紅外線轉(zhuǎn)速儀

轉(zhuǎn)速儀表的分類離心式轉(zhuǎn)速儀利用離心力與拉力的平衡來指示轉(zhuǎn)速。離心式轉(zhuǎn)速儀是最傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測量工具，是利用離心力原理的機(jī)械式轉(zhuǎn)速儀，測量精度一般在1~2倍。一直優(yōu)良的離心式轉(zhuǎn)速儀不但有準(zhǔn)確直觀的特點(diǎn)嗎，還具備可靠耐用的優(yōu)點(diǎn)，但是其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。磁性轉(zhuǎn)速儀利用旋轉(zhuǎn)磁場，在金屬罩帽上產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力，利用旋轉(zhuǎn)力與游絲力的平衡來指示轉(zhuǎn)速。磁性轉(zhuǎn)速是成功利用磁力的一個典范，在利用磁力原理的機(jī)械式轉(zhuǎn)速儀。因?yàn)榇判赞D(zhuǎn)速儀，結(jié)構(gòu)較為簡單，目前較為普遍用于摩托車和汽車及其他機(jī)械設(shè)備。電動式轉(zhuǎn)速儀電動式轉(zhuǎn)速儀由小型交流電動機(jī)、電纜、電動機(jī)和磁性表頭組成。小型交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交流電，交流電通過電纜輸送，并驅(qū)動小型交流電動機(jī)，小型交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速與被測軸的轉(zhuǎn)速一致。磁性轉(zhuǎn)速頭與小型交流電動機(jī)同軸連接在一起，磁性表頭指示的轉(zhuǎn)速自然就是被測軸的轉(zhuǎn)速。電動式轉(zhuǎn)速儀抗振行能好，廣泛運(yùn)用于柴油機(jī)和船舶設(shè)備。閃光式轉(zhuǎn)速儀利用視覺暫留的原理進(jìn)行測試。閃光式轉(zhuǎn)速儀處理檢測轉(zhuǎn)速（往復(fù)速度）外，還可以觀測循環(huán)往復(fù)運(yùn)動物體的靜像，對了解機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)，是一必不可少的觀測工具。電子式轉(zhuǎn)速儀電子式轉(zhuǎn)速儀是一個比較籠統(tǒng)的概念，以現(xiàn)代電子技術(shù)及其計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，是設(shè)計制造的轉(zhuǎn)速測量工具。它一般有傳感器和顯示器，有的還有信號輸出和控制。因?yàn)閭鞲衅骱同F(xiàn)實(shí)器件方面的多種多樣，還有測量方法的多樣性，很難像前面幾種一樣來歸納。轉(zhuǎn)速傳感器轉(zhuǎn)速傳感器從原理（或者器件）上分，有磁電感應(yīng)式、光電效應(yīng)式、霍爾效應(yīng)式、磁阻效應(yīng)式、介質(zhì)電磁感應(yīng)式等。另外，還有簡介測量轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器，入加速度傳感器（通過積分運(yùn)算間接導(dǎo)出轉(zhuǎn)速）、位移傳感器（通過微分運(yùn)算間接導(dǎo)出轉(zhuǎn)速）等等。轉(zhuǎn)速測量的方法QF/V轉(zhuǎn)換目前，常用的轉(zhuǎn)速傳感器課輸出脈沖信號，只要通過頻率電壓或電流轉(zhuǎn)換就能與電壓電流輸入型的指針表盒數(shù)字表匹配。頻率電流轉(zhuǎn)換的方法有阻容積分法、電荷泵法和專用集成電路法，前兩種方法在磁電轉(zhuǎn)速儀中也有運(yùn)用，專用集成電路大多數(shù)是阻容積分法、電荷泵法的綜合。目前，常用的專用集成電路有LM331、AD654和VF32等，轉(zhuǎn)換精度在0.1%以上；但在低頻時，這種轉(zhuǎn)換就無能為力。采用單片機(jī)或FPGA做F/D和D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換精度在0.5%~0.05%之間，量程從0~2Hz到0~20kHz，頻率低于10Hz時反應(yīng)時間也變成。Q脈沖頻率運(yùn)算型轉(zhuǎn)換在顯示精度、可靠性、成本呵呵是用靈活性商有一定要求時，就直接采用脈沖頻率運(yùn)算型轉(zhuǎn)速儀。頻率運(yùn)算方法有定時計數(shù)法（測頻法）、定數(shù)計時法（測周法）和同步計數(shù)計時法。（1） 定時計數(shù)法（測頻法）在測量上有±1的誤差，低速時誤差較大。（2） 計數(shù)計時法（測周法）也有±1個時間單位的誤差，在高速時，誤差也很大。同步計數(shù)計時法綜合了以上兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，在整個測量范圍都達(dá)到了很高的精度，萬分之五以上的精度的測量轉(zhuǎn)速儀表基本采用這種方法。紅外線轉(zhuǎn)速儀系統(tǒng)功能描述這里介紹的紅外線轉(zhuǎn)速測試儀，利用紅外線的發(fā)射、反射原理。結(jié)合單片機(jī)的強(qiáng)大控制、計算能力來實(shí)現(xiàn)。紅外探頭的測量距離根據(jù)實(shí)際的需要，可設(shè)計成近距離和遠(yuǎn)距離兩類。近距離的探頭設(shè)計科采用小功率發(fā)光管和光敏受光管。如果是遠(yuǎn)距離的測量，探頭的審計就可采用中、大功率的發(fā)光二極管或者是使用的激光二極管。紅外想轉(zhuǎn)速測試儀在測量物體運(yùn)轉(zhuǎn)速度時，首先向被測物體發(fā)射出紅外線，利用被測物體表面的放射能力（例如在被測物體表面粘貼白色的放射紙等）是傳感器收到光脈沖信號，當(dāng)傳感器收到光信號后通過光電轉(zhuǎn)換電路可將脈沖信號變?yōu)殡娒}沖信號，點(diǎn)脈沖信號通過放大和處理后輸入單片機(jī)的技術(shù)控制門，與內(nèi)部的標(biāo)準(zhǔn)表秒脈沖信號相比較，經(jīng)運(yùn)算后通過顯示電路將物體運(yùn)動的旋轉(zhuǎn)速度顯示出來。系統(tǒng)方案及電路設(shè)計圖1為紅外線轉(zhuǎn)速儀的系統(tǒng)構(gòu)成方框圖，有單片機(jī)控制器、38KHz載頻振蕩器、紅外線發(fā)射接收電路、16X2點(diǎn)陣字符型液晶顯示器（帶背光）及電源等組成。圖1紅外線轉(zhuǎn)速儀的系統(tǒng)構(gòu)成方框圖紅外線轉(zhuǎn)速測試原理紅外線轉(zhuǎn)速的測試原理參見圖2。當(dāng)按下電源開關(guān)時，進(jìn)入測試狀態(tài)。這時38kHz的載頻振蕩器起振工作，驅(qū)動紅外發(fā)管向外發(fā)射紅外載頻信號。單片機(jī)首先檢測信號的邊沿，單一個脈沖的下降沿到來時（圖中A點(diǎn)），計數(shù)器開始堆脈沖計數(shù)，同時，單片機(jī)還啟動第十七進(jìn)行測試計時。單定時器計時到1000ms時（圖中B點(diǎn)），單片機(jī)發(fā)出一個準(zhǔn)備結(jié)束本次測試信號，這時程序又開始檢測信號的下降沿，單下降沿到來時（圖中c點(diǎn)），單片機(jī)對脈沖的計數(shù)cnt及對測試時間的計時time完成。此時根據(jù)公式轉(zhuǎn)速=（cnt/time）X6000