光電轉速測量儀的制作(共6頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上光電轉速測量儀的制作實驗報告 學院：汽車工程學院 專業(yè)：* 學號：* 姓名：*目錄：1、 實驗目的。2、 實驗原理。3、 實驗裝置。 四、其他測量轉速的方法。 五、光耦的應用。 六、實驗感想 專心-專注-專業(yè)1、 實驗目的。1.通過本實驗了解和掌握了光電傳感器（直射式以及反射式）的測量原理和方法。 2.通過本實驗了解和掌握轉速測量的基本方法。二、實驗原理。直接測量電機轉速的方法很多可以采用各種光電傳感器也可以采用霍爾元件。本實驗采用光電傳感器來測量電機的轉速。由于光電測量方法靈活多樣可測參數(shù)眾多一般情況下又具有非接觸、高精度、高分辨率、高可靠性和相應快等優(yōu)點加之激光光

2、源、光柵、光學碼盤、CCD器件、光導纖維等的相繼出現(xiàn)和成功應用使得光電傳感器在檢測和控制領域得到了廣泛的應用。光電傳感器在工業(yè)上的應用可歸納為吸收式、遮光式、反射式、輻射式四種基本形式。直射式光電轉速傳感器的結構由開孔圓盤、光源、光敏元件及縫隙板等組成。開孔圓盤的輸入軸與被測軸相連接光源發(fā)出的光通過開孔圓盤和縫隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收將光信號轉為電信號輸出。開孔圓盤上有許多小孔開孔圓盤旋轉一周光敏元件輸出的電脈沖個數(shù)等于圓盤的開孔數(shù)因此可通過測量光敏元件輸出的脈沖頻率得知被測轉速即 n= f/N式中n - 轉速 f - 脈沖頻率 N - 圓盤開孔數(shù)。 反射式光電傳感器主要由被測旋轉

3、部件、反光片或反光貼紙、反射式光電傳感器組成在可以進行精確定位的情況下在被測部件上對稱安裝多個反光片或反光貼紙會取得較好的測量效果。由于測試距離近且測試要求不高僅在被測部件上只安裝了一片反光貼紙因此當旋轉部件上的反光貼紙通過光電傳感器前時光電傳感器的輸出就會跳變一次。通過測出這個跳變頻率f就可知道轉速n。 n=f如果在被測部件上對稱安裝多個反光片或反光貼紙那么n=f/NN-反光片或反光貼紙的數(shù)量。三、實驗裝置。轉動源、光電傳感器、直流穩(wěn)壓電源、頻率/轉速表、示波器。光電耦合器(optical coupler，英文縮寫為OC)亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光電耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸

4、出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成:光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅動發(fā)光二極管(LED)，使之發(fā)出一定波長的光，被光探測器接收而產生光電流，再經(jīng)過進一步放大后輸出。這就完成了電-光-電的轉換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。圖1 實驗裝置圖光電式轉速傳感器有反射型和透射型二種，本實驗裝置是透射型的，傳感器端部有發(fā)光管和光電池，發(fā)光管發(fā)出的光源通過轉盤上的孔透射到光電管上，并轉換成電信號，

5、由于轉盤上有等間距的6個透射孔，轉動時將獲得與轉速及透射孔數(shù)有關的脈沖，將電脈計數(shù)處理即可得到轉速值。四、其它測量轉速的方法。1、機械離心式轉速計測轉速 質量為m的重錘在離心力mr*作用下使下部的軸套上升或下降,轉速不同離心力不同軸套位置不同,通過齒輪機械轉動指針,顯示轉速。這種方法測量必須是接觸式測量,分固定式和手持式,如手持式轉速表就是這種轉速計。2、用光電傳感器測轉速 它由光源、光電盤、光敏二極管、檢波放大電路與數(shù)顯裝置等組成。光電盤隨轉軸一同轉動,光敏二極管將光電盤透射來的光信號轉換為電信號,然后通過計數(shù)脈沖的頻率,即可在數(shù)顯裝置上讀出旋轉軸的轉速。3、用電磁傳感器測轉速 這種測速系統(tǒng)

6、由電磁傳感器、齒盤、整形放大電路與數(shù)顯裝置組成,齒盤上帶有均勻分布的齒牙,當旋轉軸帶動齒盤旋轉時,即齒盤有角位移時,磁路中磁阻變化。在感應線圈內產生感應電動勢,經(jīng)放大、整形后輸出方波電脈沖信號,每一凸起部分發(fā)出一個脈沖。磁電傳感器輸出脈沖信號后,通過傳輸線接到計數(shù)器上整形計數(shù)后用數(shù)字形式顯示被測轉速。4、日光燈法 日光燈法就是用日光燈照射在旋轉物體上,利用燈光閃爍的頻率測轉速。光閃爍的頻率與轉速一致時,旋轉體看起來仿佛是靜止的。 在正弦交流電的每個變化周期內,出現(xiàn)兩次最大值(正負各一次)和兩次零值,對于使用頻率f=50 Hz的工頻電源,日光燈將在每秒鐘內亮暗各100次(即每分鐘6 000次)。

7、如對于同步轉速為3 000、1500、7 000、7 505/min的電動機,須在軸端分別涂上扇形2、4、6、8個,于是在同步轉速下,每分鐘將有6 000個黑色或白色扇形通過一定位置。這時如用每分鐘亮暗6 000次的日光燈照射上去就可看到,在電動機同步轉速下扇形靜止不動,這是因為日光燈每亮一次,恰好也是黑白扇形各出現(xiàn)一次。 對于電動機其實際轉速比同步轉速低,故扇形將按與電機相反的旋轉方向倒轉。電動機的實際轉速就是同步轉速與黑白扇形倒轉圈數(shù)(該倒轉圈數(shù)在電機后端很方便計數(shù))之差。即n = nt-n(r/min)式中 nt電動機同步轉速,r/min; n黑白扇形倒轉圈數(shù),r/min。五、光耦的應用

8、。(1) 在邏輯電路上的應用光電耦合器可以構成各種邏輯電路，由于光電耦合器的抗干擾性能和隔離性能比晶體管好，因此，由它構成的邏輯電路更可靠。(2) 作為固體開關應用在開關電路中，往往要求控制電路和開關之間要有很好的電隔離，對于一般的電子開關來說是很難做到的，但用光電耦合器卻很容易實現(xiàn)。(3) 在觸發(fā)電路上的應用將光電耦合器用于雙穩(wěn)態(tài)輸出電路，由于可以把發(fā)光二極管分別串入兩管發(fā)射極回路，可有效地解決輸出與負載隔離地問題。(4) 在脈沖放大電路中的應用光電耦合器應用于數(shù)字電路，可以將脈沖信號進行放大。(5) 在線性電路上的應用線性光電耦合器應用于線性電路中，具有較高地線性度以及優(yōu)良地電隔離性能。(

9、6) 特殊場合的應用光電耦合器還可應用于高壓控制，取代變壓器，代替觸點繼電器以及用于A/D電路等多種場合。6、 實驗感想 大學生創(chuàng)新性實驗計劃項目實施強調自主性、探索性、實踐性和協(xié)作性,遵循“興趣驅動、自主試驗、重在過程”的原則。注重創(chuàng)新性實驗項目的實施過程講究長遠效益,強調項目實施過程中在創(chuàng)新思維和創(chuàng)新實踐方面的收獲,重點培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,不急功近利,不為成果而設計,重在實施過程中得到的鍛煉和培養(yǎng)，在整個過程中，我們不僅學到了實驗本身所帶來的動手能力以及實踐能力的提高,而且學到了認真仔細、堅持不懈,善于思考總結的可貴精神,并對“大學生創(chuàng)新性實驗計劃”有了更深入的體會。在研究方面，

10、最深的體會就是要善于勤于思考，主動動手動腦。創(chuàng)新實驗不是基礎化學課上的實驗，只要按著老師講的步驟做就行了。做的課題對于我們來說，可能是一個沒有接觸過的新領域，沒有人告訴我們一步步該怎么做。需要自己去找文獻查資料，去弄明白實驗的原理，然后確定要創(chuàng)新的方向。按照這個方向一點點努力，所以每一步都需要獨立思考。其中會遇到很多困難，這個時候除了尋找?guī)椭?，最重要的還是自己思考。這次創(chuàng)新性實驗項目我選取的題目是光電轉速測量儀的制作，我根據(jù)老師們講解的關于光耦測量轉速的原理以及我在中國知網(wǎng)上查閱到的資料，了解了光電轉速測量儀的測量原理，以及其他測量轉速的方法以及原理，并了解了光耦的應用，之后根據(jù)我查閱到的資料和實驗裝置以及光耦的特性，設計了新的運用光耦測量轉速的方法。首先我先熟悉了各個實驗設備，然后根據(jù)我設計的新的電偶測量轉速的方法畫電路結構圖，根據(jù)電路圖連接實驗設備，這期間數(shù)次連接但不能測量轉速，改了幾次電路結構圖以及梳理線路，最終能實現(xiàn)光耦測量轉速，經(jīng)過這幾個月的實驗以及改進，終于完成了新的光電轉速測量儀。在本次實驗中，遇到的最大問題就是電路的設計以及線路的連接，