根据光电传感器的转速测量系统设计

传感器测转速课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解传感器的基本原理，掌握测速传感器的种类、工作原理及其在工程中的应用。

2. 学生能够解释转速的概念，掌握转速的测量方法和计算公式。

3. 学生能了解影响传感器测量精度的因素，并能分析在实际应用中如何优化传感器布局和使用条件。

技能目标：1. 学生能够正确操作传感器设备，进行简单的转速测量实验，并准确记录数据。

2. 学生通过实验和数据分析，能够解决实际转速测量中遇到的问题，提高问题解决能力。

3. 学生能够设计简单的转速测量电路，运用所学的知识对测量系统进行初步的设计和优化。

情感态度价值观目标：1. 学生通过实践操作，培养对物理现象的好奇心和探索精神，增强学习物理的兴趣。

2. 学生在学习过程中，形成合作意识，提高团队协作能力，尊重团队成员的不同意见。

3. 学生能够认识到科学技术在工业生产中的重要性，增强将科学技术应用于实际生活的责任感。

二、教学内容本课程以《物理》教材中关于传感器及其应用的相关章节为基础，结合以下内容进行教学：1. 传感器原理：介绍传感器的基本概念、工作原理及分类，重点讲解测速传感器（如霍尔传感器、光电传感器）的原理和特点。

2. 转速测量：讲解转速的定义、测量方法，包括直接测量法和间接测量法，以及相应的计算公式。

3. 实验操作：指导学生进行传感器测转速的实验操作，包括设备连接、参数设置、数据采集和处理。

4. 影响因素分析：讨论影响传感器测量精度的因素，如环境、传感器布局、电路设计等，并提出相应的优化措施。

5. 教学案例：引入实际工程案例，分析传感器在转速测量中的应用和优化方法。

教学内容安排如下：第1课时：传感器原理及分类介绍第2课时：转速测量方法及计算公式第3课时：实验操作指导与实践第4课时：影响传感器测量精度的因素分析第5课时：教学案例分析及讨论三、教学方法本课程采用以下多样化的教学方法，以充分激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：通过系统的讲解，使学生掌握传感器基本原理、转速测量方法及计算公式等理论知识。

传感器设计实验―光电测转速甄选光电测转速是一种常用的传感器，它可以通过感应旋转物体上的标记物来测量转速。

本实验旨在设计一种光电测转速传感器，以实现稳定准确的转速测量。

1.实验原理：光电测转速传感器的工作原理是利用旋转物体上的凹凸标记物经过传感器时产生光电信号，通过测量信号的频率来确定转速。

标记物可以是黑色和白色的交替环，当光电传感器检测到黑色时输出一个低电平信号，检测到白色时输出一个高电平信号。

通过计数器测量高低电平信号的频率，即可得到旋转物体的转速。

2.实验材料：-光电传感器模块-旋转物体（如风扇叶片）- Arduino开发板-连接线-电源供应器3.实验步骤：（1）搭建电路连接：将光电传感器模块的输出引脚连接到Arduino开发板的数字引脚上，光电传感器模块的供电引脚连接到电源供应器的正极，接地引脚连接到电源供应器的负极。

（2）编写Arduino代码：使用Arduino开发环境编写程序。

程序需要包括以下几个部分：-初始化：定义输入输出引脚，设定计数器初值；-中断函数：当光电传感器模块输出引脚发生电平变化时，中断函数将触发，并在函数中进行计数器增加或减少的操作；-主循环：显示计数器数值，以转速的形式输出。

（3）上传代码并测试：将编写好的代码上传到Arduino开发板上，然后将光电传感器模块与旋转物体相对应。

启动电源供应器后，通过监视器观察计数器数值的变化，并实时显示转速。

4.实验注意事项：-在选择旋转物体时，要确保标记物的凹凸度适中，以确保光电传感器的稳定输出；- 在选择光电传感器模块时，注意其输出引脚的电压和电平状态，以确保和Arduino开发板的兼容性；-在编写程序时，要特别注意中断函数的编写，确保计数器能够正常累加或减少。

通过上述实验步骤，设计并调试光电测转速传感器，可以实现稳定准确的转速测量。

这种传感器在许多领域都有广泛的应用，如工业自动化生产线、电机控制、车辆控制等，对于实现精确的转速控制和监测具有重要作用。

实验四、光电传感器转速测量实验一、实验目的1.通过本实验了解和掌握采用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。

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4.1 光电传感器的工作方式反射式光电传感器的工作原理见图4.2，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4.2 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（LZS-A）/(LZD-A) 1 台四、实验步骤1、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。

2、点击实验脚本文件“服务器端”的链接，运行该实验。

如图4.3所示。

图4.3 转速测量实验（服务器端）效果图3、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。

4、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，并分析由此带来的测量误差。

光电转速传感器的转速测量实验一、实验原理光电转速传感器是一种基于光电效应的传感器，它通过检测旋转物体上的标记或孔洞来测量转速。

当旋转物体上的标记经过传感器的光路时，会遮挡或透过光线，从而使传感器输出的电信号发生变化。

通过对这些电信号的处理和分析，可以计算出旋转物体的转速。

光电转速传感器通常由光源、光学透镜、光电探测器和信号处理电路等部分组成。

光源发出的光线经过光学透镜聚焦后照射到旋转物体上，当旋转物体上的标记经过光路时，光电探测器接收到的光强会发生变化，产生相应的电信号。

信号处理电路对这些电信号进行放大、滤波和整形等处理，最终输出与转速成正比的脉冲信号。

二、实验设备1、光电转速传感器：选择合适的光电转速传感器，其性能参数如测量范围、精度、响应时间等应满足实验要求。

2、旋转平台：用于安装被测旋转物体，并提供稳定的旋转运动。

3、信号调理器：用于对传感器输出的电信号进行调理和放大，以便后续的数据采集和处理。

4、数据采集卡：将调理后的电信号转换为数字信号，并传输到计算机进行处理和分析。

5、计算机：安装有相关的数据采集和分析软件，用于控制实验过程、采集数据以及进行数据处理和分析。

三、实验步骤1、安装和连接设备将光电转速传感器安装在合适的位置，使其光路能够对准旋转物体上的标记。

将传感器的输出端连接到信号调理器的输入端，将信号调理器的输出端连接到数据采集卡的输入端。

将数据采集卡插入计算机的 PCI 插槽，并安装相应的驱动程序和软件。

2、调整传感器位置和光路调整传感器的位置和角度，使光路能够准确地照射到旋转物体上的标记，并确保光电探测器能够接收到足够强度的光信号。

使用遮光板或其他工具，检查光路的遮挡情况，确保光路畅通无阻。

3、设置实验参数在计算机上打开数据采集软件，设置采样频率、通道选择、触发方式等参数。

根据旋转物体的转速范围和测量精度要求，合理设置采样频率，以保证能够采集到足够数量的有效数据。

4、启动旋转平台打开旋转平台的电源，调整转速到预定值。

毕业设计学生姓名Xxx学号170302041 院(系) 电子与电气工程专业Xxx题目基于光电传感器的转速测量系统设计指导教师年月摘要：转速是发动机重要的工作参数之一,也是其它参数计算的重要依据。

目前常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、测速发电机测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法等。

在对各种测速方法进行分析后提出了基于光电传感器的转速测量系统。

详细分析了系统的组成及工作原理，给出了系统中各硬件模块设计方法及系统软件设计方法，给出了部分程序流程图和程序清单。

该测速系统安装维护方便，工作稳定，运行可靠，具有较大的推广应用价值。

关键词：单片机，光电转速传感器，转速测量，数据处理Abstract：The rotate speed is one of the important parameters for the engine, and it is also the important factor that calculates other parameters. At present there are many methods for the tachometric survey measurement. After analyze various rotate speed measurement methods, the photoelectric sensor tachometric survey system is presented. The composition and the principle of the system are presented, and the design method of hardware and the software are also presented. The whole system has the bigger promotion application value.Key words：single-chip computer，photoelectric sensor，rotate speed measurement，data processing目录1 引言 (4)2 系统组成及工作原理 (4)2.1转速测量原理 (4)2.2转速测量系统组成框图 (4)3 系统硬件电路的设计 (5)3.1 脉冲产生电路设计 (5)3.2 光电转换及信号调理电路设计 (6)3.2.1 光电传感器简介 (6)3.2.2 光电转换及信号调理电路设计 (7)3.3 测量系统主机部分设计 (8)3.3.1 单片机 (8)3.3.2 键盘显示模块设计 (10)3.3.3 串行通信模块设计 (12)3.3.4 电源模块设计 (13)4 系统软件设计 (14)4.1 主程序设计 (14)4.2 数据处理过程 (16)4.3 浮点数学运算程序 (17)5 制作调试 (17)6 结果分析 (19)结论 (20)参考文献 (21)致谢 (22)1引言转速测量是社会生产和日常生活中重要的测量和控制对象。

基于光电传感器的转速测量系统设计光电传感器是一种常用于转速测量的传感器，它能够通过感知物体的运动而产生电信号。

基于光电传感器的转速测量系统设计主要包括传感器的选择和安装、信号处理电路的设计以及数据显示和记录等方面。

首先，传感器的选择和安装非常关键。

根据测量需求和环境条件，选择适合的光电传感器。

一般来说，旋转物体上安装一对光电传感器，通过测量旋转物体上反射的光电信号的变化来计算转速。

传感器的安装位置应该使得光线能够正常照射到旋转物体上，并且避免其他干扰光线的干扰。

其次，信号处理电路的设计是转速测量系统设计的核心。

传感器输出的光电信号通常是脉冲信号，需要通过信号处理电路转换为方便处理的电压或电流信号。

常用的信号处理电路包括信号放大电路、滤波电路和计数电路。

信号放大电路将传感器输出的脉冲信号放大到适合测量范围的电压或电流范围；滤波电路去除噪声干扰，使得测量信号更加稳定和准确；计数电路计算单位时间内脉冲信号的数量，从而计算出转速。

最后，数据显示和记录是转速测量系统设计的最后一步。

通过数字显示仪表或者计算机界面显示测量结果，并且可以进行数据记录和存储。

可以根据实际需求选择合适的数据显示和记录方式，比如使用串口通信将数据传输到计算机上进行处理和存储。

总体来说，基于光电传感器的转速测量系统设计需要考虑传感器的选择和安装、信号处理电路的设计以及数据显示和记录等方面。

在设计过程中，应根据实际需求合理选择传感器和设计适应的信号处理电路，以确保转速测量系统的准确性和稳定性。

北京信息科技大学测控综合实践课程设计报告题目：基于光电传感器的直流电机转速测量系统设计学院：仪器科学与光电工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：摘要摘要基于单片机的转速测量方法较多，本次设计主要针对于光电传感器测量直流电机转速的原理进行简单介绍，并说明它是如何对电机转速进行测量的。

通过实验得到结果并进行了数据分析。

本次设计应用了STC89C52RC单片机，采用光电传感器测量电机转速的方法，其中硬件系统包括脉冲信号的产生模块、脉冲信号的处理模块和转速的显示模块三个模块，采用C语言编程，结果表明该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。

关键词：直流电机；单片机；PWM调节；光电传感器Abstract目录摘要 (I)第一章概述 (1)1.1 课设目标 (1)1.2 内容 (1)第二章系统设计原理 (2)2.1 STC89C52单片机介绍 (2)2.2 STC89C52定时计数器 (4)2.3 STC89C52中断控制 (6)2.4 光电传感器 (6)2.5 数码管介绍 (7)第三章硬件系统设计 (10)3.1测速信号采集及其处理 (10)3.2 单片机处理电路设计 (11)3.3 显示电路 (12)3.4 PWM驱动电路 (13)第四章软件设计 (14)4.1语言选用 (14)4.2程序设计流程图 (14)4.3原程序代码 (15)第五章数据分析 (19)总结 (20)附件 (21)参考文献 (23)第一章概述在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发动机、电动机、卷扬机、机床主轴等旋转设备的试验、运转和控制中，常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速。

目前国内外测量电机转速的方法有很多，按照不同的理论方法，先后产生过模拟测速法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。

计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。

转速测量设计实验报告1. 实验目的本实验旨在设计并实现一种测量转速的方法，并验证其准确性和稳定性。

2. 实验原理2.1 传感器原理转速测量一般需要通过传感器来实现。

常见的转速传感器有光电传感器、霍尔传感器和接触式触发器等。

本实验采用光电传感器作为转速测量的感知器件。

光电传感器通过发射红外光束，并根据反射光的变化来测量目标物体的运动速度。

2.2 转速计算方法根据光电传感器感知到的目标物体的运动情况，我们可以计算出目标物体的转速。

转速的计算方法如下：速度= \frac {2\pi r}{T}其中，速度为目标物体的线速度，r为目标物体的半径，T为目标物体绕轴旋转一周所需的时间。

3. 实验设计本实验的设计思路是在目标物体上固定一块白色圆片，并将光电传感器放在圆片的旁边。

光电传感器产生的红外光束会照射到圆片上，并由圆片反射回光电传感器。

当目标物体旋转时，圆片运动会导致光电传感器感受到反射光的变化。

我们通过记录光电传感器输出的电信号的变化来计算目标物体的转速。

实验所需材料如下：- 光电传感器- 白色圆片- 电路连接线- 示波器（或数字多用表）实验步骤如下：1. 将光电传感器固定在实验平台上，使其能够与目标物体保持一定的距离。

2. 将白色圆片固定在目标物体上，并使其与光电传感器处于同一平面。

3. 连接光电传感器的输出端和示波器（或数字多用表）。

4. 打开示波器（或数字多用表）并设置合适的测量范围。

5. 启动目标物体的旋转，记录光电传感器输出的电信号的变化。

6. 根据记录到的数据，计算目标物体的转速。

4. 实验结果与分析在实验中，我们通过示波器记录了光电传感器输出的电信号的变化，并根据这些数据计算了目标物体的转速。

实验结果显示，我们所设计的转速测量方法具有较高的准确性和稳定性。

在实际使用中，我们可以根据实验结果进行进一步优化和改进。

例如，可以根据目标物体的特性选择合适的感知器件，调整光电传感器和目标物体之间的距离，以及对于输出信号的处理等等。

光电传感器测转速实验
光电传感器测转速实验是一项利用光电传感器测量物体的转速的实验，其主要目的是
确定物体的转速，了解物体的运动情况。

在实验中，光电传感器是一种传感器用来捕捉反
射光，检测物体移动情况，从而获取物体的速度信息。

光电传感器测转速实验的实施步骤主要包括：搭建实验测量系统、实施实验数据记录、测量数据的分析处理等步骤。

首先，准备光电传感器、DC电源、示波器设备，将光电传感器与物体表面距离一定；然后，将物体的实物模型连接上光电传感器的电源，开始实验测
量系统的搭建；之后，将物体投放准备实验，物体转动时，测量光电传感器接收到物体反
射光信号，由交流放大器进行信号放大；最后，将反射光信号输入至示波器，测量不同物
体转动时，光电传感器输出信号的波形变化情况，从中计算出物体转速数值。

实验完成后，需要仔细记录一些试验结果，比如物体转动的角度、不同物体的转速值以及物体的运
动方向等。

本次实验的主要难点在于如何精准测量出物体的转速，阐明光电传感器测量物体转速
的原理，以及分析实验数据，得出试验结论，从而获得物体的转速数值。

所以，本次实验
的成功与否就取决于对光电传感器测量物体转速的原理深入了解，做好实验准备工作。

据此，本次实验使用光电传感器来测量物体的转动速度，由交流放大器放大信号，将
信号输入至示波器，从而捕捉物体的转动情况；根据物体的转动情况，结合示波器的反射
光信号波形变化，推导出不同物体的转速情况，最终获得物体转速的实际值。

实验虽然较
为复杂，但经过实验人员的科学操作，可以获得精准的物体转速值，从而为后续的物理实
验以及其他研究提供有力的帮助。

光电式传感器的转速测量实验一、实验目的1.了解光电式传感器的基本结构。

2.掌握光电式传感器及其转换电路的工作原理。

3.掌握差动变压器的调试方法。

二、实验原理1.光断续器原理如图 15-1 所示，一个开口的光耦合器，当开口处被遮住时，光敏三极管接收不到发光二极管的光信号，输出电压为 0，否则有电压输出。

测速装置示意图1.1 光断续器示意图1.2如图测速装置示意图1.1，其中微型电动机带动转盘在两个成90度的光继续器的开口中转动，转盘上一半为黑色，另一半透明，转动时，两个光继续器将输出不同相位的方波信号，这两个方波信号经过转换电路中的四个运放器，可输出相位差分别为0°、90°、180°、270°的方波信号，它们的频率都是相同的，其中任意一个方波信号均可输出至频率表显示频率。

方波信号经整形电路后可转换为电压信号进行显示。

原理如图1.43.微型电动机的转速可调，电路图如图所示，调节电位器RP可输出 0～12V 的直流电压。

电机调速电路图1.3光电传感器实验原理图1.4三、实验过程与数据处理1.转换电路的输出UOUT接到数字电压表上；0°输出端接至频率表。

2.接通电源，调节电位器RP使输出电压从最小逐渐增加到最大，观察数字电压表上显示四、问题与讨论1.怎样根据显示的频率换算出电动机的转速？如果显示频率是电机转子电压频率的话，那么电动机的转速等于定子与转子的频率差，然后乘以60，再除以电机的极对数，就是电动机的异步转速。

如果是同步机的话，那就是显示频率*60/电机极对数就可以了。

即是，转速用n 表示，频率 f，电机极对数p. 那么转速的计算公式n=60*f/p，f的单位是Hz，的单位RPM.光电式传感器的旋转方向测量实验一、实验目的1.了解旋转方向的测量方法。

二、实验原理及电路光电式传感器经过转换电路后可输出相位差分别为0°、90°、180°、270°的方波信号，如果电动机的旋转方向改变，这四个方波信号之间的相位关系也随之改变，可以根据相位关系判断电动机的旋转方向。

光电转速传感器的转速测量实验报告
一、实验目的：
了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。

二、实验仪器：
转动源、光电传感器、直流稳压电源、频率/转速表、示波器
三、实验原理：
光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是透射型的，传感器端部有发光管和光电池，发光管发出的光源通过转盘上的孔透射到光电管上，并转换成电信号，由于转盘上有等间距的6个透射孔，转动时将获得与转速及透射孔数有关的脉冲，将电脉计数处理即可得到转速值。

四、实验内容与步骤
1．光电传感器已安装在转动源上，如下图所示。

+5V 电源接到三源板“光电”输出的电源端，光电输出接到频率/转速表的“f in ”。

2．打开实验台电源开关，用不同的电源驱动转动源转动，记录不同驱动电压对应的转速，填入下表，同时可通过示波器观察光电传感器的输出波形。

图39-1
五、数据记录与分析
1
2、用matlab 绘制V-n 曲线
电压（V ）/V 转速(n )/r p m 光电转速传感器V-n 曲线图。

第17章 转速测量系统的设计17.1 设计任务在生产中，物体转速的准确测定常关系到产品质量和工效。

例如，由织布机转盘的转速可以计算布匹的产量，水电发电机叶轮的转速是计算发电机电功率必不可少的数据等。

本章将利用光电传感器设计转速测量仪，关于电路的仿真是基于Multisim 和LabVIEW 这两种软件基础之上的联合仿真：①在Multisim 中的主要工作是模拟光电传感器的I/O 特性、对光电传感器的输出信号进行滤波及波形转换处理，使其最终的输出信号为方波；②在LabVIEW 中的重要工作是设计转速器，在这一设计上用了两种方案：一是基于功率谱分析的转速器，二是基于测量固定周期测时间的方法测量转速。

因为本文在Multisim 中所选用的电路输出信号的频率与转速的关系为1:1的关系，所以在本文中测量转速实际也就是测量频率。

最后在Multisim 原有的与LabVIEW 的接口模块中插入转速器，然后进行编译，使得在LabVIEW 中的虚拟仪器能被Multisim 调用。

通过本设计，需要掌握以下内容：➢ 能利用光电传感器测量转速的原理，在Multisim 中建立光电传感器的模型➢ 掌握在LabVIEW 中设计转速器的3种方法➢ 熟悉光电传感器转速测量的原理17.2 电路原理与设计1．光电测量原理光电测量结构原理图如图17-1所示。

图17-1 光电传感器工作模型在遮光盘的同心圆上均匀分布若干个通光孔，光电传感器固定在遮光盘工作的位置上，且工作时光线应该通过通光孔照在光电传感器上。

所以，遮光盘转动一周，光电传感器感光次数与盘的通光孔数目相等。

因此，产生相同数目的脉冲信号。

对脉冲信号进行滤波和整形后，通过在固定时间内测量相应的脉冲个数，就可以计算出转速。

直流电动机转速的计算公式为060/()n m T N =⨯⨯ （17-1）式中，n 为直流电动机转速；N 为遮光盘上的通光孔的个数；m 为固定时间内测得的脉冲数；T 0为固定的时间。

光电传感器测转速实验报告光电传感器测转速实验报告引言：光电传感器是一种常见的测量设备，其原理是利用光电效应将光信号转换为电信号，用于测量物体的转速。

本实验旨在通过光电传感器测量转速的实验，探究光电传感器的工作原理和应用。

一、实验设备和原理实验中使用的光电传感器是一种主动式传感器，它由光电二极管和发光二极管组成。

当物体经过光电传感器时，发光二极管会发出光束，光电二极管会接收到反射回来的光信号。

根据光电二极管接收到的光信号的强度变化，可以推算出物体的转速。

二、实验步骤和结果1. 实验准备：将光电传感器固定在转轴上，调整好与被测物体的距离。

2. 实验操作：启动转轴，使被测物体以一定的转速旋转。

通过光电传感器接收到的光信号的强度变化，记录下物体的转速。

3. 实验记录：将实验过程中的数据记录下来，并进行整理和分析。

三、实验结果分析通过实验记录的数据，我们可以得出一些结论。

首先，光电传感器对于转速的测量具有一定的精确性和稳定性。

其次，光电传感器对于不同转速的物体有不同的响应。

在低转速下，光信号的强度变化较小，而在高转速下，光信号的强度变化较大。

这是因为在高速旋转的物体上，光电传感器接收到的光信号的频率会增加，从而导致光信号的强度变化更加明显。

四、实验误差和改进在实验过程中，可能会存在一些误差。

首先，由于光电传感器的灵敏度限制，对于转速较高的物体，可能无法准确测量其转速。

其次，光电传感器与被测物体之间的距离也会对测量结果产生影响。

如果距离过远或过近，都会导致光信号的强度变化不明显，从而影响测量的准确性。

为了提高实验的准确性，可以采取以下改进措施。

首先，选择合适的光电传感器，根据被测物体的转速范围来选择合适的传感器灵敏度。

其次，调整光电传感器与被测物体的距离，确保光信号的强度变化明显。

最后，进行多次实验并取平均值，以减小实验误差。

结论：通过光电传感器测转速的实验，我们深入了解了光电传感器的工作原理和应用。

实验结果表明，光电传感器对于转速的测量具有一定的精确性和稳定性。

课程设计说明书题目基于光电传感器的转速测量系统设计课程名称电力电子技术课程设计院（系、部、中心）专业电气工程及其自动化班级学生姓名学号240102224设计时间2013. 6.3 ~ 6.14设计地点工程实践中心8—315指导教师课程设计任务书课程名称检测技术与系统课程设计院（系、部、中心）电力工程学院专业电气工程及其自动化班级电气101 起止日期13.6.3~6.14指导教师许大宇(1)给出设计说明书一份；(2)有条件的情况下尽量给出必要的实验数据；(3)在说明书中附上完整的系统电路原理图（手画或用PROTEL画）。

4．主要参考文献1、李现明，吴皓编著.自动检测技术.北京：机械工业出版社，20092、徐仁贵.单片微型计算机应用技术.北京：机械工业出版社.20013、陈爱弟.Protel99实用培训教程.北京：人民邮电出版社.2000 5．课程设计进度安排13年6月4日布置设计任务，熟悉课题，查找资料；13年6月5日结合测控对象，选择合适的传感器，理解传感器性能；13年6月6日设计传感器测量电路，选择合适的单片机，设计其外围电路；13年6月7日设计电路参数，有条件情况下，在实验室进行实验，进一步理解测量电路输入输出关系；13年6月8日继续设计论证电路参数，完善系统设计方案；13年6月9日查找资料，理解系统各部分工作原理；13年6月10日理清系统说明要点，着手设计说明书的书写；13年6月11日书写设计说明书，充分理解系统每一部分作用；13年6月12日完善设计说明书，准备设计答辩。

13年6月14日设计答辩。

6．成绩考核办法平时表现30%，设计成果40%，答辩表现30%.教研室审查意见：教研室主任签字：年月日院（系、部、中心）意见：主管领导签字：年月日目录二、课程设计正文1、光电传感器的应用概述2、系统工作原理及方案（1）系统框图（2）光电传感器原理(3)转速测量原理3、系统硬件电路设计（1）光电转换及信号调理电路（2）脉冲产生电路设计4、系统软件电路设计（1）AT89C52基本性能及最小系统（2）系统软件程序设计（3）系统仿真结果5、课程设计总结6、主要参考文献7、附录1.概述转速测量系统的发展背景随着超大规模集成电路技术提高，尤其是单片机应用技术以其功能强大，价格低廉的显著特点，使全数字化测量转速系统得以广泛应用。

光电信息技术研究性教学报告题目：汽车测速系统目录一、摘要 (2)二、系统整体方案设计 (2)1、系统框图 (2)2、光电传感器 .................................... 错误！未定义书签。

三、系统结构 (4)1、传感器 (4)2、调理电路设计 (5)3、单片机 (6)4、显示设备 (7)5|、软件设计 (8)四、体会心得 (11)五、参考文献 (11)一、摘要社会时代的快速发展，汽车在人们日常生活中越来越重要，随着汽车的日益普及，由于碰撞而引起的事故也越来越多，其中倒车碰撞、超速碰撞占碰撞事故的大部分。

为了尽量防止超速等问题、提高安全性。

本文设计了一种测速器系统，方便司机根据车速安全行车。

转速测量方法转速是指作圆周运动的物体在单位时间内所转过的圈数 ,其大小及变化往往意味着机器设备运转的正常与否 ,因此 ,转速测量一直是工业领域的一个重要问题。

按照不同的理论方法 ,先后产生过模拟测速法 (如离心式转速表 )、同步测速法 (如机械式或闪光式频闪测速仪 )以及计数测速法。

计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。

对转速的测量实际上是对转子旋转引起的周期脉冲信号的频率进行测量。

在频率的工程测量中 ,电子式定时计数测量频率的方法一般有三种 :①测频率法 :在一定时间间隔ｔ内 ,计数被测信号的重复变化次数Ｎ ,则被测信号的频率ｆｘ可表示为ｆｘ =Ｎｔ（1）；②测周期法 :在被测信号的一个周期内 ,计数时钟脉冲数ｍ0 ,则被测信号频率ｆｘ=ｆｃ/ｍ0 ,其中 ,ｆｃ为时钟脉冲信号频率；③多周期测频法 :在被测信号ｍ1个周期内 ,计数时钟脉冲数ｍ2 ,从而得到被测信号频率ｆｘ,则ｆｘ可以表示为ｆｘ=ｍ1ｆｃｍ2,ｍ1由测量准确度确定。

二、系统整体方案设计1、系统框图各部分模块的功能：①传感器：用来对信号的采样。

②放大、整形电路：对传感器送过来的信号进行放大和整形，在送入单片机进行数据的处理转换。

光电式传感器的转速测量实验报告一、实验目的本实验旨在通过使用光电式传感器来测量旋转物体的转速，掌握光电式传感器的工作原理和使用方法，并能够分析和解决在实验中遇到的问题。

二、实验原理1. 光电式传感器的工作原理光电式传感器是一种将光信号转换为电信号的装置。

它由发射装置和接收装置组成。

发射装置发出一束光线，当有物体经过时，会遮挡部分或全部的光线，使接收装置接收到不同强度的光信号，从而产生不同大小的电信号。

通过对这些电信号进行处理，就可以得到物体运动状态等相关信息。

2. 转速测量原理利用光电式传感器测量旋转物体的转速时，需要将传感器安装在旋转轴上，并将发射装置和接收装置分别安装在轴上相对位置固定的两个位置上。

当物体旋转时，每当有一个凸起部分经过传感器时，就会遮挡掉部分或全部的光线，从而产生一个脉冲信号。

通过计算单位时间内脉冲数量即可得到物体的转速。

三、实验步骤1. 准备工作：将光电式传感器安装在旋转轴上，并将发射装置和接收装置分别安装在轴上相对位置固定的两个位置上。

2. 调试传感器：将传感器接入示波器，观察输出信号是否正常。

如有异常，需要进行调整或更换。

3. 测量转速：启动旋转物体，记录单位时间内脉冲数量，并计算得到物体的转速。

4. 重复测量：多次进行测量，取平均值，并比较各次测量结果的差异。

四、实验注意事项1. 传感器的安装位置应固定，避免在运行过程中产生移动或晃动。

2. 传感器与示波器等设备的接线应正确连接，避免接触不良或短路等问题。

3. 实验中要注意安全，避免伤害自己或他人。

五、实验结果分析通过本次实验，我们成功地利用光电式传感器测量了旋转物体的转速，并得到了一组数据。

通过多次测量和比较数据，我们发现各次测量结果之间存在一定误差。

这可能是由于传感器位置不够精确、设备本身的误差等原因所致。

因此，在实际应用中需要根据具体情况进行精确测量和误差分析，以便得到更加准确的数据。

六、实验总结本次实验通过使用光电式传感器来测量旋转物体的转速，深入了解了光电式传感器的工作原理和使用方法，并掌握了一定的数据处理和分析技能。

光电开关转速测量系统设计摘要：本文设计了一种基于AT89S52单片机的光电开关转速测量系统。

该系统采用对射式光电开关产生与齿轮相对应的脉冲信号，使用AT89S52单片机采样脉冲信号并计算每分钟内脉冲信号的数目，即电机对应的转速值，最终系统通过1602LCD液晶显示屏实时显示电机的转速值。

经过仿真测试和软硬件系统的搭建，本系统满足设计要求，且结构简单、实用。

系统在降低测速器成本，提高测速稳定性及可靠性等方面有一定价值，具有广泛的应用前景。

关键词：转速测量，单片机，光电开关1 绪论1.1 课题背景一种量大面广的产品，广泛应用于国民经济的各个行业中。

而电机的生产王国正在由日本转移到中国，尤其是浙江温州和广东珠三角地区。

广东省佛山市顺德区就有大大小小的电机生产厂家上百家，每年生产上亿台电机，同时顺德有许多家电生产厂家，家电中也要大量用到电机，不管是电机生产厂家，还是将电机作为它们的产品中的零部件的厂家，要将它们的产品打到国际市场上，迫切需要IS09002认证，IS09002要求生产产品所用的零部件以及最终的产品都要经过本单位的质量检测，也就是说，在顺德，每年要检测几亿个电机，对电机的测试仪的需求非常迫切。

电机测试的参数主要有：效率、功率因数、定子输入电流、转矩、转速等，本课题主要研究转速的测量。

1.2 国内外发展情况转速是各类电机运行中的一个重要物理量，如何准确、快速而又方便地测量电机转速，极为重要。

目前国内外常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、测速发电机测速法、闪光测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法。

(1)离心式转速表测速法离心式转速表是利用离心原理制成的测速仪表，可以直接读出转速。

测转速时，转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内，插入前，应注意清除中心孔中的油污，并使转速表的轴与电机的轴保持同心，不可上下左右偏斜，否则易将表轴扭坏，并影响准确读数，而且转速表要间歇使用，以减少磨损和发热。

如果要改变量程，还要将转速表取出停转后再改变量程[2]。

实验二十七光电传感器测转速实验一、实验目的: 了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。

二、基本原理：光电式转速传感器有反射型和透射型二种, 本实验装置是透射型的(光电断续器也称光耦), 传感器端部二内侧分别装有发光管和光电管, 发光管发出的光源透过转盘上通孔后由光电管接收转换成电信号, 由于转盘上有均匀间隔的6个孔, 转动时将获得与转速有关的脉冲数, 脉冲经处理由频率表显示ｆ, 即可得到转速ｎ=10f。

实验原理框图如图27—1所示。

图27—1 光耦测转速实验原理框图三、需用器件与单元: 主机箱中的转速调节0～24V直流稳压电源、+5V直流稳压电源、电压表、频率\转速表；转动源、光电转速传感器—光电断续器(已装在转动源上)。

四、实验步骤:1、将主机箱中的转速调节0～24V旋钮旋到最小(逆时针旋到底)并接上电压表；再按图27—2所示接线, 将主机箱中频率／转速表的切换开关切换到转速处。

图27—2 光电传感器测速实验接线示意图2.检查接线无误后, 合上主机箱电源开关, 在小于12V范围内(电压表监测)调节主机箱的转速调节电源(调节电压改变电机电枢电压), 观察电机转动及转速表的显示情况。

3.从2V开始记录每增加1V相应电机转速的数据(待转速表显示比较稳定后读取数据)；画出电机的V-ｎ(电机电枢电压与电机转速的关系)特性曲线。

实验完毕, 关闭电源。

五、思考题:已进行的实验中用了多种传感器测量转速, 试分析比较一下哪种方法最简单、方便。

实验二十八光电传感器控制电机转速实验一、实验目的: 了解光电传感器(光电断续器—光耦)的应用。

学会智能调节器的使用。

二、基础原理：利用光电传感器检测到的转速频率信号经F/V转换后作为转速的反馈信号, 该反馈信号与智能人工调节仪的转速设定比较后进行数字PID运算, 调节电压驱动器改变直流电机电枢电压, 使电机转速趋近设定转速(设定值：400转／分～2200转／分)。

转速控制原理框图如图28—1所示。

6. 光电传感器转速测量实验光电传感器是一种高精度、高速度的测量器，它可以精确地测量物体的旋转速度。

在机械工程和工业领域，光电传感器被广泛应用于转速测量、位置检测和控制系统中。

光电传感器分为两部分：发射器和接收器。

发射器通常是一个发光二极管，它将光束发射到被测物体上。

接收器通常是一个光敏二极管或光电二极管，可以测量被测物体上反射回来的光信号强度。

在光电传感器转速测量实验中，我们使用磁性喷泉作为被测物体，将光电传感器安装在喷泉的一侧，测量喷泉的旋转速度。

本实验的主要目的是利用光电传感器实现高精度的转速测量，掌握测量方法和技巧。

实验步骤：1.将光电传感器安装在磁性喷泉的一侧，并将信号线接入数据采集系统。

2.启动数据采集系统，选择合适的采样率和采集时间，并开始数据采集。

3.打开磁性喷泉，让其旋转起来，使测量结果更具代表性。

4.在数据采集结束后，将数据导入计算机，并进行数据分析和处理。

5.根据分析结果，计算出喷泉的旋转速度。

实验要点：1.在安装光电传感器时，要选择合适的位置和方向，确保传感器测量的光线能够正常照射到被测物体上。

2.在数据采集过程中，要保证采样率足够高，并消除采集环境中的干扰因素，如光线和磁场。

3.在数据分析和处理过程中，要正确地选择和运用相应的方法和技巧，确保得到准确的测量结果。

总结：光电传感器转速测量实验是一项重要的实践教学活动，它可以帮助学生理解光电传感器的工作原理和应用场景，提高实验操作和数据分析能力，同时也可以加深对传感器测量性能和精度的理解。

通过本实验的学习，学生能够掌握光电传感器的基本原理和使用方法，提高实验技能和科学素养，为未来的科研和工程实践打下坚实的基础。