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1、计量测试红外光电转速测量仪12钱建强,薛敏(11清华大学精密仪器与机械学系,北京100084;21冶金自动化研究设计院,北京100071)[摘要]介绍一种用于转子速度测量的红外光电转速测量装置,其传感器采用光电自准直结构,以红外光作为检测光源。光电探测器输出的电信号经过前置放大、动态峰值检出、二值化整形处理及锁相倍频后,由单片机进行计算处理。单片机采用测量脉冲周期和测量脉冲信号个数相结合的方法计算转子转速,既能保证检测的实时性,测量精度也高。转速测量范围可从10r/min到100000r/min。[关键词]红外光电传感器;转速测量;单片机[中图分类号]TH82411[文献标识
2、码]B[文章编号]1002-1183(2003)06-0033-03Infraredphotoelectricmeasuringinstrumentforrotativespeed12QIANJian2qiang,XUEMin(11DepartmentofPrecisionInstrumentsandMechanology,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China;21AutomationResearchandDesignInstitueofMetallurgicalIndustry,Beijing10071,China)Abstract:
3、Thepaperintroducesainfraredphotoelectricmeasuringinstrumentforrotativespeed,whichusesopticalself-collimationstructure.Afteramplify,dynamicpeakvaluecheck,floatingbinarization,andlockingphasemultiplefrequency,thesignalispro2cessedinasinglechipmicrocomputer.Thesinglechipmicrocomputercalculates
4、therotativespeedthroughmeasuringthepulsesintervaltimeandpulsesnumbers.Itcanmeasuretherotativespeedwithhighaccuracyquickly.Themeasuringrotativespeedrangeis10～100000r/min.Keywords:infraredphotoelectricsensor;rotativespeedmeasurement;singlechipmicrocomputer在工业生产和科学实验中,转速的测量是一个很重转轴上,粘贴一高反射率的矩形铝
5、箔,当转轴旋转要的问题。有关测量转子速度的方法也比较多,可大多时,每转一圈,光电探测器将会输出一脉冲信号。该比较复杂。本文介绍一种非接触式的红外光电转速测量脉冲信号在光电传感器内经过前置放大后送入二次仪仪,安装方便,对周围的环境要求也不高,可以很容易表进行信号处理。在二次仪表内,脉冲信号经过整形的完成转速的测量。测试范围从10r/min到100000r/处理后,形成规则的矩形脉冲,该脉冲信号再经过min,具有较宽的动态测量范围,测量精度也比较高。60倍频后,送入单片机进行处理计算。在单片机内,1测量原理利用两个定时/计数器T0和T1相结合的方法对脉冲信号进行定时计数,实现转子
6、转速的测量计算,计算出的转子转速信号可以直接进行数字显示,也可以通过串行口输出。2测试系统光电转速测量仪由一次仪表即红外光电传感器和二次仪表即信号处理计算系统组成。211红外光电传感器红外光电传感器采用传统的光电自准直式结图1为红外光电测速仪测量原理框图,测速仪由[1]构,利用高灵敏度的光电探测器作为检测元件,包光电传感器和方框图内的二次仪表组成。红外光电传括光学成像系统及前置放大电路两部分。感器发出的光,聚焦到被测的旋转轴上,光由转轴反(1)光学成像系统射后,再聚焦到传感器光电探测器的光敏面上。在旋图2为我们采用的光路结构图。高功率的单色发[收稿日期]2003-08-05[
7、作者简介]钱建强(1966-),男,山东郓城人,清华大学精密仪器与机械学系博士研究生,主要从事光电检测与自动化仪表的研究。工业计量2003年第6期·33·计量测试光二极管发出的波长为0194μm的红外光经过孔径光探测器就输出一脉冲信号。通过交流放大,将该脉冲栏入射到半透半反镜,然后由聚光镜将光点聚到转子信号放大到一定幅度。选用低噪声,高速运放LF357的表面上,根据光路可逆原理,聚光镜和半透半反镜作为前置放大器。由于测速仪经常工作于车间生产现又将转子表面上的光点成像到光电探测器光敏面上。场,空间电磁干扰
