电机转速测量及频压转换.ppt

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1、工业系统测量转速测量及频压转换引言现实生活中，经常需要获取物体运动的速度：比如：汽车是否超速？摩托车的速度表，控制系统中电机的转速等等。经常涉及对旋转机械转速进行精确的测量和控制；思考：如何获得测量速度呢？7/30/20212西安交通大学工程训练中心转速的测量方法电脉冲式转速传感器（n→f）光电式转速传感器（绕轴旋转的光栅＋光电对管）磁电式转速传感器（转子和定子之间气隙构成的磁路周期性变化，引起工作磁通周期性的变化）直接通过f来测转速（脉冲计数）单位时间的脉冲数k经历固定脉冲数所花的时间t将f转换为电压V测速（F/V转换）7

2、/30/20213西安交通大学工程训练中心引言速度测量中通常需要进行机械上的速度升降，以适合于传感器的测量范围；实现速度升降的常见机构有：带轮、链轮、齿轮、摩擦轮等；本实验中使用带轮机构；使用“码盘＋光电对管”作为速度传感器，实现转速n频率f的转换，码盘一般与被测轮同轴安装；为了把频率f电压uo，需要频压转换（F-V）。此处，我们使用2907实现频压转换。7/30/20214西安交通大学工程训练中心带传动机构变速比：工作原理：由两个带轮和一条传动带组成，靠传动带与轮之间的摩擦力传递运动和动力，一般用于两个平行轴之间传递定

3、轴转动和动力；主动轮也称原动轮、输入轮，从动轮也称被动轮、输出轮，输入轮常由电动机、内燃机等原动机拖动。7/30/20215西安交通大学工程训练中心带传动机构带传动机构的主要优点：结构简单，可以缓冲、吸收振动、具有过载安全性，可以在距离较远的两个轴之间传递转动；缺点：传动带与轮之间存在相对滑动，使传动精度降低，不适于频繁改变转动方向的场合，为减少滑动，要增加传动带与带轮之间的摩擦，或将传动带张紧，但这将增大轮轴的径向压力，从而加剧轴和轴承的磨损，降低机械效率。7/30/20216西安交通大学工程训练中心光电信号转换－光电器件

4、光电器件的工作原理：电流的作用能使半导体材料发出可见光或红外线；光的照射能改变半导体材料的导电性能。光电传感器：把光信号转换为电信号的光电耦合器件作用：检测可见光和不可见光；种类：光电二极管、光电三极管、集成光电传感器等。7/30/20217西安交通大学工程训练中心光电信号转换－光电对管uo/VtE0.3导通截止限流电阻光电对管的组成：发光二极管和光电三极管；发光二极管发出红外光，光电三极管接收红外光；串联在电路中的电阻起限流作用；未遮挡时，光电三极管的c极和e极在光照作用下导通，输出为0.3V的低电平；遮挡时，光电三极管由

5、于没有光照作用，c极和e极不导通，输出为10V高电平，7/30/20218西安交通大学工程训练中心码盘式转速测量原理uo/VtE0.3脉冲信号波形不适当需要整形“码盘+光电对管”构成了码盘式转速测量传感器，将码盘的转速n转换为光电对管的脉冲输出，频率为f；码盘上2m条黑白条纹相间，则一转输出m个脉冲信号，周期为T(单位为s)，即频率为f，则转速n为60f/m转每分；特殊：当m=60时，n和f在数值上相等。T7/30/20219西安交通大学工程训练中心转速测量中的信号调理－脉冲整形问题：光电对管的输出uo并非理想的矩形脉冲信号

6、，可能会引起误码；解决：用比较器对uo进行整形，使上下沿变陡。Vi=Vr-uiuo=AViui>VrVi<00ui010V7/30/202110西安交通大学工程训练中心比较器电路7/30/202111西安交通大学工程训练中心比较器电路的应用超限报警电路：利用比较器实现。当输入电压小于2V时，输出端电压为0，发光二极管不发光；当输入电压大于2V时，输出突跳到10V输出，发光二极管发光报警。使用该电路可以实现超限报警，调节可变电阻可以改变报警阈值7/30/202112西安交通大学工程训练中心转速测量系统框图码盘+光电

7、对管构成转速测量传感器，经过传感器，转速信号转换为高低电平渐变的脉冲信号；调理电路中采用整形电路，将高低电平渐变的脉冲信号转换为高低电平突跳的理想脉冲信号；经过F/V转换电路将脉冲信号转换为电压输出，送给显示装置。信号调理电路传感器码盘光电对管F/V转换电路显示装置转速n整形电路脉冲信号电压信号7/30/202113西安交通大学工程训练中心取平均值（滤波）转速测量中的信号调理－F/V转换C2uotAR0uoF/V转换原理：F/V转换实现：7/30/202114西安交通大学工程训练中心2907F/V转换电路取均值比较器功率放大

8、限幅电路[-0.7V,12V]7/30/202115西安交通大学工程训练中心转速测量电路信号调理电路码盘光电对管F/V转换电路显示装置传感器转速n整形电路脉冲信号电压信号7/30/202116西安交通大学工程训练中心训练内容1：光电对管输出电平观察在面包板上连接电路，完成光电信号转换。间断