电机转速测量系统35039

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1、GUILINUNIVERSITYOFELECTRONICTECHNOLOGY电机课程设计题目:院（系）:专业:学生姓名:学号:指导教师:职称:机电工程学院电气工程及其自动化0500120308高鹏副教授2008年7月4日目录：1、摘要32、系统结构33、获取脉冲信号的方法43、1霍尔传感器43、2光电传感器53、3光电编码器64、硬件连接图及原理65、实验程序及分析86、仿真157、PROTELDXP原理图-168、PCB图169、硬件调试结果与分析-1710、谢词-1711、参考文献181•摘要测速是工农业生产中经常遇

2、到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。要测速，首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速表时，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。使用单片机进行测速，可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周，产生一个或固定的多个脉冲，并将脉冲送入单片机中进行计数，即可获得转速的信息。2.系统结构本文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

3、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下面我们来了解一下光电测速部分！O3、脉冲信号的获得可以有多种方式來获得脉冲信号，这些方法有各自的应用场合。下面逐一进行分析。3.1霍尔传感器霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，常用于开关信号采集的有CS3020、CS3040等，这种传感器是一个3端器件,外形与三极管相似，只耍接上电源、地，即可工作，输出通常是集电极开路（0C）门输出，工作电压范围宽，使用非常方便。如图1所示是CS3020的外形图，

4、将有字面对准自己，三根引脚从左向右分别是Vcc,地，输出。1・JPg图1CS3020外形图使用霍尔传感器获得脉冲信号，其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢，让霍尔开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上粘上多粒磁钢，可以实现旋转•周，获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意，霍尔传感器对磁场方向敏感，粘之前可以先手动接近一下传感器，如果没有信号输出，可以换一个方向再试。这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。3.2.光电传感器光电传感器是应用非常广泛的一种器

5、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。爭C图2光电传感器的原理图3.jpg图3遮光叶片3.3.光电编码器光电编码器的工作原理与光电传感器一样，不过它已将光电传感器、电子电路、码盘等做成一个整体，只要用连轴器将光电传感器的轴与转轴相连，就能获得多

6、种输出信号。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事口标测定等需要检测角度的装置和设备中。如图4所示，是某光电编码器的外形。4.jpg图4成品光电编码器这次课设我选的是洸电传感器，采用穿透法测量电机转速。光电传感器的原理上面有详细的介绍。当不透光的物体扌当住发射与接收Z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,当扇叶经过吋，产纶脉冲信号。当叶片数较多吋，旋转一周可以获得多个脉冲信号。这里我们才用转10个孔的方式！在一分钟的时间内,假如产生了10000脉冲，则电

7、机的转速就为1000r/min.4.硬件连接测速的方法决定了测速信号的硬件连接，测速实际上就是测频,因此，频率测量的一些原则同样适用于测速。通常，可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。所谓计数法，就是给定一个闸门时间，在闸门时间内计数输入的脉冲个数;测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门，对一个高精度的高频计数信号进行计数。由于闸门与被测信号不能同步，因此，这两种方法都存在±1误差的问题，第一种方法适用于信号频率高吋使用，第二种方法则在信号频率低时使用。等精度法则对高、低频信号都有很好的适应性。这里为简化讨论，仅

8、采用计数法来进行测试。X1C3PD■心RJ.HWrP2BUPZ'IA3浅F2aA'<0iflr9mnmnPUPXAra-'KADPIMOp»>PI■F^iJr1P3BVMRrwAi'C•a•23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