四章单片机的软件设计。第五章总结与展望：整篇论文的总结。第27页共27页2转速测量装置的总体设计2.1总体方案概述2.1.1转速测量原理就