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电机转速测量系统电机转速测量系统.doc

电机转速测量系统电机转速测量系统

雍正
2018-09-08 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《电机转速测量系统电机转速测量系统doc》,可适用于IT/计算机领域

电机课程设计题目:电机转速测量系统院(系):机电工程学院专业:电气工程及其自动化学生姓名:蒋明波学号:指导教师:高鹏职称:副教授年月日目录:、摘要、系统结构、获取脉冲信号的方法、霍尔传感器、光电传感器.光电编码器、硬件连接图及原理、实验程序及分析.仿真、PROTELDXP原理图、PCB图、硬件调试结果与分析、谢词、参考文献摘要测速是工农业生产中经常遇到的问题学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。    要测速首先要解决是采样的问题。在使用模拟技术制作测速表时常用测速发电机的方法即将测速发电机的转轴与待测轴相连测速发电机的电压高低反映了转速的高低。使用单片机进行测速可以使用简单的脉冲计数法。只要转轴每旋转一周产生一个或固定的多个脉冲并将脉冲送入单片机中进行计数即可获得转速的信息。系统结构本文主要针对电机的转速进行测量然后用数码管把电机的转速显示出来!本装置主要有两部分构成。光电测速部分。测得的脉冲处理处理和显示部分!光电测速部分主要由光电传感器构成!脉冲处理部分主要经施密特触发器对接收到的脉冲进行波形校正由单片机的T口输入经C处理后显示输出电机的转速下面我们来了解一下光电测速部分!。、脉冲信号的获得    可以有多种方式来获得脉冲信号这些方法有各自的应用场合。下面逐一进行分析。.霍尔传感器    霍尔传感器是对磁敏感的传感元件常用于开关信号采集的有CS、CS等这种传感器是一个端器件外形与三极管相似只要接上电源、地即可工作输出通常是集电极开路(OC)门输出工作电压范围宽使用非常方便。如图所示是CS的外形图将有字面对准自己三根引脚从左向右分别是Vcc地输出。此主题相关图片如下:jpg  图CS外形图    使用霍尔传感器获得脉冲信号其机械结构也可以做得较为简单只要在转轴的圆周上粘上一粒磁钢让霍尔开关靠近磁钢就有信号输出转轴旋转时就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上粘上多粒磁钢可以实现旋转一周获得多个脉冲输出。在粘磁钢时要注意霍尔传感器对磁场方向敏感粘之前可以先手动接近一下传感器如果没有信号输出可以换一个方向再试。这种传感器不怕灰尘、油污在工业现场应用广泛。.光电传感器    光电传感器是应用非常广泛的一种器件有各种各样的形式如透射式、反射式等基本的原理就是当发射管光照射到接收管时接收管导通反之关断。以透射式为例如图所示当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时开关管关断否则打开。为此可以制作一个遮光叶片如图所示安装在转轴上当扇叶经过时产生脉冲信号。当叶片数较多时旋转一周可以获得多个脉冲信号。图光电传感器的原理图此主题相关图片如下:jpg图遮光叶片.光电编码器    光电编码器的工作原理与光电传感器一样不过它已将光电传感器、电子电路、码盘等做成一个整体只要用连轴器将光电传感器的轴与转轴相连就能获得多种输出信号。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。如图所示是某光电编码器的外形。此主题相关图片如下:jpg图成品光电编码器这次课设我选的是光电传感器采用穿透法测量电机转速。光电传感器的原理上面有详细的介绍。当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时开关管关断否则打开。为此可以制作一个遮光叶片如图所示安装在转轴上当扇叶经过时产生脉冲信号。当叶片数较多时旋转一周可以获得多个脉冲信号。这里我们才用转个孔的方式!在一分钟的时间内假如产生了脉冲则电机的转速就为rmin、硬件连接    测速的方法决定了测速信号的硬件连接测速实际上就是测频因此频率测量的一些原则同样适用于测速。    通常可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。所谓计数法就是给定一个闸门时间在闸门时间内计数输入的脉冲个数测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门对一个高精度的高频计数信号进行计数。由于闸门与被测信号不能同步因此这两种方法都存在±误差的问题第一种方法适用于信号频率高时使用第二种方法则在信号频率低时使用。等精度法则对高、低频信号都有很好的适应性。    这里为简化讨论仅采用计数法来进行测试。如上图:因为光电传感器不好仿真这里我们采用了芯片构成一个施密特触发器由光电传感器得到的脉冲由脚输入经脚输出接到单片机的T(P)。经C编程处理后由P口输出通过数码管显示出转速!、实验程序及分析    测量转速使用光电传感器被测电机带动纸片旋转我们在纸片上开了小孔电机每旋转一周就会产生个脉冲产生个脉冲要求将转速值(转分)显示在数码管上。实验程序如下:#include<REGH>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineulongunsignedlong#defineLEDDATPsbitLEDSEG=P^sbitLEDSEG=P^sbitLEDSEG=P^sbitLEDSEG=P^sbitpinSpeedSenser=P^光电传感器信号接在T上#defineTIMECYLCM晶振定时器ms中断一次我们秒计算一次转速msms=#definePLUSPER码盘的齿数这里假定码盘上有个齿即传感器检测到个脉冲认为圈#defineK校准系数unsignedcharcodetable={xf,x,xb,xf,x,xd,xd,x,xf,xf}uchardataDisbuf显示缓冲区uintTcounter=时间计数器bitFlagFresh=刷新标志bitFlagclac=计算转速标志bitFlagErr=超量程标志在数码管上显示一个四位数voidDisplayFresh()计算转速并把结果放入数码管缓冲区voidClacSpeed()初始化定时器Tvoidinittimer()初始化定时器Tvoidinittimer()延时函数voidDelay(uintms)voidittimer()interrupt*interruptaddressisxb*{TF=d定时器T用于数码管的动态刷新TH=xC*initvalues*TL=xFlagFresh=Tcounterif(Tcounter>TIMECYLC){Flagclac=周期到该重新计算转速了}}voidittimer()interrupt*interruptaddressisxb*{TF=定时器T用于单位时间内收到的脉冲数要速度不是很快T永远不会益处FlagErr=如果速度很高我们应考虑另外一种测速方法:脉冲宽度算转速}voidmain(void){Disbuf=开机时初始化为Disbuf=Disbuf=Disbuf=inittimer()inittimer()while(){if(FlagFresh){FlagFresh=DisplayFresh()定时刷新数码管显示}if(Flagclac){Flagclac=ClacSpeed()计算转速并把结果放入数码管缓冲区Tcounter=周期定时清零TH=TL=x脉冲计数清零}if(FlagErr)超量程处理{数码管显示字母'EEEE'Disbuf=xe开机时初始化为Disbuf=xeDisbuf=xeDisbuf=xewhile(){DisplayFresh()不再测速等待复位i}}}}在数码管上显示一个四位数voidDisplayFresh(){P|=xFLEDSEG=LEDDAT=tableDisbufDelay()P|=xFLEDSEG=LEDDAT=tableDisbufDelay()P|=xFLEDSEG=LEDDAT=tableDisbufDelay()P|=xFLEDSEG=LEDDAT=tableDisbufDelay()P|=xF}计算转速并把结果放入数码管缓冲区voidClacSpeed(){uintspeeduintPlusCounterPlusCounter=TH*TLspeed=K*(PlusCounterPLUSPER)K是校准系数如速度不准调节K的大小Disbuf=(speed)Disbuf=(speed)Disbuf=(speed)Disbuf=speed}初始化定时器Tvoidinittimer(){TMOD=xf定时毫秒*Timermodewithsoftwaregate*TMOD|=x*GATE=CT#=M=M=*TH=xC*initvalues*TL=xET=*enabletimerinterrupt*EA=*enableinterrupts*TR=*timerrun*}延时函数voidDelay(uintms){uchariwhile(ms)for(i=i<i)}初始化定时器Tvoidinittimer(){TMOD=xF*Countermodewithsoftwaregate*TMOD|=x*GATE=CT#=M=M=*TH=x*initvalues*TL=xET=*enabletimerinterrupt*EA=*enableinterrupts*TR=*timerrun*}软件仿真:如上图:光电传感器测得脉冲由的或脚输入由的三脚输出接入ATC的P口。PP为数码管的位选端口p为数据端口。.用protelDXP画出原理图如下:、根据原理图得到的PCB:、硬件调试结果:这次课程设计主要对电机进行测速在电机的码盘上转了个孔没ms对电机测量一次转速!由于工具不太足做硬件的时候遇到了不少的困难!总体来说能够实现其基本功能!电机转速rmin谢词:谢谢高老师对我们这次课程设计的指导在很多模糊的部分给出很多很好的意见例如光电测速部分等等再一次谢谢高老师。、参考文献:电工电子技术实践教程化学工业出版社单片机原理及应用机械工业出版社PAGE

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