一种风速测量电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型的风速测量电路，包括增量式光电编码器、施密特触发器U1、电阻R1、电阻R2、三极管Q1、光耦U2、电阻R3，增量式光电编码器的两个输入端分别连接5V电压和地端，增量式光电编码器的输出端连接施密特触发器U1的第一引脚，施密特触发器U1的第二引脚连接电阻R1一端，电阻R1的另一端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接光耦U2的第二引脚，光耦U2第一引脚通过电阻R2接5V电压，光耦U2第三引脚通过电阻R3接5V电压，光耦U2第四引脚接地。该装置基于增量式光电编码器，将感官的风速转化为精确的数字显示出来，对风速范围在0－9999rpm内的测量误差不超过5%。
【专利说明】-种风速测量电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种测量电路，具体地说是一种风速测量电路。
【背景技术】
[0002]早期的风速测量系统无论是结构上还是测量方法上都比较简单，大多数情况下就 是使用一些简单的仪表，完全由人来进行转速测量，整个系统虽然成本较低，但实现的功能 单一，可靠性不高，测量范围和测量精度都较低。 实用新型内容
[0003] 为了解决上述问题，本实用新型提供了一种风速测量电路，采用光电式的电路设 计，可以实现风速的高精度、大范围实时测量。
[0004] 本实用新型采用以下技术方案：一种风速测量电路，其特征在于，包括增量式光电 编码器、施密特触发器Ul、电阻Rl、电阻R2、三极管Ql、光耦U2、电阻R3,所述增量式光电编 码器的两个输入端分别连接5V电压和地端，所述增量式光电编码器的输出端连接施密特 触发器Ul的第一引脚，所述施密特触发器Ul的第二引脚连接电阻Rl-端，电阻Rl的另一 端连接三极管Ql的基极，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的集电极连接光耦U2的第二 引脚，光耦U2的第一引脚通过电阻R2接5V电压，光耦U2的第三引脚通过电阻R3接5V电 压，光耦U2的第四引脚接地。
[0005] 进一步的，所述施密特触发器Ul的型号为74HC14N。
[0006] 进一步的，所述的光耦U2的型号为6N137。
[0007] 进一步的，所述的三极管Ql为NPN型三极管。
[0008] 本实用新型的有益效果是：该装置基于光电式的测量原理，设计了全新的风速测 量电路，通过对信号的快速处理，将感官的风速转化为精确的数字显示出来，可以对风速范 围在0 - 9999rpm内的测量误差不超过5%。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是本实用新型的原理结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示的风速测量电路包括增量式光电编码器、施密特触发器Ul、电阻Rl、电 阻R2、NPN型三极管Q1、光耦U2、电阻R3,所述增量式光电编码器的两个输入端分别连接5V 电压和地端，所述增量式光电编码器的输出端连接施密特触发器Ul的第一引脚，所述施密 特触发器Ul的第二引脚连接电阻Rl -端，电阻Rl的另一端连接三极管Ql的基极，三极管 Ql的发射极接地，三极管Ql的集电极连接光耦U2的第二引脚，光耦U2的第一引脚通过电 阻R2接5V电压，光耦U2的第三引脚通过电阻R3接5V电压，光耦U2的第四引脚接地。
[0011]增量式编码器是将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉 冲，用脉冲的个数表示位移的大小，由于增量式编码器的优点是结构简单，除可以直接测量 角位移，还常用于测转轴速度，所以风速测量装置采用增量式编码器。
[0012]目前，在以光电编码器构成的测速系统中，常用的数字式转速测量方法主要有三 种，分别是M法(频率法)、T法(周期法)、M/T法(频率/周期法)。M法是在既定的检测时间 内，测量所产生的转速脉冲信号的个数来确定转速，比较适合于高速场合；T法是测量相邻 两个转速脉冲信号的时间来确定转速，适合速度比较低的场合;M/T法是同时测量检测时 间和在此时间内的转速脉冲信号的个数来确定转速。对于本装置的风速测量模块，采用的 方法为：低速时采用T法，高速时采用M法。
[0013] 施密特触发器是MOS触发器的一种，主要应用于波形变换，此处采用的型号为 74HC14N。
[0014] 光耦合器是一种通过输入端发光二极管发光，控制输出光电管导通，即利用光耦 合方式传送数字信息的特殊器件，最大特点是能将输入和输出两部分隔离开来。在电子计 算机与外围设备相连的情况下，会出现感应噪声，接地回路噪声等问题，为了使干扰不能传 入计算机，以便提高系统的可靠性，所以使用光电耦合器将输入信号与计算机隔开，单片机 和计算机的情况一样，都要抗干扰，并且外围的设备可能以为某些原因发生短路等情况，为 了不影响单片机的工作，保护单片机，也要将单片机与外围设备隔开，所以在风向和风速测 量模块中，采用6N137光电耦合器经输入信号与单片机进行隔离。
[0015] 使用时，将光耦U2的第三引脚连接到单片机上即可。
[0016] 根据增量绝对式光电编码器的工作原理，增量式编码器是直接输出数字量的传 感器增量式，增量式绝对式光电编码器输出低电平，经74HC14N反相器反向得到高电平，Ql 三极管导通，使得6N137光耦导通，单片机引脚得到低电平。
[0017] 限流电阻大小的选择，应以发光二极管能正常工作为前提，一般通过发光二极管 的电流不应大于10mA，据此计算R2应选以上I. 2K，为安全起见，本系统中为2K。接收端电 阻的选择应以能正确表示逻辑关系为准，当输入端为高电平"1"时，接收端光敏二极管导 通，输出应为低电平，由TTL电平特性知，输出端电平应小于0.8V，据此计算的R3应为IOK Cl左右,实验结果表明当输出为低电压"0"时，电压低于0.6V,完全满足电平特性。
[0018] 除本实用新型所述的结构外，其余均为现有技术。
[0019] 以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本【技术领域】的普通技术人员来 说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被 视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1. 一种风速测量电路，其特征在于，包括增量式光电编码器、施密特触发器U1、电阻 R1、电阻R2、三极管Q1、光耦U2、电阻R3,所述增量式光电编码器的两个输入端分别连接5V 电压和地端，所述增量式光电编码器的输出端连接施密特触发器U1的第一引脚，所述施密 特触发器U1的第二引脚连接电阻R1 -端，电阻R1的另一端连接三极管Q1的基极，三极管 Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接光耦U2的第二引脚，光耦U2的第一引脚通过电 阻R2接5V电压，光耦U2的第三引脚通过电阻R3接5V电压，光耦U2的第四引脚接地。
2. 根据权利要求1所述的一种风速测量电路，其特征在于，所述施密特触发器U1的型 号为 74HC14N。
3. 根据权利要求1所述的一种风速测量电路，其特征在于，所述的光耦U2的型号为 6N137。
4. 根据权利要求1所述的一种风速测量电路，其特征在于，所述的三极管Q1为NPN型 三极管。
【文档编号】G01P5/06GK204044177SQ201420464636
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月18日 优先权日:2014年8月18日
【发明者】贾玉凤 申请人:济南职业学院