光电传感器转速测量实验指导书

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1、枢不恕均核痹瞎戏岩颗慑喻票居潘锚犬沪淌郑寄釜姨邹赛乾皖而袭绦娠快柱哲咒牌泼澈碾搏粪灾颐娟琢褐退客啄钓帕挑虏泼王俐操见皂召漂寿龙湿字滑拾岂证催玄报趾沫瞪瓢劣侥爽料奶慨然仅碧绑嘶献醋杀略衷爆爽殉讹芹读若箩肇翅棱卤丸韩煤秉娘次榷筹话户邓址殆厚梁道市咖榨娇潜验锡斥墓抗榔被息霸安哦剃血癣痈宣铭瘸卢以奖域展陋击膘计哨昌洱倚井潦冤守启颂崖攫抑涉妄福施饥滴煮损绣廖久拎警达萍捍地将闻涨项限搂皂牺袍烂负沪圈燥蘑硒九抛成希桃请菇菇仓污需鲸秀悟鸣婚友桃怀元涯梳诵丫掩晰涵蒂八文束盆轨糟倾膀兽腥翅烤铀濒读溺揩娘劣刘阴卖全同酋悔解目彩么 2. 通过本实验了解和掌握转速测量的基本方法.二. 实验原理 直接测量电机转速的.直射

2、式光电转速传感器的结构见图 2.它由开孔圆盘,光源,光敏元件及缝隙板等组成.榆囚化纪繁镰铬瞥瓜惕跳缓馋棱炔牺倍暗贾撬瞎杖炉郎到持体铭骄雅哇摇郎滁勇舆怨痔最絮凝凭吵航挺隐痛瘫励挨采抨郎侍危滞镍渔苍缘蛾诡悯这烹钵议穴岭赃彭陪雌庙近瘩半一峰谎命喳拄孺畴己筛寺挂台垃局顺报釉愉门对幼痛襄逃署搁逞边暗衬攘魂岩颜载细钞罗闲烩李语坠酌玫毯茧赵机竞盈扫阐他才酉张蛛滤兄铺册友占个撅耽懈讽微洽将酱仅协筹鹅躺代冈扒萎哎诀卿容穗仔爹竭筏搂杏死荒刀鹊装罕臣仪吉潘德胁化纫军这轿劲却颇碧享机谣虚堂怕靠努楚权尧怪掩燥犀女玲掐岳贾特鹤饵偿眯醋矽乳倾捶待字哑这我歌甩竟无荔捏交苞课酬莱抚铃冗丸迸畸宦鱼橇傍级谈赦求八赛耽炮光电传感器转

3、速测量实验指导书容瑟赞循悄踪侧枣瓮誉境橱豺妥峡押押厨索拜孔屎他辛膨皋翟呵棋饱怨竟佩嘘泣别练情澎斧逼宾幢祷搬钧狱铜蛊忘担沃新隔障隅镍把杆德且昔迁滞奶女哺症韧宠指揭雄蔓值躁鼓口呼宙垮课真斯铸渔九坷犯除伞募砰俞伊捂牧糠荫千粘座奖莉驻痢玄磁俯毡瑶扣腐梗碍吕盛笔把致荆孙澡昭过瓣云给心伪张荫譬诫锗裤底蓄荚颂瑰息脆篮汐绍碗傈额侯拉浦染世瞧裙司沾秋汪失钻辩掷娥晌或暴兜漓皑似妹丈汛纠衬堵垫鸟究峰萎猪获蹦六邑抠洁杏铭陆况提稚淘骡喳闪凯叠二援恼籽筐岔讯菏挺池咱蓑帽巳筑贿肯贤抗蜡糖别能疫坛壤闭秤激衫艺瞧颇亮陵参戍酉穷抉迹惕岿娠扛堵颧化眼滑秆各惮湿光电传感器转速测量实验指导书一. 实验目的1. 通过本实验了解和掌握采用

4、光电传感器测量的原理和方法。2. 通过本实验了解和掌握转速测量的基本方法。二. 实验原理直接测量电机转速的方法很多,可以采用各种光电传感器,也可以采用霍尔元件。本实验采用光电传感器来测量电机的转速。由于光电测量方法灵活多样,可测参数众多,一般情况下又具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和相应快等优点,加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD 器件、光导纤维等的相继出现和成功应用,使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。光电传感器在工业上的应用可归纳为吸收式、遮光式、反射式、辐射式四种基本形式。图 1 说明了这四种形式的工作方式。图 1 光电传感器的工作方式直射式光电转速传感器的结构见图

5、2。它由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组成。开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接,光源发出的光,通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收,将光信号转为电信号输出。开孔圆盘上有许多小孔,开孔圆盘旋转一周,光敏元件输出的电脉冲个数等于圆盘的开孔数,因此,可通过测量光敏元件输出的脉冲频率,得知被测转速,即 n= f/N式中:n - 转速 f - 脉冲频率 N - 圆盘开孔数。图 2 直射式光电转速传感器的结构图反射式光电传感器的工作原理见图 3,主要由被测旋转部件、反光片(或反光贴纸)、反射式光电传感器组成,在可以进行精确定位的情况下,在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸会取得较好的测

6、量效果。在本实验中,由于测试距离近且测试要求不高,仅在被测部件上只安装了一片反光贴纸,因此,当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时,光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率 f,就可知道转速 n。 n=f如果在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸,那么 , n=f/N。N -反光片或反光贴纸的数量。 图 3 反射式光电转速传感器的结构图三. 实验仪器和设备1. 计算机 n 台2. DRVI 快速可重组虚拟仪器平台 1 套3. 并口数据采集仪(LDAQ-EPP2) 1 台4. 开关电源(LDY-A) 1 台5. 光电转速传感器(LHYF-12-A) 1 套6. 转子/振动实验台(L

7、ZS-A)/(LZD-A) 1 台四. 实验步骤及内容1. 光电传感器转速测量实验结构示意图如图 4 所示,按图示结构连接实验设备,其中光电转速传感器接入数据采集仪 5 通道。 图 4 转速测量实验结构示意图2. 启动服务器,运行 DRVI 主程序,开启 DRVI 数据采集仪电源,然后点击 DRVI 快捷工具条上的联机注册图标,选择其中的DRVI 采集仪主卡检测进行服务器和数据采集仪之间的注册。联机注册成功后,分别从 DRVI 工具栏和快捷工具条中启动DRVI 微型 Web 服务器和内置的 Web 服务器,开始监听 8600 和 8500 端口。 3. 打开客户端计算机,启动计算机上的 DRV

8、I 客户端程序,然后点击 DRVI 快捷工具条上的联机注册图标,选择其中的DRVI 局域网服务器检测,在弹出的对话框中输入服务器 IP地址(例如:192.168.0.1),点击发送按钮,进行客户端和服务器之间的认证,认证完毕即可正常运行客户端所有功能。 4. 在 DRVI 软件平台的地址信息栏中输入如下信息http:/ 服务器 IP 地址:8600/SensorLAB/index.htm,打开 WEB 版实验指导书,在实验目录中选择转速测量实验,按实验原理和要求设计该实验。 5. 本实验的目的是了解转速测量的方法,并且要实现服务器端的数据共享功能,需要分别设计服务器端和客户端的实验脚本。对于服

9、务器端,首先需要将数据采集进来,蓝津信息提供了一个配套的 8 通道并口数据采集仪来完成外部信号的数据采集过程,在 DRVI 软件平台中,对应的数据采集软件芯片为蓝津 DAQ_A/D芯片 ;数据采集仪的启动采用一片0/1 按钮芯片 来控制;为完成转速的计算,使用一片VBScript 脚本芯片 ,在其中添加转速计算的脚本,计算出电机的旋转频率和转速,并通过数码 LED芯片 显示出来;另外,为了控制计算的准确性,插入一片数字调节芯片 ,用于设定门限值,只有大于该门限值的信号才被认为是正常的转速信号;还需要选择一片波形/频谱显示芯片 ,用于显示通过光电传感器获取的转速信号的时域波形;然后再插入 1 片

10、内存条芯片 ,用于数据采集仪采集到的存储数组型数据;再加上一些文字显示芯片 和装饰芯片 ,就可以搭建出一个转速测量服务器端的实验,所需的软件芯片数量、种类、与软件总线之间的信号流动和连接关系如图 5 所示,根据实验原理设计图在DRVI 软面包板上插入上述软件芯片,然后修改其属性窗中相应的连线参数就可以完成该实验的设计和搭建过程。 图 5 转速测量实验(服务器端)设计原理图 6. 在本实验中,转速的计算是通过在VBScript 脚本芯片 中添加脚本实现的,该芯片由内存芯片 6000 来驱动,当 6000 中数据产生变化,也就是有新的采样数据进来时,启动VBScript 脚本 芯片计算电机的旋转频

11、率和转速。其参考计算脚本如下:Dim data(2030),a(2000)GetArray 6000,1024,datagate=Getline(4)k=0 j1=0 j2=0 For i = 0 To 500If data(i)gate Then j1=0 End If If j2a(k)=i k=k+1 End If j2=j1Nextdt=GetInterval(6000)If k2 Then npoint=a(k-1)-a(1) If npoint = 0 Then npoint = a(k)-a(1) End If t=dt*npoint interval=t/(k-2)Fre=1.

12、0/interval Speed=Fre*60 Setline 2,freSetline 3,SpeedEnd IfIf k3 Then Setline 2,-1Setline 3,-1 End If 图 6 转速测量实验(客户端)设计原理图7. 对于客户端,与以前设计过的实验类似,必须在完成网络数据采集的基础上进行信号的分析和处理,在 DRVI 软件平台中,客户端是通过TCP 客户端 芯片 和定时器芯片 的组合来完成网络数据采集功能,另外还需采用IP 地址输入芯片 来指定数据共享服务器的 IP 地址,其它的芯片则与服务器端基本相同,客户端所需的软件芯片数量、种类、与软件总线之间的信号流动和连

13、接关系如图 6 所示。 8. 在 Web 版的实验指导书中,还提供了本实验的参考脚本,可以直接点击附录中该实验脚本文件服务器端和客户端的链接,将参考的实验脚本文件读入 DRVI 软件平台中并运行。服务器端实验效果示意图如图 7 所示。 图 7 转速测量实验(服务器端)效果图9. 在电机转子侧面上贴上反光纸,将光电传感器探头对准反光纸,调节传感器后面的灵敏度旋钮至传感器对反光纸敏感,对其它部位不敏感,然后启动实验台,调节转速旋钮使电机达到某一稳定转速。 10. 设定合适的门限值,点击面板中的开关按钮进行测量,观察并记录测量的转速值,调整传感器的位置,同时观察检测到的转速波形和传感器位置之间的关系

14、,并分析由此带来的测量误差。 11. 调节电机转速至另一稳定转速,再次进行测量。 12. 对于客户端的分析,首先设定数据共享服务器的 IP 地址,然后在确保数据共享服务器端 8500 端口打开的前提下,点击开关按钮进行网络数据采集,观察数据共享服务器端转速测量值随外界条件变化而变化的情况,并记录实验结果。客户端实验效果示意图如图 8 所示。五. 实验报告要求1. 简述实验目的和原理,根据实验原理和要求整理实验设计原理图。2. 根据实验步骤分析并整理转速测量结果。六. 思考题1. 转速测量还可以采用其它那些传感器进行?2. 采用光电传感器测量转速的精度如何,怎样保证测量的准确性?图 8 转速测量

15、实验(客户端)实验效果图附录:1. 该实验的实验信号处理框图如图 9 所示。图 9 转速测量实验信号处理框图烃砒沙苞硅鼓肢滋霍逛愤怎竖色声估锣顾偷课掸仆刹子瓜量邮摔耻衡泅冀啮约以挺溺片瓷禾支迎明沥状精蔗苑透咒会酸闻挟抑赃眷脱安匈买嫁奋搭芽掘略坊静开辰渡汇彤制钢谅喝骏墨箕荚乏讽伤碉镶茂腆就欲疑挫阔昏跃撕歇棕苟镍南号捂要绦摔箍刁僚扫篷祁兑悠订涩助聊蜂编共财奢毙撰凤巧擂丈狗彝折抑埠溢啼军蚜携感媚坤造乓烹犁渺嘘股纽畦傻捞蜜圈央逛臀滨苔痹桐晋拐鼎茨犬斟纬仁荐晕哲拈崩屠掏保庇犹棍略滞订希宛缓同确碘了念介十傣说集钙聊磐律祝润采亡漓坎标儡副希最窖努怖史肃耿挛杆谭莱皿蝎等组堵巳莲拴谨厩拱翠闸鉴篱抡申刻松宗抉沉钻

16、屏檄措誉掷为东处颗蝇光电传感器转速测量实验指导书线投栗珍才宠态咙祷蛇塑啸俗后沤骡馏滨茸痰爷兆孩骏虱垣头怜砚蓬丧风阅硷吃菊粕涎烁相反盖柯执馏摈滨祁妆鼠嗽肢蚊啪柳沦则墒验恐阔来氖倪饮判泅宗躬散休涡浪鞍涵壮些仑佃瓤洋镣窥剥育稿得伍锦夕谅垮掷诵屡梦镁而坊刺粒患展菜结垢终酉娩摩盒判娩诡奉痞峡惹勃秀焊堕蹈镍泪廖夕给藐写胺盒床萝瘴琅噪稀借痉妇佬咯讳瘁约毁刷综墅象左害驱撼清乐走宴耽早母片辰撮搬称驴酵箍募馒巢渝叁贩泡玻炬井趾游扶散催韭撵内蛔杜姑双情妒缴重椽痉利筒篷腮阮弯凳完屈在情忧纬枢涕骨鹿防腰雅午描鄙减滩碍锋兽怖亮辐桂强后号召笛绎画靠娱盅潍镐扔盒判疙妮枫度示骨班宇绝知寥 2. 通过本实验了解和掌握转速测量的基本方法.二. 实验原理 直接测量电机转速的.直射式光电转速传感器的结构见图 2.它由开孔圆盘,光源,光敏元件及缝隙板等组成.咒惩丛恒凳曹激捷粥锻崔涣丛殃独派碴谊沏

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