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1、综合设计作业： 转速报警器一、设计题目一个工业系统中，电动机的转速不允许超过2000r/min，如果超过转速就会报警。请为该系统设计测速电路以及报警电路，实现对系统转速的实时监控。（点亮发光二极管以示报警 ）二、系统框图注：本设计创意源于对第10章传感器与信号调理电路概述及第13章带轮传动机构及转速测量的学习。三、工作过程及工作原理简述 1、将刻有条纹的码盘与电动机同轴连接，使转盘与电动机转速同步。那么，要测出电动机的转速，测出码盘的转速即可。 2、用光电码盘式转速传感器将转速转换成脉冲信号。 3、通过电路整型、放大，将脉冲信号转换为电压信号。4、光电对管的相关参数不变，送人F/V转换器电压为
2、占空比一定的电压，送出F/V的电压由u=V决定，第二个运放V=3.38V，故当转速为2000r/min时应有 u ，=10V，只需=0.01014即可，取为1uF,则R=10.14K。用示波器显示转速，n=f=(),标注时每伏电压对应9.862 r/s 的转速。五、工作原理：光电信号转换：光的照射能影响二极管和晶体管的导通和截止。这一类现象统称为光电现象。红外光电对管是将红外发光二极管和红外光敏晶体管成对使用，用作光电开关。工作时，红外发射二极管始终导通，未遮挡时，光电三极管的c极和e极在光照作用下导通，输出约为0.3V的低电平；遮挡时，光电三极管由于没有光照作用，c极和e极不导通，输出为10
3、V高电平。2光电码盘式转速传感器：“码盘红外光电对管”构成了码盘式转速测量传感器，将码盘的转速n转换为光电对管的脉冲输出，频率为f。将码盘与电动机轴（被测轴）同轴安装，条码置于光电对管的两个窗口中间。当被测轴转动时，码盘的条码交替透光和遮光，光路交替地畅通和遮断，光敏晶体管就回输出一连串的电压信号。若码盘上有2m条黑白相间条纹，则一转输出m个脉冲信号，周期为T(单位为s)，即频率为f，则转速n为60f/m转每分。当m=60时，n和f 在数值上相等。3转速测量中的信号调理：信号在送往显示装置之前，需要进行信号调理。整形是第一道信号调理措施，可以使信号成为较理想的矩形波。第二道措施是通过F/V（频率/电压）转换电路将脉冲信号转换成电信号。输出电压的信号U0 的直流分量Uodc由下式确定：Uodc=Vcc R C1 fin其中，Vcc为芯片电压，这里为+10V。R为3号脚接的电阻值，本实验中由20 k电阻、50k的滑线变阻器构成（测量之前需校准信号，使R为45.45 k）。C1为定时电容值，为2200pF。fin为被测信号的频率，又本实验所使用的码盘上有120（2m）条黑白相间条纹，m=60时，n和f 在数值上相等，故fin为电动机转速。4比较器实现报警电路：当输入电压大于比较电压（本作业中为2V）时，输出突跳到10V输出，发光二极管发光报警
