工业系统测量---ch07.ppt

工业系统的测量
陈永森
工程训练中心
2004年12月
《工程训练》之一
讲义 V
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转速测量及频压转换
第七讲 转速测量及频压转换引言
现实生活中,我们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。
实际测量中线位移的测量比较麻烦(测量装置尺寸很大),一般转换为角位移的测量。同样,线速度的测量一般转换为角速度的测量。这种转换很容易,比如使用一个从动轮即可。
思考:如何获得机器人当前运行的速度?
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转速测量及频压转换工程训练》——*
第七讲 转速测量及频压转换引言——转速的测量方法
光电编码盘 nf
码盘+光电反射式
码盘+光电透射式
其他方法:GPS定位 v = dx/dt
直接通过 f 来测转速:
单位时间的脉冲数k
经历固定脉冲数所花的时间t
F-V转换
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转速测量及频压转换工程训练》——*
第七讲 转速测量及频压转换引言
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。本实验中我们使用带轮机构。
本讲我们使用“码盘+光电对管”作为速度传感器,实现转速n频率f。码盘一般于被测轮同轴安装。
为了把频率f电压uo,还需要一个频压转换(F-V)器件。此处,我们使用2907实现频压转换。
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转速测量及频压转换工程训练》——*
第七讲 转速测量及频压转换本讲内容(4课时)
带传动机构
光电信号转换
码盘式转速测量原理
转速测量中的信号调理
训练内容1:光电对管输出电平观察
训练内容2:整形电路测试
训练内容3:光电码盘与整形电路测试
训练内容4: F/V 转换特性测试
训练内容5: F/V 转换纹波与响应速度
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转速测量及频压转换工程训练》——*
§ 带传动机构
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。
带传动的主要优点: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。
变速比:
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§ 光电信号转换 光电传感器
光电器件的工作原理:
电流的作用能使硅材料发出可见光或红外线
反之,光的照射能改变硅材料的导电性能。
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
三极管:开关特性。可以看作可控开关
控制
开关
基极b
集电极c
发射极e
等效于可控开关
c
b
e
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§ 光电信号转换 光电对管
uo/V
t
E

导通
截止
思考:如何把输出逻辑变反?透光1;遮光0
限流
电阻
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§ 码盘式转速测量原理 光电编码盘
uo/V
t
E

脉冲信号
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
波形不适当
整形
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§ 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,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-ui uo=AVi
ui>Vr Vi<0 0
ui<Vr Vi>0 E
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