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(lái)指示轉(zhuǎn)速。離心式轉(zhuǎn)速儀是最傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)速測(cè)量工具，是利用離心力原理的機(jī)械式轉(zhuǎn)速儀，測(cè)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(chǎng)，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(lái)指示轉(zhuǎn)速。磁性轉(zhuǎn)速是成功利用磁力的一個(gè)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(jiǎn)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(dòng)式轉(zhuǎn)速儀電動(dòng)式轉(zhuǎn)速儀由小型交流電動(dòng)機(jī)、電纜、電動(dòng)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(dòng)小型交流電動(dòng)機(jī)，小型交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速一致。磁性轉(zhuǎn)速頭與小型交流電動(dòng)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(cè)軸的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)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(cè)試。閃光式轉(zhuǎn)速儀處理檢測(cè)轉(zhuǎn)速（往復(fù)速度）外，還可以觀測(cè)循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)物體的靜像，對(duì)了解機(jī)械設(shè)備的工作狀態(tài)，是一必不可少的觀測(cè)工具。電子式轉(zhuǎn)速儀電子式轉(zhuǎn)速儀是一個(gè)比較籠統(tǒng)的概念，以現(xiàn)代電子技術(shù)及其計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，是設(shè)計(jì)制造的轉(zhuǎn)速測(cè)量工具。它一般有傳感器和顯示器，有的還有信號(hào)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(cè)量方法的多樣性，很難像前面幾種一樣來(lái)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(jiǎn)介測(cè)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(cè)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(hào)，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(shí)，這種轉(zhuǎn)換就無(wú)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(shí)反應(yīng)時(shí)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(shí)，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(shí)計(jì)數(shù)法（測(cè)頻法）、定數(shù)計(jì)時(shí)法（測(cè)周法）和同步計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)法。（1） 定時(shí)計(jì)數(shù)法（測(cè)頻法）在測(cè)量上有±1的誤差，低速時(shí)誤差較大。（2） 計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)法（測(cè)周法）也有±1個(gè)時(shí)間單位的誤差，在高速時(shí)，誤差也很大。同步計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)法綜合了以上兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，在整個(gè)測(cè)量范圍都達(dá)到了很高的精度，萬(wàn)分之五以上的精度的測(cè)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(cè)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(jì)算能力來(lái)實(shí)現(xiàn)。紅外探頭的測(cè)量距離根據(jù)實(shí)際的需要，可設(shè)計(jì)成近距離和遠(yuǎn)距離兩類。近距離的探頭設(shè)計(jì)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(cè)量，探頭的審計(jì)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(cè)試儀在測(cè)量物體運(yùn)轉(zhuǎn)速度時(shí)，首先向被測(cè)物體發(fā)射出紅外線，利用被測(cè)物體表面的放射能力（例如在被測(cè)物體表面粘貼白色的放射紙等）是傳感器收到光脈沖信號(hào)，當(dāng)傳感器收到光信號(hào)后通過光電轉(zhuǎn)換電路可將脈沖信號(hào)變?yōu)殡娒}沖信號(hào)，點(diǎn)脈沖信號(hào)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(hào)相比較，經(jīng)運(yùn)算后通過顯示電路將物體運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)速度顯示出來(lái)。系統(tǒng)方案及電路設(shè)計(jì)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(cè)試原理紅外線轉(zhuǎn)速的測(cè)試原理參見圖2。當(dāng)按下電源開關(guān)時(shí)，進(jìn)入測(cè)試狀態(tài)。這時(shí)38kHz的載頻振蕩器起振工作，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)管向外發(fā)射紅外載頻信號(hào)。單片機(jī)首先檢測(cè)信號(hào)的邊沿，單一個(gè)脈沖的下降沿到來(lái)時(shí)（圖中A點(diǎn)），計(jì)數(shù)器開始堆脈沖計(jì)數(shù)，同時(shí)，單片機(jī)還啟動(dòng)第十七進(jìn)行測(cè)試計(jì)時(shí)。單定時(shí)器計(jì)時(shí)到1000ms時(shí)（圖中B點(diǎn)），單片機(jī)發(fā)出一個(gè)準(zhǔn)備結(jié)束本次測(cè)試信號(hào)，這時(shí)程序又開始檢測(cè)信號(hào)的下降沿，單下降沿到來(lái)時(shí)（圖中c點(diǎn)），單片機(jī)對(duì)脈沖的計(jì)數(shù)cnt及對(duì)測(cè)試時(shí)間的計(jì)時(shí)time完成。此時(shí)根據(jù)公式轉(zhuǎn)速=（cnt/time）X6000