基于红外线的转速测量仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及基于红外线的转速测量仪，包括红外线测速装置，红外线测速装置包括用于发射红外线的红外线发射管和用于接收红外线的红外线接收管，红外线发射管与红外线接收管之间安装齿盘，当齿盘旋转时，由于轮齿的遮挡，红外线发射管与红外线接收管之间的红外线光路时断时续，信号处理电路将此变化的光信号转换为电脉冲信号，一个脉冲信号即表示齿盘转过一个齿。主控制器对脉冲进行计数，同时通过其内部的计时器对接收一定数目的脉冲计时，根据脉冲数目及所用时间就可计算出转速。本发明基于红外辐射技术的转速测量仪，结构简单安装方便，对周围环境要求不高，具有较宽的动态测量范围，测量精度较高。
【专利说明】
基于红外线的转速测量仪
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种基于红外线的转速测量仪。
[0002]景技术
[0003]测量转子速度的方法很多，但多数比较复杂。目前，测量转速的测速仪主要有四种:机械式、电磁式、光电式和激光式。机械式主要利用离心力原理，通过一个随轴转动的固定质量重锤带动自由轴套上下运动，根据不同转速对应不同轴套位置获得测量结果原理简单直接，不需额外电器设备，适用于精度要求不高、接触式的转速测量场合。电磁式系统由电磁传感器和安装在轴上的齿盘组成，主轴转动带动齿盘旋转，齿牙通过传感器时引起电路磁阻变化，经过放大整形后形成脉冲，通过脉冲得到转速值。由于受齿盘加工精度、齿牙最小分辨间隔、电路最大计数频率等限制，测量精度不能保证。光电式结构类似于电磁式结构，把旋转齿盘换作光电编码盘或黑白相间的反射条纹，把电磁传感器换作光电接收器，通过对反射回来的光脉冲信号计数得到测量结果。由于受条纹最小分辨间隔、电路最大计数频率等限制，测量精度不能保证，所测转速值和电磁式一样为两个计数脉冲间距的平均值。 激光测速技术(LDV)是一种正在发展中的测速技术，通过激光多普勒效应获得转动体的瞬时角速度，理论上具有很高的瞬时转速测量精度，但目前实际产品精度不够高，并且价格昂贵，在实际使用上受到限制。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种基于红外线的转速测量仪，结构简单安装方便，对环境要求不高，而且很容易完成转速的测量，具有较宽的动态测量范围，测量精度尚。
[0005]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:基于红外线的转速测量仪，其特征在于，包括红外线测速装置、信号处理装置、主控制器和显示器；
[0006]所述红外线测速装置包括用于发射红外线的红外线发射管和用于接收红外线的红外线接收管，在红外线发射管和红外线接收管之间设置齿盘，所述红外线接收管输出光信号；
[0007]所述信号处理装置用于将接收到的所述红外线接收管输出的光信号转换成电脉冲信号；
[0008]所述主控制器用于接收电脉冲信号，并将信号进行计算得到转速信号；
[0009]所述显示器与所述主控制器连接，用于转速显示。
[0010]本发明的有益效果:红外线发射管与红外线接收管之间安装齿盘，当齿盘旋转时， 由于轮齿的遮挡，红外线发射管与红外线接收管之间的红外线光路时断时续，信号处理电路将此变化的光信号转换为电脉冲信号，一个脉冲信号即表示齿盘转过一个齿。主控制器对脉冲进行计数，同时通过其内部的计时器对接收一定数目的脉冲计时，根据脉冲数目及所用时间就可计算出转速。本发明基于红外辐射技术的转速测量仪，结构简单安装方便，对周围环境要求不高，可以很容易地完成转速的测量。具有较宽的动态测量范围，测量精度较尚。
[0011]进一步，所述主控制器为AT89C52单片机。
[0012]采用上述进一步方案的有益效果是:采用单片机，成本低而且性能可靠。
[0013]进一步，所述信号处理装置包括第一电阻R1，所述红外线发射管的阴极接地，阳极串联所述第一电阻R1后与三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的基极串联第六电阻器R6 后与所述单片机的I/O串口管脚P10连接，所述三极管Q1的集电极还串联第二电阻R2后与所述红外线接收管的阴极连接，所述红外线接收管的阳极接地，所述红外线接收管的阴极还与反相器的输入端连接，所述反相器的反相输出端与所述单片机的第一中断端INT1连接。
[0014]采用上述进一步方案的有益效果是:信号处理装置电路结构简单，性能可靠。
[0015]进一步，所述单片机的第一数据端组P00-P07、第二数据端组P20-P27都与所述显示器的信号端组连接。
[0016]进一步，所述显示器采用型号为JHD12864的液晶显示模块，该液晶显示模块采用型号为HD44780的驱动芯片，所述液晶显示模块的电源端和地线端之间串联有用于调节所述显示器对比度的滑动变阻器，所述滑动变阻器的滑动端与所述液晶显示模块的对比度调节端连接。[〇〇17]采用上述进一步方案的有益效果是:驱动芯片型号为HD44780,该驱动芯片具有标准的接口特性，MCS-51系列单片机的操作时序;模块内部具有64个字节的自定义字符RAM， 可自定义显示字符。该液晶显示模块采用+5V电源供电，共有20个引脚与单片机的I/O数据端口连接，采用滑动变阻器调节显示器的对比度，电路结构简单，安装也比较方便。【附图说明】
[0018]图1为本发明的原理图；
[0019]图2为本发明的电路原理图。【具体实施方式】
[0020]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0021]如图1所示，基于红外线的转速测量仪，包括红外线测速装置、信号处理装置3、主控制器4和显示器5;红外线测速装置包括用于发射红外线的红外线发射管1和用于接收红外线的红外线接收管2,在红外线发射管1和红外线接收管2之间设置齿盘6,红外线接收管2 输出光信号;信号处理装置3用于将接收到的所述红外线接收管2输出的光信号转换成电脉冲信号;主控制器4用于接收电脉冲信号，并将信号进行计算得到转速信号；显示器5与所述主控制器4连接，用于转速显示。[〇〇22] 如图2所示，主控制器4选用AT89C52单片机。信号处理装置3包括第一电阻R1，所述红外线发射管1的阴极接地，阳极串联所述第一电阻R1后与三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的基极串联第六电阻器R6后与所述单片机的I/O串口管脚P10连接，所述三极管Q1的集电极还串联第二电阻(R2)后与所述红外线接收管2的阴极连接，所述红外线接收管2的阳极接地，所述红外线接收管2的阴极还与反相器的输入端连接，所述反相器的反相输出端与所述单片机的第一中断端INT1连接。单片机的第一数据端组P00-P07、第二数据端组P20-P27都与所述显示器5的信号端组连接。[〇〇23] 显示器5采用型号为JHD12864的液晶显示模块，该液晶显示模块采用型号为 HD44780的驱动芯片，液晶显示模块的电源端和地线端之间串联有用于调节液晶显示模块对比度的滑动变阻器RW，滑动变阻器RW的滑动端与液晶显示模块的对比度调节端连接。
[0024]上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.基于红外线的转速测量仪，其特征在于，包括红外线测速装置、信号处理装置(3)、主 控制器(4)和显示器(5);所述红外线测速装置包括用于发射红外线的红外线发射管(1)和用于接收红外线的红 外线接收管(2)，所述红外线接收管(2)输出光信号；所述信号处理装置(3)用于将接收到的所述红外线接收管(2)输出的光信号转换成电 脉冲信号；所述主控制器(4)用于接收电脉冲信号，并将电脉冲信号进行计数得到转速信号；所述显示器(5)与所述主控制器(4)连接，用于转速显示。2.根据权利要求1所述的基于红外线的转速测量仪，其特征在于，所述主控制器(4)为 AT89C52单片机。3.根据权利要求2所述的基于红外线的转速测量仪，其特征在于，还包括反相器，所述 信号处理装置(3)包括第一电阻(R1)及三极管(Q1)，所述红外线发射管(1)的阴极接地，阳 极串联所述第一电阻(R1)后与三极管(Q1)的集电极连接，所述三极管(Q1)的基极串联第六 电阻器(R6)后与所述单片机的I/0串口管脚P10连接，所述三极管(Q1)的集电极还串联第二 电阻(R2)后与所述红外线接收管(2)的阴极连接，所述红外线接收管(2)的阳极接地，所述 红外线接收管(2)的阴极还与所述反相器的输入端连接，所述反相器的反相输出端与所述 单片机的第一中断端INT1连接。4.根据权利要求2所述的基于红外线的转速测量仪，其特征在于，所述单片机的第一数 据端组(P00-P07)、第二数据端组(P20-P27)都与所述显示器(5)的信号端组连接。5.根据权利要求4所述的基于红外线的转速测量仪，其特征在于，所述显示器(5)采用 型号为JHD12864的液晶显示模块，该液晶显示模块采用型号为HD44780的驱动芯片，所述液 晶显示模块的电源端和地线端之间串联有用于调节所述显示器(5)对比度的滑动变阻器 RW，所述滑动变阻器的滑动端与所述液晶显示模块的对比度调节端连接。
【文档编号】G01P3/486GK106053872SQ201610478592
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】张红, 叶明 , 刘光远
【申请人】西南大学