基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)[1]

1、第1頁共43頁基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)【摘要】介紹了一種基于AT89C51單片機(jī)平臺(tái)采用光電傳感器實(shí)施電機(jī)轉(zhuǎn)速測量的方法硬件系統(tǒng)包括脈沖信號產(chǎn)生、脈沖信號處理和顯示模塊并采用C語言編程結(jié)果表明該方法具有簡單、精度高、穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。介紹了該測速法的基本原理、實(shí)現(xiàn)步驟和軟硬件設(shè)計(jì)【關(guān)鍵詞】轉(zhuǎn)速測量單片機(jī)光電傳感器；電機(jī)；脈沖。第3頁共43頁2.轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的原理轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的原理2.1轉(zhuǎn)速測量方法轉(zhuǎn)速測量方

2、法轉(zhuǎn)速是指作圓周運(yùn)動(dòng)的物體在單位時(shí)間內(nèi)所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)其大小及變化往往意味著機(jī)器設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的正常與否因此轉(zhuǎn)速測量一直是工業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)重要問題。按照不同的理論方法先后產(chǎn)生過模擬測速法(如離心式轉(zhuǎn)速表)、同步測速法(如機(jī)械式或閃光式頻閃測速儀)以及計(jì)數(shù)測速法。計(jì)數(shù)測速法又可分為機(jī)械式定時(shí)計(jì)數(shù)法和電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法。本文介紹的采用單片機(jī)和光電傳感器組成的高精度轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)其轉(zhuǎn)速測量方法采用的就是電子式定時(shí)計(jì)數(shù)法。對轉(zhuǎn)速的測量實(shí)際上是對轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)引起的周

3、期脈沖信號的頻率進(jìn)行測量。在頻率的工程測量中電子式定時(shí)計(jì)數(shù)測量頻率的方法一般有三種：①測頻率法:在一定時(shí)間間隔t內(nèi)計(jì)數(shù)被測信號的重復(fù)變化次數(shù)N則被測信號的頻率fx可表示為fx=Nt(1)②測周期法:在被測信號的一個(gè)周期內(nèi)計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖數(shù)m0則被測信號頻率fx=fcm0其中fc為時(shí)鐘脈沖信號頻率。③多周期測頻法:在被測信號m1個(gè)周期內(nèi)計(jì)數(shù)時(shí)鐘脈沖數(shù)m2從而得到被測信號頻率fx則fx可以表示為fx=m1fcm2m1由測量準(zhǔn)確度確定。電子式定時(shí)

4、計(jì)數(shù)法測量頻率時(shí)其測量準(zhǔn)確度主要由兩項(xiàng)誤差來決定:一項(xiàng)是時(shí)基誤差另一項(xiàng)是量化1誤差。當(dāng)時(shí)基誤差小于量化1誤差一個(gè)或兩個(gè)數(shù)量級時(shí)這時(shí)測量準(zhǔn)確度主要由量化1誤差來確定。對于測頻率法測量相對誤差為：Er1=測量誤差值實(shí)際測量值100%=1N100%(2)由此可見被測信號頻率越高N越大Er1就越小所以測頻率法適用于高頻信號(高轉(zhuǎn)速信號)的測量。對于測周期法測量相對誤差為：Er2=測量誤差值實(shí)際測量值100%=1m0100%(3)對于給定的時(shí)鐘脈