电机转速测量系统设计(光电传感器)课程设计报告

光电测量转速系统的设计摘要本文介绍的是采用光电作为转速传感器，借助于最新的控制系统数字信号处理器TMS320LF2407及一定的测速算法——变M／T法，实现了对转速高精度测量的目的。

在测速系统中，重点以718转台为实验对象，在控制系统速度环开环的情况下，用光电编码器，借助于最新的控制系统数字信号处理器TMS320LF2407及一定的测速算法——变M／T法，实现了对转台转速高精度测量的目的，为进一步实现伺服系统的全数字化打下了坚实的基础。

本文的主要的研究工作如下：首先，在综合分析了影响模拟量和数字量测速的基础上，对基于数字脉冲计数的测速方法进行了全面的研究。

对最终确定用变M／T法在TMS320LF2407上实现对电机低速转速测量的实验方案，提供了理论依据，也为进一步提高测速精度和扩展测速范围提供了有利的保障。

其次以TMS320LF2407与CPLD为核心构成了测速系统，并完成了用变M／T法实现对电机低速转速的测量。

关键词：DSP，低转速，TMS320LF2407，光电编码器，变M／T法，转速传感器THE DESIGN OF PHOTOELECTRIC MEASUREMENTSPEEDABSTRACTThis article describes the optical encoder as a speed sensor, by means of the control system digital signal processor TMS320LF2407 speed algorithm-Variable M/T method, to achieve high-precision measurement of low speed and low angular velocity of the purpose of.Ln the speed—measuring system，taking the 718 gimbals model as an object，in The circumstance of open 1oop control system，this paper use the encoder to realize highly accurate measures for the speed of motor by means of the latest digital Signal processor(DSP) TMS320LF2407，and a some arithmetic—the methods of alterable M／T．This establishes a firm basement for the further realization of a total digitalized method in servo system•The main research contents are as follows：First,Influencing factors of analogue and digital speed—measuring are discussed in detail，the methods of measuring speed based on digital pulse counting are comprehensively studied，which provide theoretic bases for establishing experimental project used the methods of alterable M／T and position difference to realize low speed measuring for motor，and provide powerful guarantee for further improving the precision of speed—measuring and extending the range of speed—measuring。

电子课程设计光电测转速一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解光电测转速的原理，掌握光电测速仪的使用方法，培养学生动手实践能力和团队协作精神。

具体分解为以下三个目标：1.知识目标：使学生了解光电测速的基本原理，理解光电测速仪的构造及工作原理，能运用光电测速仪进行转速测量。

2.技能目标：培养学生运用光电测速仪进行实际操作的能力，提高学生解决实际问题的能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生对光电技术的兴趣，激发学生探索科学奥秘的热情，培养学生的团队协作意识。

二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.光电测速原理：介绍光电测速的基本原理，使学生了解光电效应和光的传播速度。

2.光电测速仪的结构和工作原理：讲解光电测速仪的构造，使学生理解光电测速仪的工作原理。

3.光电测速仪的使用方法：介绍光电测速仪的使用步骤，培养学生动手实践能力。

4.转速测量实验：进行转速测量实验，使学生掌握光电测速仪的实际操作方法。

三、教学方法为了实现本节课的教学目标，将采用以下教学方法：1.讲授法：讲解光电测速原理和光电测速仪的工作原理，使学生掌握基本知识。

2.实验法：进行转速测量实验，培养学生动手实践能力和团队协作精神。

3.讨论法：引导学生针对实验过程中遇到的问题进行讨论，提高学生解决问题的能力。

4.案例分析法：分析实际应用场景中的光电测速问题，培养学生运用知识解决实际问题的能力。

四、教学资源为了保证本节课的教学效果，将准备以下教学资源：1.教材：选用与光电测速相关的教材，为学生提供理论基础。

2.光电测速仪：为学生提供实验设备，便于进行动手实践。

3.多媒体资料：制作课件和实验视频，为学生提供直观的学习材料。

4.实验指导书：提供详细的实验步骤和注意事项，引导学生进行实验操作。

5.网络资源：利用网络资源，为学生提供更多的学习资料和案例分析。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本节课采用以下评估方式：1.平时表现：观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，了解学生的学习态度和基本知识掌握情况。

光电传感器设计实验报告引言光电传感器是一种重要的光电转换器件，广泛应用于工业控制、自动化、光电测量等领域。

本实验旨在通过设计和验证光电传感器的原理和性能，加深对光电传感器的理解和应用。

实验目的1.了解光电传感器的基本原理；2.学习光电转换器件的电路设计方法；3.掌握光电传感器的性能测试与分析；4.实践并完善光电传感器的设计过程。

实验步骤1. 光电传感器原理分析在实验开始之前，我们首先需要了解光电传感器的基本原理。

光电传感器是利用光电效应将光能转换为电能的装置。

根据光电效应的不同类型，光电传感器主要分为光电导、光电二极管和光电三极管等。

光电导可以将可见光转换为电流，光电二极管则是将光能转换为电压。

而光电三极管不仅可以将光能转换为电流或电压，还可以增益电流或电压。

2. 设计光电传感器电路根据实验要求，我们需要设计一个能够将光能转换为电流的光电传感器电路。

根据光电传感器的工作原理，我们可以选择光电导或光电二极管作为光电转换器件。

在电路设计中，我们需要考虑到以下几个因素： - 光敏电阻的选择：根据实验需求和电路特性，选择合适的光敏电阻； - 电流放大电路设计：设计一个合适的电流放大电路，以增强光电传感器的输出信号； - 电源电压的选择：根据电路要求，选择合适的电源电压。

3. 制作光电传感器电路根据设计的电路原理图，我们可以开始制作光电传感器电路。

首先，准备所需元件，包括光电转换器件、电阻、电容等。

然后，按照电路原理图逐步完成电路的连接。

注意保持良好的焊接质量和连接稳定性。

4. 测试光电传感器电路在完成光电传感器电路的制作后，我们需要进行电路的测试和性能分析。

首先，连接电源并打开电源开关。

然后，使用光源照射光电传感器，观察输出信号的变化情况，并记录下输出电流或电压的数值。

5. 性能分析与改进根据实验结果，我们可以对光电传感器的性能进行分析。

通过对比实验数据与设计要求，评估光电传感器的灵敏度、响应时间等性能指标。

光电转速控制实验报告1. 引言光电转速控制是一种常见的控制方法，可以通过光电传感器来检测旋转物体的转速，并通过控制系统调整旋转物体的转速。

本实验旨在通过搭建光电传感器和电机的实验装置，探究光电转速控制方法的原理和应用。

2. 实验装置本实验采用以下装置进行实验：- 光电传感器：用于检测旋转物体的转速。

- 直流电机：用于旋转物体。

- 控制系统：用于接收光电传感器的信号并控制电机转速。

3. 实验步骤3.1 搭建实验装置首先，我们搭建实验装置。

将光电传感器固定在旋转物体旁边，以便检测转速。

连接光电传感器和控制系统，并将控制系统连接到直流电机。

确保装置连接正确，并进行相应的校准。

3.2 测试光电传感器输出接下来，我们测试光电传感器的输出信号。

将旋转物体手动旋转，观察光电传感器输出的信号波形，并确定光电传感器的输出频率与旋转物体的转速之间的关系。

3.3 设计转速控制算法根据光电传感器的输出信号和控制系统的输入要求，设计合适的转速控制算法。

可以根据传感器输出频率与旋转物体转速的关系，计算出控制系统需要输出的电机驱动信号。

3.4 实施转速控制根据设计的转速控制算法，将控制系统调整为相应的控制模式，并观察光电传感器和控制系统的反馈信号。

通过调整控制系统的输出信号，控制电机的转速，并观察转速是否能够达到预期的目标值。

3.5 结果分析根据观察到的实验结果，分析光电转速控制方法的性能。

比较设定值和实际值之间的差异，并讨论可能的原因。

根据实验结果，评价控制系统的稳定性和准确度。

4. 结论通过本次光电转速控制实验，我们探索了光电转速控制方法的原理和应用。

通过搭建实验装置、测试光电传感器输出信号、设计转速控制算法和实施转速控制等步骤，我们成功地达到了预期的实验目标。

实验结果表明，光电转速控制方法在实际应用中表现出了较好的稳定性和准确度。

然而，在一些特殊情况下，如光照条件变化较大、设备老化等情况下，光电转速控制方法可能存在一定的局限性。

电机转速检测课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解电机转速的基本概念，掌握转速与频率的关系；2. 使学生掌握电机转速检测的原理和方法，了解不同检测设备的优缺点；3. 引导学生运用所学知识，分析实际电机转速检测案例，提高问题解决能力。

技能目标：1. 培养学生运用传感器进行电机转速检测的实操能力；2. 培养学生使用相关软件进行数据采集、处理和分析的能力；3. 提高学生团队协作、沟通表达及动手实践的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对电机转速检测技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生严谨的科学态度，使其认识到精确测量在工程技术中的重要性；3. 引导学生关注电机转速检测技术在工业生产中的应用，增强其社会责任感。

课程性质分析：本课程为实践性较强的课程，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高解决实际问题的能力。

学生特点分析：学生具备一定的物理知识和实验技能，但可能对电机转速检测的实际应用了解不足，需通过本课程加强实践操作和案例分析。

教学要求：结合课本内容，注重理论与实践相结合，突出实操环节，强化团队合作，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。

通过分解课程目标，为后续教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容1. 理论知识：- 电机转速的基本概念与计算方法；- 转速与频率的关系及其在电机转速检测中的应用；- 常见电机转速检测设备的工作原理及优缺点分析。

2. 实践操作：- 使用传感器进行电机转速检测的实操方法；- 数据采集、处理和分析的操作步骤；- 案例分析：实际电机转速检测项目操作流程及问题解决方法。

3. 教学大纲安排：- 理论知识：第1-2课时，学习电机转速基本概念、计算方法和转速与频率的关系；- 理论知识：第3-4课时，分析不同电机转速检测设备的工作原理及优缺点；- 实践操作：第5-6课时，学习使用传感器进行电机转速检测的实操方法；- 实践操作：第7-8课时，学习数据采集、处理和分析的操作步骤；- 案例分析：第9-10课时，进行实际电机转速检测项目操作流程及问题解决方法的案例分析。

光电转速传感器课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解光电转速传感器的基本原理，掌握其构造和功能。

2. 学生能掌握光电转速传感器在工程测量中的应用，了解其优点和局限性。

3. 学生能运用物理知识，解释光电转速传感器测量转速的数学模型。

技能目标：1. 学生能够独立操作光电转速传感器，进行简单的转速测量实验。

2. 学生能够分析实验数据，解决实际测量中遇到的问题。

3. 学生能够运用科技手段，对光电转速传感器进行创新设计和改进。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对物理学科的热爱，激发学生对工程测量的兴趣。

2. 培养学生的团队协作意识，提高学生在实际操作中的沟通能力。

3. 培养学生严谨的科学态度，使学生认识到科学技术在实际应用中的价值。

课程性质分析：本课程为物理学科选修课程，结合实际工程测量，强调理论联系实际。

学生特点分析：学生为高中生，具有一定的物理知识基础和实验操作能力。

教学要求：注重理论知识与实践操作相结合，提高学生的动手能力和创新能力。

通过课程目标分解，实现学生对光电转速传感器的深入理解和熟练运用。

二、教学内容1. 光电转速传感器基本原理：讲解光电效应，阐述光电转速传感器的工作原理。

教材章节：《物理选修3-4》第二章第5节2. 光电转速传感器结构与功能：介绍传感器的组成部分，分析各部分的作用。

教材章节：《物理选修3-4》第二章第6节3. 光电转速传感器在工程测量中的应用：举例说明光电转速传感器在实际工程中的应用。

教材章节：《物理选修3-4》第二章第7节4. 光电转速传感器优点与局限性：分析传感器的优势，探讨其可能存在的不足。

教材章节：《物理选修3-4》第二章第8节5. 转速测量数学模型：结合物理知识，推导光电转速传感器测量转速的数学模型。

教材章节：《物理选修3-4》第二章第9节6. 实践操作：指导学生进行光电转速传感器操作，进行简单的转速测量实验。

教材章节：《物理选修3-4》第二章实验部分7. 数据分析与问题解决：教授学生如何分析实验数据，解决实际测量中遇到的问题。

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。

中国计量学院电机转速测量仪设计学生姓名：指导老师：学院: 现代科技学院专业班级：电气1112014 年 03 月06 日1.绪论2.1任务（1）采用霍尔或光电传感器设计一能测量电机转速的测量仪器。

（2）电机转速在100-3000转/分之间。

（3）动态实时显示，显示稳定，显示位数3位。

（4）可采用传感器结合单片机电路实现。

2.2要求（1）绘制系统框图及电路原理图各一份a.标明所有集成电路的型号、引脚序号、功能。

b.标明所有集成电路的电源电压。

c.标明所有元器件的数值或取值范围。

（2）叙述整个系统的工作原理。

（3）详细记录实施中所遇到的问题及问题产生的原因，是如何解决的。

（4）设计转速测试方案，记录测量结果，并进行适当的误差分析。

（5）调试合格后写出综合设计报告。

（6）你对本次课程设计有何体会、建议、和意见。

2.3方案的选择与论证方案一：霍尔元件测速法霍尔元件测速法是利用霍尔开关元件测转速的。

霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。

输出电平与TTL电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速，但由于现有材料的限制，放弃此方案。

方案二：采用反射式光电传感器在测速一端放置反射式红外传感器，当带有遮挡物的电转轴经过时，利用其对红外线的反射能力，接收端检测到信号。

但是电机的空间较小，传感器不能稳定的放置，对测量产生较强的干扰，故放弃此方案。

方案三：采用槽式光电开关采用槽式红外对射式光电开关，集成度高，体积小，功能齐全，电线引出式，电源内藏式具备继电器大功率输出，具备交直流通用型，电压范围宽，抗震性能好，速度检测非常稳定，精度较高，成本低，经过实验可发现槽式式红外光电开关能比较灵敏地测出电机转动的圈数。

利用测量一秒内转过的圈数可测得电机的转速。

基于光电传感器的转速测量系统设计
本文描述了一个基于光电传感器的转速测量系统的设计。

该系统使用红外光电传感器来检测旋转物体的旋转速度。

系统基于Arduino Uno开发板，通过编程实现。

系统中使用了两个红外光电传感器，一个计数器模块以及LCD显示模块。

传感器被安装在旋转物体的一侧，计数器模块根据传感器检测到的信号来计数，从而得到旋转速度。

LCD显示模块用于实时显示测量结果。

系统的设计主要包括硬件设计和软件设计。

硬件设计包括选择适当的传感器、计数器模块和LCD显示模块，以及将它们连接在一起。

软件设计包括编写控制程序以读取传感器信号并计算旋转速度，以及将结果显示在LCD上。

在软件设计中，编写了一个控制程序来读取传感器的信号并计算旋转速度。

在本系统中，使用Arduino IDE编程软件来编写控制程序。

程序首先读取两个传感器的状态，并将其与先前保存的状态进行比较。

如果传感器状态变化了，则程序会使用计数器模块来计数器，从而得到旋转速度。

程序然后将结果显示在连接的LCD显示模块上。

程序还包括了一些常规功能，例如设置LCD显示模块和串口通信。

该系统具有简单、低成本和易于操作的特点。

它可用于检测轮轴、飞轮、机械手等物体的转速。

当然，该系统也可以根据实际需要进行修改和扩展。

该系统具有广泛的应用前景，尤其是在机械制造、航空航天、汽车等行业中。

电机转速测量系统设计引言：在工业生产中，电机的转速是一个非常重要的参数，对于电机的控制和监测具有极大的意义。

因此，设计一个准确测量电机转速的系统是至关重要的。

本文将详细介绍一个电机转速测量系统的设计，包括硬件设计和软件设计。

1.系统硬件设计：（1）传感器选择：电机转速的测量可以采用多种不同的传感器，如光电编码器、霍尔效应传感器等。

根据转速范围和实际需求，选择合适的传感器。

例如，对于高速电机，光电编码器是一个较好的选择，而对于低速电机，霍尔效应传感器更为合适。

（2）电路设计：根据所选传感器的特性，设计合适的电路来接收和处理传感器输出的信号。

电路应包括信号放大器、滤波器和适当的保护电路，以确保对传感器输出信号的准确测量和可靠性。

（3）ADC选择：传感器输出的信号是模拟信号，需要将其转换为数字信号以进行处理和分析。

选择合适的ADC（模数转换器）来实现信号转换。

ADC的选择应考虑到转换精度、速度和功耗等因素。

2.系统软件设计：（1）信号处理：通过ADC获取的数字信号可以通过软件进行进一步处理。

根据具体需求，可以采用滤波、放大、平均等方法来提高测量精度和减小噪声干扰。

（2）算法设计：根据测量需求和应用场景，设计合适的算法来计算电机的转速。

常用的算法包括脉冲计数法、相位差法和频率计算法等。

选择合适的算法需要考虑测量精度、实时性和系统复杂度等因素。

（3）界面设计：为了方便用户对电机转速进行监测和控制，可以设计一个用户界面来显示测量结果和提供控制功能。

界面可以采用图形界面或者命令行界面，具体设计需要根据用户需求和系统复杂度进行选择。

3.系统测试和优化：完成硬件和软件设计后，需要对系统进行测试和优化。

测试过程中应验证系统的测量精度、稳定性和响应时间等指标。

如果存在问题，需要对系统进行优化和调整，直到满足设计要求为止。

总结：电机转速测量系统是一个重要的控制和监测系统，其准确性和可靠性直接影响到电机的运行和维护。

本文给出了一个电机转速测量系统的设计流程，包括硬件设计和软件设计。

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、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.20005．课程设计进度安排起止日期工作内容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。

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5．课程设计进度安排起止日期工作容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。

由于单片机在测量转速方面具有体积小、性能强、成本低的特点，越来越受到企业用户的青睐。

本设计课题的目的和意义在工程实践中，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。

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。

光电式传感器测转速实验报告——传感器与检测技术班级：1321202专业：测控技术与仪器学号：2姓名：林建宇1.实验目的：1）掌握利用光电传感器进行非接触式转速测量的方法；2）掌握测量和显示电路的设计方法；3）了解光电式传感器以及示波器的使用方法。

2.实验基本原理：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。

实验原理框图如下图所示。

光耦测转速实验原理框图需用器件与单元：主机箱中的直流稳压电源、示波器、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)。

4.实验步骤：（1）、按图1所示接线，并且接上示波器，将直流稳压电源调到10V档。

图1、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，调节电机控制旋钮，F/V表以及示波器就会显示相应的频率f，计算转速为n=10f。

实验完毕，关闭主、副电源。

实验结论与总结组数 1 2 3 4 5 6仪器频率108 2 373示波器频率106.083 134.913 167.949 188.170 232.125 373.892 转速 1平均误差`△ =S△i/6 (i=6)`△≈0.855 s≈1.070总结：通过计算可知标准差较小，仪器准确率较高。

由仪器和示波器所测的两种频率，其中示波器所显示的为标准值。

根据上面实验观察到的波形，由于孔所占比例小，所以方波的高电平比低电平要宽。

光电式传感器测转速方法简单，易于实现。

《传感器原理与应用》课程设计1、题目：电机转速测量系统设计（光电转速传感器）院校：专业：姓名：学号：班级：指导老师：二0一六年六月目录第一章《传感器原理与应用》课程设计任务书 (4)1.1总要求 (4)1.2总任务 (4)1.3设计题目 (4)1.4设计内容 (4)1.5设计进度或计划 (4)1.6设计说明书包括的主要内容 (4)第二章系统介绍 (6)第三章系统设计方案 (6)3.1方案的设计与选择 (6)3.1.1 转速测量的方法 (6)3.1.2 整体控制方式 (8)3.1.3 传感器模块 (8)3.2 方案描述 (10)第四章系统理论分析与计算 (11)4.1 信号采集电路的分析 (11)4.2 电机转速的计算 (12)第五章硬件电路设计 (12)5.1 单片机模块 (12)5.1.1 STC89C52单片机简介 (13)5.1.2 时钟电路 (15)5.1.3 复位电路 (16)5.2 显示电路 (16)6.1 系统总体设计 (18)6.2 中断子程序设计 (19)6.3 定时子程序设计 (20)6.4 显示子程序设计 (21)第七章测试方案 (22)7.1 电路调试 (22)7.2 软件调试 (22)第八章心得体会 (25)参考文献 (25)附录 (28)附录一电路仿真图 (28)附录二程序清单 (28)附录三实物图 (37)第一章《传感器原理与应用》课程设计任务书1.1总要求课设题目尽量侧重于传感器检测模块设计，主要是绘制系统原理图、制作传感部分前端电路、实验调试及分析、撰写实验报告等。

电路图：传感检测/接口电路/控制电路、单片机检测系统电路（若题目要求，则应加上）。

程序：主程序、部分子程序（若题目要求，则应加上）。

说明书：按规范撰写。

1.2总任务针对总要求进行原理及方案论证、模块设计、接口电路设计、焊接或插接与调试、精度分析以及撰写报告等工作。

1.3设计题目电机转速测量系统设计1.4设计内容实现全部要求的实物功能，性能稳定，外形美观。

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。

目录1设计目的 (1)2 系统组成及工作原理 (1)2.1 转速测量原理 (1)2.2 转速测量系统组成框图 (1)3 系统硬件设计关键技术 (2)3.1 脉冲产生电路设计 (2)3.2 光电转换及信号调理电路设计 (3)3.2.1 光电传感器简介 (3)3.2.2 光电转换及信号调理电路设计 (4)3.3 测量系统主机部分设计 (5)3.3.2 键盘显示模块设计 (7)3.3.3 串行通信模块设计 (9)3.3.4 电源模块设计 (10)4 系统软件设计关键技术 (11)4.1程序模块设计 (11)4.2 数据处理过程 (13)4.3 浮点数学运算程序 (14)5 制作调试及系统精度评价方法 (14)6 系统标定 (16)7 系统价格及关键零部件供应商 (17)1设计目的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。

近年来，由于世界范围内对转速测量合理利用的日益重视，促使转速测量技术的迅速发展，各种新型的测量仪表相继问世并越来越多地得到应用。

进行转速测量的检测控制，可以使用多种传感器。

由于技术保密，厂家不会提供详细电路图和源代码，用户很难自行进行二次开发和改进。

针对这种现状，使用光电传感器结合STC公司的STC 89C51型单片机设计的一种转速测量与控制系统。

STC 89C51单片机采用了CMOS工艺和高密度非易失性存储器技术，而且其输入/输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容，是开发该系统的适合芯片。

2 系统组成及工作原理2.1 转速测量原理在此采用频率测量法，其测量原理为，在固定的测量时间内，计取转速传感器产生的脉冲个数，从而算出实际转速。

设固定的测量时间为Tc（min），计数器计取的脉冲个数m，假定脉冲发生器每转输出p个脉冲，对应被测转速为N（r/min），则f=pN/60Hz；另在测量时间Tc内，计取转速传感器输出的脉冲个数m应为 m=Tcf ，所以，当测得m值时，就可算出实际转速值[1]：N=60m/pTc (r/min) （1）2.2 转速测量系统组成框图系统由信号预处理电路、单片机STC 89C51、系统化LED显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。

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。

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。