目录
第1章转速测量文献综述 (1)
1.1转速测量的意义 (1)
1.2转速测量现状 (1)
1.2.1磁电式转速测量 (2)
1.2.2光电式转速测量 (3)
1.2.3电感式转速测量 (4)
第2章总体方案设计 (5)
2.1方案一 (5)
2.2方案二 (7)
2.3方案三 (8)
2.4方案分析对比 (10)
2.5小结 (10)
第3章具体设计与特性分析 (11)
3.1传感器设计 (11)
3.2转换电路设计 (12)
3.3传感器总体分析 (12)
3.4使用条件和误差补偿 (12)
3.5仿真实验 (12)
3.6小结 (13)
总结 (14)
参考文献 (15)
心得体会 (15)
第1章转速测量文献综述
1.1转速测量的意义
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、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。要测速，首先要解决是采样问题。在使用模技术制作测速表时，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。为了能精确地测量转速外,还要保证测量的实时性,要求能测得瞬时转速方法。因此转速的测试具有重要的意义。
这次设计内容包含知识全面，对传感器测量发电机转速的不同的方法及原理设计这次设计内容包含知识全面，对传感器测量发电机转速的不同的方法及原理设计有较多介绍，在测量系统中能学到关于测量转速的传感器采样问题，单片机部分的内容，显示部分等各个模块的通信和联调。全面了解单片机和信号放大的具体内容。进一步锻炼我们在信号采集，处理，显示发面的实际工作能力。
1.2转速测量现状
随着科学技术的迅速发展，转速测量仪表已经步入现代化、电子化的行列。过去曾经使用过的接触式测量仪表，如离心式转速表、微型发电机转速表及钟表式定时转速表，均已先后受到了冷落；而利用已知频率的闪光与被测轴转速同步的方法来测速的闪光测速仪，虽属非接触式仪表，目前仍有应用，但也退居次要地位。代之而起的是非接触式的电子与数字化测速仪表。这类转速仪表大多具有体积小、重量轻、读数精准、使用方便等优点，容易实现电脑屏幕显示和打印输出，能够连续的反应转速变化，即能测定发动机稳定状态下的平均转速，也能够用来在足够小的时间间隔这一特定条件下测定发动机的瞬时转速。
转速测量的方法有很多，根据工作原理可分为计数式、模拟式、同步式。计数式方法是用某种方式读出一定时间内的总转数；模拟式方法是测出由瞬时转速引起的某种物理量的变化；同步式是用利用已知的频率与旋转体的旋转同步来测量转速。根据不同的转换方式，测试方法见表1-2所示。一般的转速测试可用机械式转速表、发电机式转速表以及频闪式测速表，但在有些情况下，其测量精度，瞬时稳定度不能满足更高的要求，因此，在测量方法和传感器的选择上显得尤为重要。常用的传感器种类有光电传感器、电磁式传感器、电容式传感器等，而测量方法上有测量转速周期、转速频率等。
表1-2
1.2.1磁电式转速测量
磁电式转速传感器基于电磁感应原理，通过磁电相互作用把转轴的转速转换成相对应的感应电动势，再经过对输出感应电动势信号进行处理和
如图1.2.1所示为磁电式转速传感器的结构图，它由装在轴上的内齿轮和外齿路、感应线圈、永久磁铁等部分组成。当内齿轮和外齿轮的齿凸相对时，气隙最小，磁阻最小，磁通最大;当内齿轮和外齿轮的齿凹相对时，气隙最大，磁阻最大，磁通最小。这样当内齿轮与外齿轮相对运动时，传感器的磁通就发生周期性变化，从而在线圈中感应出电动势信号。
图1.2.1
1.2.2光电式转速测量
1投射式光电转速传感器
投射式光电转速传感器设有读数盘和测量盘，两者之间存在间隔相同的缝隙。投射式光电转速传感器在测量物体转速时，测量盘会随着被测物体转动，光线则随测量盘转动不断经过各条缝隙，并透过缝隙投射到光敏元件上。
投射式光电转速传感器的光敏元件在接收光线并感知其明暗变化后，即输出电流脉冲信号。投射式光电转速传感器的脉冲信号，通过在一段时间内的计数和计算，就可以获得被测量对象的转速状态。
2反射式光电转速传感器
反射式光电转速传感器是通过在被测量转轴上设定反射记号，而后获得光线反射信号来完成物体转速测量的。反射式光电转速传感器的光源会对被测转轴发出光线，光线透过透镜和半透膜入射到被测转轴上，而当被测转轴转动时，反射记号对光线的反射率就会发生变化。
反射式光电转速传感器内装有光敏元件，当转轴转动反射率增大时，反射光线会通过透镜投射到光敏元件上，反射式光电转速传感器即可发出一个脉冲信号，而当反射光线随转轴转动到另一位置时，反射率变小光线变弱，光敏元件无法感应，即不会发出脉冲信号。工作原理如图1.2.2。
图1.2.2
1.2.3电感式转速测量
电感式传感器的基本原理是电磁感应原理，即利用电磁感应将被测非电量，如压力，位移等，转换为电感量的变化输出，在经测量转换电路，将电感量的变化转换为电压或电流的变化，来实现非电量电测的。主要有变气隙式电感传感器，差动螺线管式电感传感器，差动变压器式电感传感器，电涡流式电感传感器。可以做成测量压力，位移，应变，流量，比重等的传感器。
1.2.4闪频式转速测量
闪频式转速测量仪，是利用人眼的视觉暂留现象而测量转速的方法。利用该原理，研制成各种型号的频闪式转速表。这种转速表由多谐振荡器、闪光灯、频率检测系统及电源等部分组成。由多谐振荡器产生各种频率的窄脉冲信号出发闪光灯，使闪光灯发出与脉冲频率同步有一闪一闪的光，用来照明旋转轴，测量转轴的转速。此种方法的缺点是在测量高转速时由于受到人是视觉的限制无法正确定相，所以测量精度不高（最高0.5级），而且测量距离短。
第2章总体方案设计
首先此次设计方案已经给定了技术指标：误差不大于1%且转速范围在5000r/min-20000r/min。所以尽管有些方案很好但不符合技术要求则不能使用。经分析大致选出两种设计方案。
2.1方案一
单衍射激光传感器测量工作原理：向所测旋转物发射一小束窄激光束，激光束经旋转体不同表面反射返回传感器的光强各不相同，传感器将返回光束的光强的强弱转换成连续的电压信号，信号经过控制器的门槛电路处后就可以输出一定频率的数字信号。应用系统如图2.1所示：
图2.1
由激光发射器发出的激光光束直接射到增压器压气机的叶片上，叶片旋转时，不同表面沿原光束返回的光强各不相同，其中叶片上边缘反射回来的光强最强，其他斜坡面返回的光强较弱。即每一个叶片转过时光强感应器会返回一个强脉冲，通过激光器控制器设定一个合适的门限值，再通过信号处理电路将传感器控制器出来的信号整形为5V的适应于单片机系统捕捉的数字转速信号。激光测速系统采用测周法测量转速，转速信号的捕捉采用单片机的T2计数器的T2EX口，当T2EX口检测到下降缘时,触发一个中断，并将当前计数器寄存器的值锁存RCAP寄存器。因此，通过两次中断连续读取RCAP寄存器的值并相减即可计算出转速信号的周期，进而确定当前转速。
N=60×1/(RCAP2-RCAP1)×T2EX×N1
式中,N为转速,r/min,N1为增压器叶片数目,RCAP2为当前中断计数器值,RCAP1为上次中断计数器值,T2EX为计数器计数时间间隔,s。
高精度激光转速测量系统硬件部分结构框图如图2.2所示：
图2.2
主要由激光传感器、激光传感器控制器、信号处理电路、单片机系统和LED数字显示器等几部分组成。信号测量选用Keyence单衍射激光传感器。它包括激光发射头和控制器两部分,其中,激光传感器实时发射激光并感应反射光强。控制器用于设定传感器工作模式和门槛电压，其主要工作参数见表2-1：
表2-1控制器LV-21A放大器主要参数
响应时间FINE:80LTUYBO,SUPER:4ms
检测模式STANDER-1
工作电压DC12-24V
工作消耗＜1.5W
电压比较电路由集成运算放大器MAX427构成,它能将传感器控制器出来的信号整形为5V方波信号。单片机系统是整个测试系统的核心部分,它实时捕获外围测量系统传来的转速数字信号,并根据叶片数目等初始设定,计算出当前的转速122。然后实时地在LED显示模块中显示转速值,同时将转速值输山到AD口以及RS232通讯模块。本单片机采用的是
16位的时钟,8k字节的Flash用来存放程序,640字节的用户E2PROM,256
字节的内存，I2C和SPI,0SC(系统时钟)等,另外还有8AD(AINO~AIN7),两路DA(DAC0和DACl),四个端口P0~P3,其中P1与8路AD共用管脚)。其中T2可作为数字输入捕捉计数器使用,可以
满足系统的要求。RS232通讯接口用于与上位计算机或工控系统相连,实现上位机与单片机间进行程序下载和数据传输。我们用集成的芯片进行电平转换,选择RS232电平转换的典型的芯片Max202,其电路图如图2.3所示。数据显示器选用LED数码管。因为增压器转速最高只有几十万转每分钟,可采用型号为4320的数码管,该数码管是由六个8段发光二极管组成的6位数码管,最大显示转速范围为999999r/min,能满足设计需要。数码管采用P0口与P2口加三极管共同驱动,ADUC812的P0口定义为数段选通开关,P2口定义为数字显示控制开关,编程思路为:如果开始时只接通其中第一路开关,同时,向P2口写入相应的数据,然后,关掉这路开关,按顺序接通下一路开关,也向P2口写入相应的数据,这样循环不停,由于人眼的视觉暂停特性,就能看到六个数字。
图2.3
软件设计部分就是：程序采用Keil C软件开发,由标准C编写,软件流程如图2-5所示。其中初始化将系统中所有命令、状态及有关存储单元置成初始状态,主要是将T2计数器初始化为输入捕捉模式,并将T2EX初始化为数字输入口,初始化RS232通讯模块、DA输出模块,开中断等。
2.2方案二
反射式光电转速传感器
反射式光电转速传感器是通过在被测量转轴上设定反射记号，而后获得光线反射信号来完成物体转速测量的。反射式光电转速传感器的光源会对被测转轴发出光线，光线透过透镜和半透膜入射到被测转轴上，而当被测转轴转动时，反射记号对光线的反射率就会发生变化。
反射式光电转速传感器内装有光敏元件，当转轴转动反射率增大时，反
个脉冲信号，而当反射光线随转轴转动到另一位置时，反射率变小光线变弱，光敏元件无法感应，即不会发出脉冲信号。
由于光电转速传感器是以光线的投射和接收来完成转速测量的一种转速表。光电转速传感器的设计精密、应用方便，使用范围广泛。光电转速传感器的优点很多，例如结构紧凑、运行稳定、不会对被测量轴形成额外负载等。
直接测量转速的方法很多，可以采用各种光电传感器，也可以采用霍尔元件。本实验采用光电传感器来测量电机的转速。由于光电测量方法灵活多样，可测参数众多，一般情况下又具有非接触、高精度、高分辨率、高可靠性和响应快等优点，加之激光光源、光栅、光学码盘、CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域得到了广泛的应用。本实验是反射式光电转速传感器的工作原理见图2.2。
图2.2
主要由被测旋转部件、反光片（或反光贴纸）、反射式光电传感器组成，在可以进行精确定位的情况下，在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸会取得较好的测量效果。在本实验中，由于测试距离近且测试要求不高，仅在被测部件上只安装了一片反光贴纸，因此，当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频反射式光电转速传感器的结构图率f，就可知道转速n=60f（转/分）。
如果在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸，那么，n=60f/N。N为反光片或反光贴纸的数量。
2.3方案三
电涡流测速传感器
电涡流测速传感器系统中的前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。当被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，与此同时该电涡流场也产生一个方
的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗），这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。则线圈特征阻抗可用Z=F(τ,ξ,б,D,I,ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ,ξ,б,I,ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化，输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，电涡流测速传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。
图为电涡流式转速传感器工作原理图。在软磁材料制成的输人轴上加工一键槽，在距输人表面do处设置电涡流传感器，输入轴与被测旋转轴相连。
图2-3
当被渊旋转轴转动时，输出轴的距离发生do+△d的变化。由于电涡流效应，这种变化将导致振荡谐振回路的品质因数变化，使传感器线圈电感随,△d的变化也发生变化，它们将直接影响振荡器的电压幅值和振荡频率。因此，随着输人轴的旋转，从振荡器输出的信号中包含有与转数成正比的脉冲频率信号。该信号由检波器检出电压幅值的变化量，然后经整形电路输出脉冲频率信号fo。该信号经电路处理便可得到被测转速。
当被测自行车旋转式，当自行车辐条经过电涡流传感器时，则电感L1线圈产生的磁场将导致在辐条中产生电涡流，并将贯穿辐条，此时磁场能量受到损耗，使得到达电感L2的磁通将减弱，从而使得L2产生的感应电压U2下降。随着自行车的车轮的旋转，从振荡器输出的信号中包含于转
经整形电路输出为fn的脉冲信号。通过鉴频器便可以得到Un，与给定的电压Vmin比较，如果Un
2.4方案分析对比
方案一：采用单衍射激光传感器测量进行电机的转速测量，并通过集驱动、译码于一体的数码管显示转速。测量精确度高，操作困难难，承成本高。
方案二：光电转速传感器
光电转速传感器属于非接触式转速测量仪表，它的测量距离一般可达200mm左右。结构紧凑，非常便于使用者的携带、安装和使用。多采用LED作为光线投射部件，极少会出现光线停顿的情况，多采用LED作为光线投射部件，极少会出现光线停顿的情况。
方案三：电涡流测速传感器
金属移动时产生涡流，感应精度不高，设别操作困难，且感应器价格较贵。
通过比较方案二操作简单，实施容易，所以我们选择方案二。
2.5小结
本章对三种不同的转速测量系统进行了分析与说明，分别具体了解了他们的优点和不足之处。并且得出一个最优方案进行进一步分析。
第3章具体设计与特性分析
3.1传感器设计
有光源、光学通路和光电元件3部分组成被测旋转部件、反光片反射式光电传感器。
由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的，按光电元件输出量性质可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器。模拟式光电传感器是将被测量转成连续变化的光电流，它与被测量间呈单值关系。模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射式，漫反射式，遮光式三大类。所谓透射式是指被测物体放在光路中，恒光源发出的光能量穿过被测物，部份被吸收后,透射光投射到光电元件上；所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上，再从被测物体表面反射后投射到光电元件上；所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份，使投射到光电元件上的光通量改变,改变的程度与被测物体在光路位置有关。
光敏二极管是最常见的光传感器。光敏二极管的外型与一般二极管一样，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小，称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电传感器。
光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏，发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic=（1+β）Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度。
本实验选用光电三极管来实现任务。
图3.1
3.3传感器总体分析
转速确定
转速n=f×60/p，n为每分钟转速，f为传感器输出脉冲频率Hz，一般取500，1000，2000Hz，p为光栅槽数。如p=200，f=1000Hz，n=300r/min 时，示波器显示脉冲波形稳定，便于分析。
静态测试
传感器送入电源，用手缓慢转动，用指针式万用表直流电源档检测输出电平，有高、低电平变化可视为正常。同理，如快速转动，则有1/2高电平输出为正常。
3.4使用条件和误差补偿
1、选用的光电传感器要频率高，带背景遮蔽功能，光斑要小；
2、现场环境，比如烟尘、水雾较大，再比如电磁干扰等等；
3、被测部位的反射率过高或过低，传感器安装的入射角度不正确。
3.5仿真实验
建立敏感元件、转换元件、转换电路部分的仿真模型，在软件中仿真得到测量数据，并与设计结果对比。
若有此部分内容，则报告成绩提高。
本章设计了光电转速传感器的使用方法，并验证了光电传感器的可行性。
结论
转速测量仪在工业生产、汽车技术应用、科学实验及生产生活都是必不可少的。随着电子技术的飞快发展，转速仪表结构简单化、品种多样化与系列化，进一步要向人性化发展，不但要具有价格优势，还要有很高的测量精度，这需要设计人员不断汲取新知识，不断运用新器件，不断开拓新思路，才有更多创新的、符合人们需求的转速测量仪表。
参考文献
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13.杨海马、刘瑾一种新型光学转速测量方法的研究《仪器仪表学报》2011-09-30
14.沈希,黄跃进,鲍雨梅.封闭体内电机转速测量技术的研究[J].硕士论文2012-06-24
15.王晓萍、黄颖高精度瞬态转速测量法《电测与仪表》2006-02-14
心得体会
通过本次学习，我深深懂得了要不断把所学知识学以致，也发现了自己的只是薄弱，还需要自身不断努力不断提高自己分析问题，解决问题的能力，同时提高我的专业技能，拓展我的专业知识面使我更加体会到要完成一件事必须认真、踏实、勤于思考。
. 传感器原理及应用期末课程设计题目基于霍尔传感器的转速测量电路设计 姓名小波学号8888888888 院（系）电子电气工程学院 班级清华大学——电子信息 指导教师牛人职称博士后 二O一一年七月十二日
摘要：转速是发动机重要的工作参数之一,也是其它参数计算的重要依据。针对工业上常见的发动机设计了以单片机STC89C51为控制核心的转速测量系统。系统利用霍尔传感器作为转速检测元件，并利用设计的调理电路对霍尔转速传感器输出的信号进行滤波和整形,将得到的标准方波信号送给单片机进行处理。实际测试表明,该系统能满足发动机转速测量要求。 关键词：转速测量，霍尔传感器，信号处理，数据处理
Abstract: The rotate speed is one of the important parameters for the engine, and it is also the important factor that calculates other parameters. The rotate speed measurement system for the common engine is designed with the single chip STC89C51. The signal of the rotate speed is sampled by the Hall sensor, and it is transformed into square wave which will be sent to single chip computer. The result of the experiment shows that the measurement system is able to satisfy the requirement of the engine rotate speed measurement. Key words:rotate speed measurement, Hall sensor, signal processing, data processing
传感器原理及应用期末课程设计题目基于霍尔传感器的转速测量电路设计 姓名小波学号8888888888 院（系）电子电气工程学院 班级清华大学——电子信息 指导教师牛人职称博士后 二O一一年七月十二日
摘要：转速是发动机重要的工作参数之一,也是其它参数计算的重要依据。针对工业上常见的发动机设计了以单片机STC89C51为控制核心的转速测量系统。系统利用霍尔传感器作为转速检测元件，并利用设计的调理电路对霍尔转速传感器输出的信号进行滤波和整形,将得到的标准方波信号送给单片机进行处理。实际测试表明,该系统能满足发动机转速测量要求。 关键词：转速测量，霍尔传感器，信号处理，数据处理
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包头铁道职业技术学院 毕业论文 学生姓名：孙文磊 年级：2011 专业：工程测量技术 指导教师：高润喜 完成日期：2014年5月1日 第一章绪论 第二章工程测量的测量仪器 第三章隧洞地面和地下高程控制网略图 第四章隧洞地面和地下平面控制测量设计说明 4.1 确定遂洞地面和地下平面控制网的等级进行遂洞横向贯通误差的预计4.2 地面和地下平面控制测量等级的各种技术要求 4.2.1 地面控制测量的等级标志形状和尺寸的设计 4.2.2 平面控制测量所用的仪器
第五章隧洞地面和地下高程控制测量设计说明 5.1 地上高程控制测量误差引起的竖向贯通误差≤15mm 5.1.1 竖向贯通误差的预算 5.2 地面和地下高程控制测量的等级的各种技术要求 5.2.1 高程控制点的标志设计 5.2.2 确定所使用的仪器和工具 5.2.3 高程控制测量的外业观测方法、各项限差及内业计算的计算要求5.2.4 外业成果的整理与平差计算 第六章隧洞施工放样方法、精度的设计说明 6.1 洞外中心线的测设方法及要求的设计 6.2 隧洞中心控制桩外的设计 6.3 洞内施工导线、基本导线、主要导线的精度、测量方法设计6.4 隧洞内高程控制点测量方法、精度要求 6.5 隧洞进出口点的设计高程、个100 整数桩的设计高程 6.6 隧洞施工面的放样方法
6.7 纵、横和竖向贯通误差的测定方法 第七章总结 第一章 东山隧洞施工测量工程位于维州市东山镇西南方向，其东南方向是东山小学，离东山镇约2km ，离东山小学约1.5km ，距其不远有一条穿过东山镇的南北公路。公路对隧洞的施工提供了比较方便的交通路线。 隧洞全长为3156m ，穿过东山山头，东山山头的高程H=198.236m 。隧洞进口的设计高程HA=78.000m ，隧洞的设计坡降为0.3% 。 第二章本工程测量单位所拥有的测量仪器为 （1）全站仪，测程3km ，测距精度：±（2mm +2ppm · D ） 测角精度：± 2 ″ （2）DS3 水准仪 （3）30m 钢尺 根据所拥有的仪器及遂洞的地形图采用光电测距导线网作为平面控制网。由东山地形图可知道该地形比较陡，通视条件差，不宜布设多边形的平面控制网，测角网测量的角数比较多降低测量的速度，随着全站仪测距精度的提高，采用边角网的平面控制网可以提高测量的速度同时也可以保证测量的精度。由表 2.1.1 可知道平面控制网的等级可能为三等或四等，而且三、四、五等平面控制网，可以用相应等级的导线网来代替。所以本工程的控制网采用了光电测距导线网。平面控制网见东山地形图。 表 2.1.1 洞外控制网等级选择
班级：10路桥二班姓名：刘利学号：10201080240 工程测量论文 测量学有着悠久的历史。古代的测绘技术起源于水利和农业等生产的需求。工程测量学 只是测量学的一个分支。工程测量学是一门应用学科，按其研究对象可分为：建筑工程测量、 铁路工程测量、公路工程测量、桥梁工程测量、隧道工程测量、水利工程测量、地下工程测 量、管线（输电线、输油管）工程测量等。工程测量学是研究在工程建设、工业和城市以及 资源开发中，在规划、勘测设计、施工建设和运营管理各个阶段所进行的控制测量、地形和 有关信息的采集和处理（即大比例尺地形图测绘）、地籍测绘、施工放样、设备安装、变形 监测及分析和预报等的理论、技术和方法，以及研究对测量和工程建设有关的信息进行管理 和使用的学科。 一、工程测量学的研究应用领域。 从应用的角度看，工程测量是一门服务性技术。除了其本身的理论与技术体系外，主要面向广泛的工程应用，为工程建设服务(2)。比如：1.工业与民用建筑工程测量。它是指建筑工业与民用建筑工程在勘测、设计施工和竣工验收、运营管理过程中的测量工作。2.线路工程测量。其包括公路、铁路、输电线、输油管道、灌渠以及各种地下管线等工程。3.地质矿山工程测量。通常将配合地质找矿、矿物开采工作的各种测量工作系统称为地质矿山工程测量。4.军事工程测量。是在军事工程建设的勘测设计，施工建设和运营管理阶段唆进行的测量工作，为各种军事工程建设提供精确数据、地形图等。保障工程建设按照设计竣工和安全有效地使用。等，多方面的应用。 工程测量学的研究领域既有相对的固定性，又是不断发展变化的。工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障，满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向，大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。 二、工程测量仪器的发展。 十七世纪之前，人们使用简单的工具，例如中国的绳尺、步弓、矩尺和圭表等进行测量。随着科学技术的不断进步测量方法和仪器也在不断更进。相继出现立体坐标量测仪，地面立体测图仪等。
兰州交通大学 毕业设计文献综述 题目：基于单片机的电机转速测量系统Title:Motor speed measuring system based on single chip microcomputer 姓名：韦宝芸
学号：3 班级：机设1202班 摘要 本文首先叙述了单片机测量转速的系统构成及转速测量的几种常用方法，分析了相应方法在测量上的特点、误差和计算。其次，针对特定的应用环境，设计出一种基于 80C51单片机的全数字式测速系统，详细阐述了系统的工作原理，指出产生误差的可能原因，并给出了具体解决的方法；根据系统要求编制了源程序，分析其工作流程。最后，对构建的系统利用仿真机进行调试，对测量指标进行了分析、比较并提出改进方案。 关键词：单片机、转速、测量精度 Abstract
This paper first discussed some ways for rotary speed measure. It analyzed characters and errors of these ways. Second, it designed full digital measure system based on a Single-Chip Microprocessor(80C51) responding to special application, stated the working theory of the system and the methods to solve the errors, writed the working programmes by A51 assemble language. Finally, this system implementation was confirmed by using of Keil-51 simulator. The characters on the error margin and accuracy was summarized. Keywords : Single-Chip Microprocessor、rotary speed 、measureprecision Keil-51
重力加速度测量（设计性实验） 【实验目的】 （1）推导单摆测量重力加速度的公式。 （2）掌握单摆测量重力加速度实验的实验设计方法及验证方法。 （3）掌握间接测量量不确定度的计算方法。 （4）了解单摆测量重力加速度实验的主要误差来源。 （5）估算实验仪器的选取参数并设计实验数据记录表格。 【设计实验】 设计性实验的设计过程主要有以下几步： （1）根据待测的物理量确定出实验方法（理论依据），推导出测量的数学公式；判定方法误差给测量结果带来的影响。 （2）根据实验方法及误差设计要求，分析误差来源，确定所需要采用的测量仪器（包括量程、精度等）以及测量环境应达到的要求（如空气、电磁、振动、温度、海拔高度等）。 （3）确定实验步骤、需要测量的物理量、测量的重复次数等。 （4）设计实验数据表格及要计算的物理量。 （5）实验验证。要用测得的实验数据，采用误差理论来验证实验结果。若不符合测量要求，则需对上述步骤中的有关参数做出适当调整并重做实验，据测得的实验数据进行实验验证，以此类推直到符合要求为止。 设计实验的原则应在满足设计要求的前提下，尽可能选用简单、精度低的仪器，并能降低对测量环境的要求，尽量减少实验测量次数。 【设计要求】 （1）测定本地区的重力加速度，要求重力加速度的相对不确度小于0.5%，即 g 0.5u g ≤%。确 定所需仪器的量程和精度，以及测量参数（摆长和摆动次数）。 （2）本实验是测量重力加速度的设计性实验，但考虑到设计难度、仪器资源的限制等因素，规定其实验方法采用单摆法。 （3）可用仪器有：钢卷尺（1 mm/2 m ，表示最小分度值为1 mm ，量程为2 m ，下同）、钢直尺（1 mm/1 m ）、游标卡尺（0.02 mm/20 cm ）、普通直尺（1 mm/20 cm ）、电子秒表（0.01 s ）、单摆实验仪（含摆线、摆球等）。 【实验内容】 （1）原理分析。写出单摆法测量公式完整的推导过程及近似要求，并画出原理图（查阅相关书籍及网站）。 （2）误差分析。分析实验过程中的主要误差来源并估算。 （3）不确定度的推导与计算。 （4）估算实验参数（摆长和摆动次数）。 （5）设计实验步骤与数据表格。 （6）实验与验证。 【设计提示】
传感器与测控电路课程设计报告学生姓名：禹振榜 指导老师：杨书仪余以道 专业班级：12级测控二班 所在学院：机电工程学院 学号1203030214 课题基于单片机的霍尔测速报警系统
基于单片机的霍尔测速报警系统的设计 摘要 在生产中，电机应用十分广泛，比如汽车速度显示，设备工作时的档位，都需要我们了解电机或者机器的转速。转速作为工程中应用的一个非常广泛的参数，它的测量方法有很多，特别是单片机对脉冲数字信号的强大处理能力，使得全数字测量系统越来越普及，越来越方便。 本设计属于码盘转速测量系统，实现转速的实时测量和显示。本系统以STC90C51单片机为核心，旋转编码器通过用传感器测量非电量，转变成模拟电量，再通过一系列测控电路。获得数字信号，实现实时轴转速测量，同时用四位段码式LED数码管显示模块显示电机转速，并且加入了报警模块。详细阐述了转速测量系统的工作过程，以及硬件电路的设计、显示效果。本文吸收了硬件软件化的思想，实现了题目要求的功能。 关键词：转速测量,，单片机, LED显示模块，霍尔传感器。
目录 第一部分绪论 1.1 设计的任务与要求————————————————1 第二部分功能分析与设计要求 2.1 测控系统功能的概述———————————————1 2.2系统模块的确定————————————————— 2 2.3各模块的选择—————————————————— 2 2.1.1传感器模块的论证与选择——————————————2 2.1.2报警模块的论证与选择———————————————3 2.1.3显示模块的论证与选择———————————————3 2.1.2单片机模块的论证与选择——————————————3 2.4 小结——————————————————————3 第三部分测控系统的总体设计 3.1 测控系统的总体设计———————————————4 3.1.1 硬件原理图———————————————————4 3.1.2 硬件电路设计总图————————————————5 3.2 测控系统子模块简介———————————————5 3.2.1传感器原理及分电路析—————————————— 5 3.2.2 报警模块————————————————————7 3.2.3 LED数码管———————————————————8
工程测量毕业论文范文2篇 工程测量毕业论文范文一：建筑工程测量错误与对策 目前，我国建筑工程建设中存在一些问题，严重影响了工程建设和企业效益。其中建筑工程测量工作是工程建设中的重要基础工作，对工程建设具有重要意义。 1建筑工程测量工作中常见的错误 1.1轴线定位错误 轴线定位出现错误将会产生严重的后果，整体建筑物的定位会随之出现偏差，相应的规划布局和前期的设计工作都失去意义，会给建设单位造成巨大的经济损失。 1.2单根桩定位错误 由于桩基础测量定位的过程繁琐，实践当中有很多因素都能够对单根桩定位造成影响，进而产生错误。在施工中经常发生这种错误，对于基础开挖前的单根桩位定位错误通常可以采取补救措施，对于基础开挖后发生的单根桩位定位措施很难补救和处理。 1.3测量放样错误 有很多原因都能够造成测量放样错误，主要包括: (1)没有复核或正确理解红线交点和设计图纸尺寸。没有依据图纸上的建筑尺寸复核所交的红线点，因需根据设计图纸的相关坐标定位红线放样，所以在这个过程中经常出现此类错误。 (2)没有正确理解图纸。连体大型基础工程和建筑物相连接的
工程经常出现图纸理解错误问题。一般建筑设计通常分成几张图纸出图，局部和整体的关系错误经常出现在测量放样的过程中。 (3)标错施工桩位表编号图中的尺寸。设计基础平民图桩位的出图通常有桩基础施工单位编号进行，在当前的cad绘图中经常出现编号图尺寸标错，如果改正不及时施工测量也会发生错误。 (4)现场放样的过程中计算出现错误及尺寸拉错。天气、场地、其他因素都会对桩基基础施工造成影响，因此经常在施工前才开始实时测量定位所定位的桩位，计算错误、尺寸拉错、计算书写错误经常出现。 (5)因计算器、仪器等测量设备造成的错误。实践中一些单位使用的仪器经常存在有误差或者不准的情况，进而造成测量错误。还有一些测量错误是由于计算器没有进行校核、功能设置不当等原因造成的。 2基础工程测量的有效措施 2.1建筑物定位测量 根据设计所给定的条件，在地面上测设建筑物四周外廓主轴线交点，建筑物桩位轴线的据此进行测量，是建筑物定位测量的主要过程。 2.2编制桩位测量放线图和说明书 为了促进桩基础施工测量的顺利进行，工程人员应当根据工程资料在作业前对桩位测量放线图和说明书进行编制。 (1)对定位轴线进行确定。通常将外形整齐、平面呈矩形的建筑物的外廓墙体中心线作为建筑物定位主轴线，这样便于工程人员进行实测操作;外形不规则、平面呈弧形的复杂建筑物的定位主
《建筑工程测量》实践教学改革的探讨论文 摘要：分析了《建筑工程测量》课程的地位及实践教学中存在的问题，提出了教学改革的目标；结合市场调研，对实践教学内容进行了调整，设计了实践环节的各个实验项目，并提出了组织实施计划和考核办法；改革效果良好。关键词：建筑工程测量，实践教学，改革 0 引言 《建筑工程测量》是一门工程应用性与实践操作性均较强的专业技术课程。它阐述了测量技术的基本理论、仪器的基本操作方法，较全面地介绍了测量的常规仪器与新仪器、新技术与新方法，及其在各类土建工程中的应用，使学生掌握测量的基本理论知识、测量仪器的使用、工程放样、变形观测及地形图的测绘与应用以等技能，进一步了解测绘新技术，如全球定位系统的应用【1】。近年来，随着现代测绘技术、信息技术的飞速发展，《建筑工程测量》课程的教学面临着极大的挑战，实践教学是本门课程的重要环节，其教学内容的选择，实验项目的设计及开展的深入程度直接关系到学生的就业前 景和学校的社会声誉。 1 目前实践教学中存在的问题与教学改革的目标 1.1目前实践教学中存在的问题 笔者认为，目前建筑工程测量课程实践教学中主要存在两方面的问题：第一，实践教学内容陈旧，主要是常规仪器的操作实习，而对于新仪器、新技术的知识只是轻描淡写地介绍，很难适应当今测绘形式发展的需要；第二，开展的实验项目没有很好的结合生产实际，学生不知道自己的学习与将来的 工作有何联系，致使学习兴趣不高。 1.2 教学改革的目标 我校是高职院校，教学改革始终围绕培养面向生产、服务第一线的高素质实用型人才这一目标，以建筑物定位作为教学的切入点和核心，让学生掌握测量的基本知识，仪器的操作，具备将测量技术在应用到工程建设中的能力；将素质教育融入课程教学中，根据测量工作的特点，强调科学严谨、实事求是的工作态度，吃苦耐劳的工作作风，团结协作的集体观念，刻苦钻研、 勇于开拓的创新意识。
一、概述 该课程设计是关于直流电动机转速的测量。转速是电动机极为重要的一个状态参数，一般是指电机转子的每分钟转数，通常用r/min 表示。本次课程设计选用光电测速法，测量电路由光电转换电路，整形电路，晶体振荡电路，分频电路，倍频电路，时序控制电路和计数、译码、驱动、显示电路构成，电机转速的测量范围为600r/min~30000r/min ，测量的相对误差 1%，并用5位LED 数码管显示出相应的电机转速。 本次课设需满足以下设计要求： 1根据技术指标，设计各部分电路并确定元器件参数； 2.用5位LED 数码管显示出相应的电机转速； 3.画出电路原理图（元器件标准化，电路图要规范化）。 二、方案论证 本课程设计是设计电机转速测量系统，采用光电测速方案，将转速信号转化为脉冲信号，然后用数字系统内部的时钟来对脉冲信号的频率进行测量，方案中包括光电转换电路，整形电路，闸门电路，晶体振荡电路，分频电路，倍频电路，控制电路和计数、译码、驱动、显示电路。原理方框图如图1所示： 在电动机转轴上安装一个圆盘，在圆盘上打6个均匀小孔。当电动机旋转时光源通过小孔投射到光敏三极管上，就产生了一序列的脉冲信号，光敏三极管产生的脉冲信号频率与电机转速成正比。脉冲信号经过整形电路转变成方波，再用二倍频电路使整形后的信号频率变为原来的二倍。再由晶体振荡电路输出的信号经过215分频电路， 光电转换电路 整 形 电 路 闸 门 电 路 计数、译码、驱动、显示 电路 输入 信号 晶体振荡器 电路 分 频 电 路 控 制 电 路 图1 电机转速测量系统原理框图
产生1Hz的基准信号，再经过10分频，便可产生一个0.1Hz的基准信号，该基准信号用来控制闸门电路，把经过倍频的光电转换后的信号计数并显示出来 三、电路设计 1.光电转换电路 在该部分可以用发光元件作为光的发射部分，可以选择发光二极管作发光元件，接收部分则要选择光敏三级管作为接受部件。其原理是用光敏三极管接收发光二极管通过小孔发射过来的光信号。在电机的转轴上安装上已打好6个均匀小孔的圆盘，让发光二极管与光敏三极管通过小孔相对，这样电机每转动一周，光线就会相应通过小孔6次，因为光电转换器受光一次就会产生一个脉冲，所以说电机在每转一周后就会相应的产生了6个脉冲。光电转换电路原理如图2所示： 图2 光电转换电路原理图 图中R1和R2为两个为350Ω限流电阻，LED持续发出的光被带孔圆盘间歇性阻断，变成间断的光信号，而光敏三极管将接收到的光信号转化成电信号，作用于之后的系统。 2.整形电路 整形电路用555定时器构成施密特触发器，利用施密特触发器，将输入的信号进行整形，输出为方波。2和6管脚连在一起接输入信号，从3管脚输出，输入信号与 输出信号反相，在5管脚接入10nF的滤波电容，当输入电压v i ﹤1/3Vcc时，v o 输出 为高电平，当输入电压v i ﹥2/3Vcc时，v o 输出为低电平。整形电路接法及输出波形如 图3和图4所示：
重力加速度的测定 一，实验目的 1，学习秒表、米尺的正确使用 2，理解单摆法和落球法测量重力加速度的原理。 3，研究单摆振动的周期与摆长、摆角的关系。 4，学习系统误差的修正及在实验中减小不确定度的方法。 二，实验器材 单摆装置，停表（精度为0.01s），钢卷尺（精度为1mm），游标卡尺（精度为0.02mm) 三，实验原理 单摆是由一根不能伸长的轻质细线和悬在此线下端体积很小的重球所构成。在摆长远大于球的直径，摆球质量远大于线的质量的条件下，将悬挂的小球自平衡位置拉至一边（很小距离，摆角小于5°），然后释放，摆球即在平衡位置左右作周期性的往返摆动，如图2-1所示。 f =F sinθf θ T=F cosθ F= mg L 单摆原理图
摆球所受的力f 是重力和绳子张力的合力，f 指向平衡位置。当摆角很小时（θ<5°），圆弧可近似地看成直线，f 也可近似地看作沿着这一直线。设摆长为L ，小球位移为x ，质量为m ，则 L x = θsin f=θsin F =-L x mg - =-m L g x 由f=ma ，可知a=- L g x 式中负号表示f 与位移x 方向相反。 单摆在摆角很小时的运动，可近似为简谐振动，比较谐振动公式：a = m f =-ω2 x 可得ω=l g ，即02 22=+x dt x d ω，解得)cos(0?ω+=t A x ，0A 为振幅，?为初相。 应有[])2cos())((cos )cos(000?πω?ω?ω++=++=+=t A T t A t A x 于是得单摆运动周期为：T =ωπ 2=2πg L 即 T 2=g 2 4πL 或 g=4π22 T L 又由于细线不是完全没有质量，他在外力作用下也不可能完成伸长，所以，单摆的重力加速度公式修正为 22 21 4T d L g +=π 四，实验步骤 1，数据采集 （1）测量摆长L 用米尺测量摆球支点和摆球顶点或最低点的间距l ，用游标卡尺测量小球的直径d,则摆长 d l L 2 1+= （2）测量摆动周期 用手把摆球拉至偏离平衡位置约? 5放开，让其在一个铅直面内自由摆动，当小球通过平衡位置的瞬间，开始计时，连续默数100次全振动时间为t ，再除以100，得到周期T 。 （3）将所测数据列于下表中，并计算出摆长、周期及重力加速度。
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： 0500120308 指导教师：高鹏 职称：副教授 2008年7 月4 日
目录： 1、摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------3 2、系统结构----------------------------------------------------------------------------------------------3 3、获取脉冲信号的方法----------------------------------------------------------------------------4 3、1霍尔传感器-------------------------------------------------------------4 3、2 光电传感器-------------------------------------------------------------5 3．3光电编码器-------------------------------------------------------------6 4、硬件连接图及原理------------------------------------------------------------------------------6 5、实验程序及分析-----------------------------------------------------------------------------------8 6．仿真-----------------------------------------------------------------15 7、PROTEL DXP原理图-------------------------------------------------------------------16 8、PCB图-------------------------------------------------------------------------------------------------16 9、硬件调试结果与分析-------------------------------------------------------------------------17 10、谢词---------------------------------------------------------------------------------------------------17 11、参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------18
专业课程设计 题目 光电传感器的转速测量设计 院系：自动化学院 专业班级： 小组成员： 指导教师： 日期：2012年10月8---2012年10月19
一．课程设计描述 采用单片机、uln2003为主要器件，设计步进电机调速系统，实现电机速度开环可调。 二．课程设计具体要求 1、通过按键选择速度； 2、转速测量显示范围为0~9999转/秒。 3、检测并显示各档速度。 三．主要元器件 实验板（中号） 1个步进电机 1个 STC89C52 1个电容（30pF、10uF）各1个 数码管（共阳、四位一体）1个晶振（12MHz） 1个 小按键 4个 ULN2003 1个 电阻若干发光二极管 1个 三极管（NPN） 4个排阻 1个 四．原理阐述 4.1系统简述 按照题给要求，我们最终设计了如下的解决方案： 用户通过键盘键入控制指令（开关），微控制器在收到指令后改变输出的PWM 波，最终在ULN2003的驱动下电机转速发生改变。通过ST151传感器测量电机扇叶的旋转情况，将转速显示在数码管上。 在程序主循环中实现按键扫描与转速显示，将定时器0作为计数器，计数ST151产生的下降沿，可算出转速，并送至数码管显示。 设计思路： （1）利用光电开关管做电机转速的信号拾取元件，在电机的转轴上安装一个圆盘，在圆盘上挖1小洞，小洞上下分别对应着光发射和光接受开关，圆盘转动一圈即光电管导通1次，利用此信号做为脉冲计数所需。 （2）对光电开关信号整流放大。 （3）脉冲经过单片机内部的计数器和定时器进行计数和定时。 （4）显示电路采用单片机动态显示。
4.2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） 4.3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。其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求；波形变换和波形整形电路则用来将放大的信号转换成可与单片机匹配的TTL信号；通过对单片机的编程设置可使内部定时器T0对输入脉冲进行计数，这样就能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数；设计中转速显示部分采用价格低廉且使用方便的LED模块，通过相关计算方法计算得到的转速通过I2C总线放到E2PROM存储，既节省了所需单片机的口线和外围器件，同时也简化了显示部分的软件编程。系统的原理框图如图2.1所示。 图2.1 系统的原理框图 五．系统硬件电路的设计 系统硬件部分包含输入模块、显示模块、控制模块、测速模块等。在硬件搭建前，先通过Proteus Pro 7.5进行硬件仿真实现。 5.1脉冲产生电路设计
摘要 在工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，测量转速的方法分为模拟式和数字式两种。模拟式采用测速发电机为检测元件，得到的信号是模拟量。数字式通常采用光电编码器，霍尔元件等为检测元件，得到的信号是脉冲信号。随着微型计算机的广泛应用，特别是高性能价格比的单片机的出现，转速测量普遍采用以单片机为核心的数字式测量方法。 本文便是运用AT89C51单片机控制的智能化转速测量仪。电机在运行过程中，需要对其进行监控，转速是一个必不可少的一个参数。本系统就是对电机转速进行测量，并可以和PC机进行通信，显示电机的转速，并观察电机运行的基本状况。 本设计主要用AT89C51作为控制核心，由霍尔传感器、LED数码显像管、HIN232CPE电平转换、及RS232构成。详细介绍了单片机的测量转速系统及PC机与单片机之间的串行通讯。充分发挥了单片机的性能。本文重点是测量速度并显示在5位LED数码管上。 其优点硬件是电路简单，软件功能完善，测量速度快、精度高、控制系统可靠，性价比较高等特点。 关键字：MSC-51（单片机）；转速；传感器
目录 摘要 (1) Abstract ................................... 错误！未定义书签。 1 序言 (1) 2 系统功能分析 (2) 2.1 系统功能概述 (2) 2.2 系统要求及主要内容 (3) 3 系统总体设计 (4) 3.1 硬件电路设计思路 (4) 3.2 软件设计思路 (4) 4 硬件电路设计 (6) 4.1 单片机模块 (6) 4.1.1 处理执行元件 (6) 4.1.2 时钟电路 (10) 4.1.3 复位电路 (11) 4.1.4 显示电路 (12) 4.2 霍尔传感器简介 (15) 4.2.1 霍尔器件概述 (15) 4.2.2 霍尔传感器的应用 (16) 4.2.3 AH41霍尔开关 (17) 4.3 发送模块 (18) 5 软件设计 (22) 5.1 单片机转速程序设计思路及过程 (22) 5.1.1 单片机程序设计思路 (22) 5.1.2 单片机转速计算程序 (23) 5.1.3 二-十进制转换程序 (24) 5.2 程序设计 (27) 6 系统调试 (29) 6.1 硬件调试 (29) 6.2 软件调试 (30) 6.3 综合调试 (32)
工程测量毕业论文The final revision was on November 23, 2020
一、绪论 随着科技的不断进步，测绘仪器设备迅速发展，新仪器不断出现。在全站仪方面的重要发展是长距离棱镜全站仪的出现，免棱镜全站仪的免棱镜视距由初期几十米发展到当前的一千米以上。 地形测量指的是测绘地形图的作业。即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定，并按一定比例缩小，用符号和注记绘制成地形图的工作。 地形测量包括控制测量和碎部测量。①控制测量是测定一定数量的平面和高程控制点，为地形测图的依据。平板仪测图的控制测量通常分首级控制测量和图根控制测量。首级控制以大地控制点为基础，用三角测量或导线测量方法在整个测区内测定一些精度较高、分布均匀的控制点。图根控制测量是在首级控制下，用小三角测量、交会定点方法等加密满足测图需要的控制点。图根控制点的高程通常用三角高程测量或水准测量方法测定。②碎部测量是测绘地物地形的作业。地物特征点、地形特征点统称为碎部点。碎部点的平面位置常用极坐标法测定，碎部点的高程通常用视距测量法测定。按所用仪器不同，有平板仪测图法、经纬仪和小平板仪联合测图法、经纬仪（配合轻便展点工具）测图法等。它们的作业过程基本相同。测图前将绘图纸或聚酯薄膜固定在测图板上，在图纸上绘出坐标格网，展绘出图廓点和所有控制点，经检核确认点位正确后进行测图。测图时，用测图板上已展绘的控制点或临时测定的点作为测站，在测站上安置整平平板仪 并定向，然后用望远镜照准碎部点，通过测站点的直尺边即为指向碎部点的方向线，再用视距测量方法测定测站至碎部点的水平距离和高程，按测图比例尺沿直尺边沿自测站截取相应长，即碎部点在图上的平面位置，并在点旁注记高程。这样逐站边测边绘，即可测绘出地形图。传统的平板仪测图和经纬仪（或测距经纬仪）测图通称白纸测图，它
课程设计报告 题目：光电传感器的转速测量系统设计姓名： 学号： 专业班级： 指导老师：
目录 1引言 (1) 2系统组成及工作原理 (1) 2.1转速测量原理 (1) 2.2转速测量的一般方法 (3) 2.3转速测量系统组成框图 (3) 3系统硬件电路的设计 (3) 3.1脉冲产生电路设计 (3) 3.2光电转换及信号调理电路设计 (4) 3.2.1光电传感器简介 (4) 3.2.2光电转换及信号调理电路设计 (5) 3.3测量系统主机部分设计 (7) 3.3.1单片机 (7) 3.3.2键盘显示模块设计 (9) 3.3.3串行通信模块设计 (11) 3.3.4电源模块设计 (12) 4系统软件设计 (13) 4.1程序模块设计 (13) 4.2数据处理过程 (15) 4.3浮点数学运算程序 (16) 5制作调试 (16) 6结果分析 (18) 7参考文献 (18)
1、引言 随着社会经济的快速发展，转速测量成为了社会生产和日常生活中重要的测量和控制对象。测速是工农业生产中经常遇到的问题，人们经常需要精确测量每秒钟转轴的转速，学会对电机转速的测量和显示具有重要的意义。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。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 转速测量的一般方法 一般转速测量系统有以下几个部分构成，转速测量框图如图2-1所示。 图2-1 转速测量框图 1．转速信号拾取 转速信号拾取是整个系统的前端通道，目的是将外界的非电参量，通过一定方式转换
重力加速度测量的十种方法 方法一、用弹簧秤和已知质量的钩码测量 将已知质量为m的钩码挂在弹簧秤下，平衡后，读数为G.利用公式 G=mg得g=G/m. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门，使水滴按相等时间滴下，用秒表测出n个（n取50—100）水滴所用时间t，则每两水滴相隔时间为t′=t/n，用米尺测出水滴下落距离h，由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、用单摆测量（见高中物理学生实验） 方法四、用圆锥摆测量.所用仪器为：米尺、秒表、单摆. 使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动，用直尺测量出h（见图1），用秒表测出摆球n转所用的时间t，则摆球角速度ω=2πn/t 摆球作匀速圆周运动的向心力F=mgtgθ，而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得：
g=4π2n2h/t2. 将所测的n、t、h代入即可求得g值. 方法五、用斜槽测量，所用仪器为：斜槽、米尺、秒表、小钢球. 按图2所示装置好仪器，使小钢球从距斜槽底H处滚下，钢球从水平槽底末端以速度v作平抛运动，落在水平槽末端距其垂足为H′的水平地面上，垂足与落地点的水平距离为S，用秒表测出经H′所用的时间t，用米尺测出S，则钢球作平抛运动的初速度v=S/t.不考虑摩擦，则小球在斜槽上运动时，由机械能守恒定律得：mgH=mv2/2.所以g=v2/2H=S2/2Ht2，将所测代入即可求得g值. 方法六、用打点计时器测量.所用仪器为：打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 将仪器按图3装置好，使重锤作自由落体运动.选择理想纸带，找出起始点0，数出时间为t的P点，用米尺测出OP的距离为h，其中t=0.02 秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2，将所测代入即可求得g.
精品文档一、绪论 测绘技术是一个很古老的学科。早在二千多年前，我国就已经绘制了水平很高的“地形图”。随着历史的改革，测绘技术已拓展成为一门庞大的、系统的多分支的学科。特别是近年来，随着计算机、电子、通信等先进技术在测绘领域的应用，已基本实现了传统测量技术向数字化技术体系的转变。随着科技的不断进步，测绘仪器设备迅速发展，新仪器不断出现。在全站仪方面的重要发展是长距离棱镜全站仪的出现，免棱镜全站仪的免棱镜视距由初期几十米发展到当前的一千米以上。 地形测量指的是测绘地形图的作业。即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定，并按一定比例缩小，用符号和注记绘制成地形图的工作。地形图的测绘基本上采用航空摄影测量方法，利用航空像片主要在室内测图。但面积较小的或者工程建设需要的地形图，采用平板仪测量方法，在野外进行测图。 地形测量包括控制测量和碎部测量。①控制测量是测定一定数量的平面和高程控制点，为地形测图的依据。平板仪测图的控制测量通常分首级控制测量和图根控制测量。首级控制以大地控制点为基础，用三角测量或导线测量方法在整个测区内测定一些精度较高、分布均匀的控制点。图根控制测量是在首级控制下，用小三角测量、交会定点方法等加密满足测图需要的控制点。图根控制点的高程通常用三角高程测量或水准测量方法测定。②碎部测量是测绘地物地形的作业。地物特征点、地形特征点统称为碎部点。碎部点的平面位置常用极坐标法测定，碎部点的高程通常用视距测量法测定。按所用仪器不同，有平板仪测图法、经纬仪和小平板仪联合测图法、经纬仪（配合轻便展点工具）测图法等。它们的作业过程基本相同。测图前将绘图纸或聚酯薄膜固定在测图板上，在图纸上绘出坐标格网，展绘出图廓点和所有控制点，经检核确认点位正确后进行测图。测图时，. 精品文档在测站上安置整平平板仪用测图板上已展绘的控制点或临时测定的点作 为测站，通过测站点的直尺边即为指向碎部点的方向然后用望远镜照准碎部点，并定向，按测图比例尺沿直再用视距测量方法测定测站至碎部点的水平距离和高程，线，这并在点旁注记高程。尺边沿自测站截取相应长，即碎部点在图上的平面位置，（或测距经纬即可测绘出地形图。传统的平板仪测图和经纬仪样逐站边测边绘，其成果为模拟式的图解测图通称白纸测图，它主要采用解析法和极坐标法，仪）图。由于其成图周期长、精度低、劳动强度大等局限逐渐被淘汰。而全数字地形电子全站GPS接收机、测图顺应现代测绘技术新潮流，利用先进的测量仪器（如采用各种灵活的定位方法进行的以数字信息表示地图仪等）和自动化成图软件，以传统的白纸测图具体讲就是，信息的测图工作，它的成果为模型式的数字图。变实现地图信息的获取、原理为基础，采用数据库技术和图形及数字处理方法，与传统白纸测换、传输、识别、存贮、处理、显示、编辑修改和计算机绘图。它主要有而是技术本质的飞跃。图相比，全数字地形测图不仅仅是方法的改进，以下几个特点： 、打破了内外业的界线，从首级控制到最终成图，实行一体化作业，并且 1 大大减轻了室外作业的强度，缩短了成图周期。、打破了分级布网、逐级控制的原则。一个测区可一次性整体布网、整体 2图根所需控制点数目比传统白纸测图大大减少，平差，控制网可以是任意混合，控制的加密可与碎部测量同时进行。这种格式能被数字测图软件所识别，、碎部点的记录要求具有特定的格式，