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1、带轮传输机构及转速测 量由于很多生产过程是一个连续的过程，因此要求在生产线上同步完成对于机械量的测量(on line)。通常以等速的物体作为测量对象，或者假定物体在短时间内作等速运动来测量其平均速度。解决问题的思路1. 如何将旋转机械的运动状态变成能够测量的电信号？（确定测量方案，选择传感器）2. 如何对传感器得到电信号进行预处理？（思路：转速n被测量uo）旋转机械的应用雨刮器：电机伺服机构就是采用蜗轮蜗杆传动形式，将电轴转动减速和变向；蜗轮、蜗杆旋转机械的应用中控门锁：电动机采用齿轮齿条传动形式，起到减速并将旋转改变为直线移动。 齿轮齿条温室通风窗结构涡轮蜗杆转速的测量方法1. 电脉冲式转速
2、传感器（ nf ）q光电式转速传感器（绕轴旋转的光栅光电对管）q磁电式转速传感器（转子和定子之间气隙构成的磁路周期性 变化，引起工作磁通周期性的变化）q单位时间的脉冲数kq经历固定脉冲数所花的时间t光电信号转换光电传感器n光电器件的工作原理：q电流的作用能使硅材料发出可见光或红外线q反之，光的照射能改变硅材料的导电性能。n光电传感器：(把光信号转换为电信号的器件)q作用：检测可见光和不可见光。q种类：光电二极管、光电三极管、集成光电传感器 等半导体器件三极管发射结集电结PPNPNN三极管的作用及其特性电流放大可控开关基极b集电极c发射极ecbe控制开关PPNPNN 发射结正偏，集电结反偏； i
3、C随iB正比地变化，几乎不受VCE变化的影响，bbeecc开关特性饱和：发射结和集电结均正偏， iCiB，VCE0 饱和 uo=A(u+-u-) E uiuo截止VrVrUo饱和uiuo作用： 1. 信号整形(工作在饱和区及截止区) 2. 矩形波或方波发生器+10Vuoui0-10VVr比较器电路的理想传输（ui/uo）特性曲线同相比较器电路uoui0+10V-10VVr反相比较器电路+10Vuoui0-10V过零比较器的(ui/uo)特性曲线tuiuot+Vcc-Vcc超量程报警电路比较器电路的应用实例超量程报警电路3.9 3.8 3.7 3.5 3.0 0.5 0 0.2 0.4 0.6
4、0.7I/mAU/v信号整形训练内容1-信号整形(P160 )：按图13-5连接电路(电源)n正弦/三角波信号, f = 1KHz 、 uip-p = 2.4V；1、用数字万用表测量基准电压Vr的值；2、调节函数发生器OFFSET旋钮，观察并记录ui / uo波形 (方波/临界饱和截至)n说明：在测试过程中遇到甚么问题，你们是如何解决的？INOUTGND转速测量中的信号调 理1. 脉冲信号频率f Kn m/60 n2. 当码盘的m=60时， f=nT脉冲个数t问题的提出：1.用示波器或计数器，得到的结 果为平均速度;2.想要得到瞬时速度，怎么办怎么办 ？F-V转换或测速发电机温室暖气阀门的控制
5、电机F-V转换的思路RC电路取平均值 (滤波)转速测量中的信号调理-F/V 转换C2uot 0uoLM2907特点1. 输入信号脉冲宽度W随f而变 2. 输出信号脉冲宽度 W1不随f变化uo转速测量及信号调理转速测量中的信号调理-2907 F/V 转换电 路取均值比较器功率放大14+10V电荷泵1312111098NCNC134567 NCNC+10V2200pFuoVrRC2-+fin-+C1W51kW20kW50kW10kNC 表示无连接W10kW51k21F限幅电路 -0.7V, 12V函数发 生器实验电路板简介F/V转换C2R测量电路校准：方波信号 频率 fin： 02kHz uo =
6、 02V 调试过程：fin = 2 kHz、uip-p =5V， C2=1F（加适当直流电平）调节电位器R uo (CV)=2V；fin 函数发生器uo2V数字电压表训练内容2-F/V 转换特性的测试(P161，图13- 10)1. 电荷泵输出信号观察(输入信号ui为方波)n断开电容C2；信号频率1002000Hz之间；观察uo波形，观察脉冲 宽度/幅度与输入信号频率的关系。2. F/V 转换关系测试(C2 =1F )q信号频率 04kHz，采样频率间隔300Hz，记录uo 值，画出 fin-uo 关系曲线。3. F/V 转换纹波及响应速度的观察(C C2 2=0.01/ 1/ 20F)：q记
7、录不同电容时，输出电压纹波的峰-峰值(结论：选取最佳参数）q用示波器观察不同电容情况下输出电压uo的动态响应速度（比较差 异，选取最佳参数）n实验报告要求：n要有相关数据、波形、曲线和分析；n你在实验中遇到甚么问题，怎么解决？n思考题：q随着滤波电容C2的增大，纹波 ，响应速度 。n选取F/V转换的滤波电容C2 有什么原则？转速测量及信号调理信号调理电路码盘光电 对管F/V 转换电路显示装置传感器转速 n整形 电路脉冲 信号电压 信号取平均值 （滤波）C2uotAR0uo思考：会根据信号的波形参数和整形要求 选择比较电平、计算分压电阻值。写出F/V输出电压uo与转速n的关系 。C2取值有什么原
8、则？有的工业系统中不允许传动机 构发生相对滑动，应采取什么 传动机构？列举转速测量在工业中的应用齿轮传动； 齿轮齿条；应适中，过小纹波太大 ，过大响应太慢。思考：找出与F/V转换装置的对应物本讲小结信号调理电路码盘光电 对管F/V 转换电路显示装置传感器转速 n整形 电路脉冲 信号电压 信号取平均值 （滤波）C2uotAR0uo比较器电路的作用1. 信号整形(工作在饱和区 及截止区)2. 矩形波或方波发生器 (但输出信号的脉宽受ui、Vr幅值的 影响)。3. 报警电路(设置预警点： 量程的上限)光电开关的应用信号调理电路的设计差动放大调满度1. 传感器工作电 压的稳定及电流/ 电压转换； 2.测量系统调零； 3. 测量系统调满 度；
