光电式传感器测速研究

测试技术应用案例光电门测速度和加速度班级: 机1301-1学号: ********姓名: **光电门测速度和加速度一、测试物理量及测试方法测试物理量：速度和加速度测试方法及测试目的：用气垫导轨和存储式计时计数测速仪测量速度和加速度。

通过对速度和加速度的测量，熟悉光电门传感器的使用二、测试方案（1）实验方案：1、检查光电门，使存储式数字毫秒计处于正常工作状态，给气垫导轨通气。

2、导轨水平调整。

由于斜面高度h 是相对于水平面而言，因此测量前首先应把导轨调整水平。

水平调整分二步完成（1）粗调。

在导轨中注入压缩空气，在形成气垫后，将滑块放在导轨中部，利用观察滑块的运动方向来判断导轨的倾斜方向。

调整导轨支座独脚螺丝，使滑块在导轨上基本稳定。

（2）利用计时器进行细调。

如果导轨水平，那么滑块经推动后滑过P1和P2两点的速度应相同，也就要求1t ∆与2t ∆相等。

但考虑到空气阻力的影响，即使导轨真是水平了，那么在滑块从P1向P2运动时，应使P2处的速度2V 略小于P1处的速度1V （或者讲2t ∆略大于1t ∆），且满足%20112<∆∆-∆<t t t 。

同理，也要求滑块经碰撞后弹回来经过P1、P2时，1V '略小于2V '，即'1t ∆略大于'2t ∆，且满足%20'1'2'1<∆∆-∆<t t t 。

达到上述水平调整要求后，再重复做5次，记录5组数据（每组包括1t ∆、2t ∆、2t '∆和1t '∆），以此来证实导轨已处于水平状态。

3、观察滑块的匀速直线运动轻轻推动滑块，观察滑块在气轨上的运动，滑块和气轨两端的缓冲弹簧的碰撞情况。

分别记下滑块经过两个光电门时的速度1V 和2V ，试比较1V 和2V 的数值，若1V 和2V 之间的差别小于1V （或2V ）的%1时，则导轨接近水平，此时可近似认为滑块作匀速直线运动；若1V 和2V 相差较大，可通过调节导轨底座螺钉使导轨水平。

光电式传感器原理与应用光电效应与光电器件一、光电效应光电效应可以分为以下三种类型：(1)外光电效应(2)光电导效应(3)光生伏特效应.(1)外光电效应在光的作用下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象叫外光电效应。

只有当光子能量大于逸出功时，即时，才有电子发射出来，即有光电效应，当光子的能量等于逸出功时，即时，逸出的电子初速度为0，此时光子的频率为该物质产生外光电效应的最低频率，称为红限频率。

利用外光电效应制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管。

(2)光电导效应.在光的作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，引起物体电阻率的变化，这种现象称为光电导效应。

.由于这里没有电子自物体向外发射，仅改变物体内部的电阻或电导，有时也称为内光电效应。

与外光电效应一样，要产生光电导效应，也要受到红限频率限制。

利用光电导效应可制成半导体光敏电阻。

(3)光生伏特效应.在光的作用下，能够使物体内部产生一定方向的电动势的现象叫光生伏特效应。

.利用光生伏特效应制成的光电器件有光敏二极管、光敏三极管和光电池等。

二、光电器件的特性(1)光电流光敏元件的两端加一定偏置电压后，在某种光源的特定照度下产生或增加的电流称为光电流。

(2)暗电流光敏元件在无光照时，两端加电压后产生的电流称为暗电流。

(3)光照特性当光敏元件加一定电压时，光电流I与光敏元件上光照度E之间的关系，称为光照特性。

一般可表示为。

(4)光谱特性.当光敏元件加一定电压时，如果照射在光敏元件上的是一单色光，当入射光功率不变时，光电流随入射光波长变化而变化的关系，称为光谱特性。

.光谱特性对选择光电器件和光源有重要意义，当光电器件的光谱特性与光源的光谱分布协调一致时，光电传感器的性能较好，效率也高。

在检测中，应选择最大灵敏度在需要测量的光谱范围内的光敏元件，才有可能获得最高灵敏度。

(5)伏安特性在一定照度下，光电流I与光敏元件两端的电压U的关系称为伏安特性。

传感器实验报告实验一Pt100铂电阻测温特性实验一、实验目的1．通过自行设计热电阻测温实验方案，加深对温度传感器工作原理的理解。

2．掌握测量温度的电路设计和误差分析方法。

二、实验内容1．设计PT100铂热电阻测温实验电路方案；2．测量PT100的温度与电压关系，要求测温范围为：室温～65℃；温度测量精度：±2℃；输出电压≤4V，输出以电压V方式记录。

3．通过测量值进行误差分析。

三、实验仪器、设备、材料主机箱、温度源、Pt100热电阻（2支）、温度传感器实验模板、万用表。

四、实验原理利用导体电阻随温度变化的特性，可以制成热电阻，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻与温度之间最好有线性关系。

常用的热电阻有铂电阻(650℃以内)和铜电阻(150℃以内)。

铂电阻是将～ｍｍ的铂丝绕在线圈骨架上封装在玻璃或陶瓷管等保护管内构成。

在0－650℃以内，它的电阻Rt与温度t的关系为：Rt=Ro(1+At+Bt2)，式中：Ro系温度为0℃时的电阻值(本实验的铂电阻Ro＝100Ω)。

A＝×10－3／℃，B＝－×10－7／℃2。

铂电阻一般是三线制，其中一端接一根引线另一端接二根引线，主要为远距离测量消除引线电阻对桥臂的影响(近距离可用二线制，导线电阻忽略不计。

)。

实际测量时将铂电阻随温度变化的阻值通过电桥转换成电压的变化量输出，再经放大器放大后直接用电压表显示。

五、实验步骤1、用万用表欧姆档测出Pt100三根线中其中短接的二根线(同种颜色的线)设为1、2，另一根设为3，并测出它在室温时的大致电阻值。

2、在主机箱总电源、调节仪电源都关闭的状态下，再根据图1示意图接线，温度传感器实验模板中ａ、ｂ(Ｒt)两端接传感器，这样传感器(Rt)与R3、R1、Rw1、R4组成直流电桥，是一种单臂电桥工作形式。

3、放大器调零：将图的温度传感器实验模板的放大器的两输入端引线(一根传感器引线、另一根桥路输出即Rw1活动触点输出)暂时不要引入，而用导线直接将放大器的两输入端相连(短接)；将主机箱上的电压表量程(显示选择)切换开关打到2Ｖ档，合上主机箱电源开关，调节温度传感器实验模板中的RW2(逆时针转到底)增益电位器，使放大器增益最小；再调节RW3(调零电位器)使主机箱的电压表显示为０。

光电转速表什么是光电转速表光电转速表，也被称为光电测速仪、光耦转速表、数字光电转速仪，是用来测量旋转物体的转速的一种电子仪器。

它是通过光电测量技术来实现转速检测的。

由于光电转速表具有精度高、反应快、测量范围大等优点，因此在机械加工、车间管理、科学研究中被广泛应用。

光电转速表的原理光电转速表一般由测速传感器、信号处理器和显示控制器等组成，其中最核心的是测速传感器。

测速传感器内置一个发光二极管和一个光敏二极管，当测速传感器靠近旋转物体时，发光二极管发出一束光，并射向光敏二极管，经过光电转换后，将光电信号转换成电信号，并经过信号处理器处理后输出。

由于旋转物体在每个圆周上的时间相同，因此根据发射和接收光的距离间隔和旋转速度可以推算出旋转物体的转速。

光电转速表的特点1.精度高：光电传感器检测速度敏感，反应速度快，测量精度高。

2.方便实用：传感器体积小，便于携带、操作。

3.适应性广：光电传感器可反应不同频率、不同满度的信号，适应性广。

4.可视化显示：测速显示器显示转速值，使用方便。

5.保养简单：测速传感器结构简单、无可操作零部件、使用寿命长。

光电转速表的应用1.机械加工：主要用于车床、铣床、刨床等机床上，测量工件和刀具的转速。

2.车间管理：用于工业车间中的各种设备、机器传动轴的检测和保养，并统计故障频率，提高生产效率。

3.科学研究：常用于医疗仪器、超声波单位等高科技领域的转速监测。

4.其他领域：如汽车维修、飞机维护、露天采矿、船舶维修等需要测量转速的行业。

光电转速表的优势1.非常适用于现代制造业中制造精度要求高的行业。

例如航空航天、军事、造船、机械制造、汽车制造等。

2.在检测一些小型和高速运动物体时，使用的传统测速方法难以进行测量，而光电测速仪则在这方面表现优异。

3.光学传感器具有响应快、稳定性好、不会受到机械传感器中的干扰等优点。

4.测量范围大，通常测试转速的范围为1rpm-1000000rpm。

光电转速表的选购在选择光电转速表时，需要考虑以下几个方面：1.测量范围：根据实际需求选择测量范围。

光电编码器测速原理
光电编码器是一种用于测量旋转速度或位置的传感器。

其测速
原理基于光电效应和编码原理。

光电编码器包含一个光源和一个光
电传感器，通常使用光栅或编码盘来产生光电信号。

当物体旋转时，光源会照射到光栅或编码盘上，产生光电信号。

这些信号随着物体的旋转而变化，光电传感器会将这些变化转换为
电信号。

通过测量这些电信号的频率和脉冲数，可以确定物体的旋
转速度和位置。

具体来说，光栅或编码盘上的光栅线或编码孔会导致光电传感
器接收到不同的光信号，从而产生相应的电信号。

通过对这些电信
号进行计数和测量，可以确定物体的旋转速度和位置。

总的来说，光电编码器测速的原理是基于光电效应和编码原理，利用光源、光栅或编码盘以及光电传感器来测量物体的旋转速度和
位置。

KEYENCE光电传感器的应用与工作原理KEYENCE光电传感器的应用与工作原理KEYENCE光电传感器是一种应用广泛的测量速度的装置。

它采纳光电传感器的原理，利用光电效应将光信号转化为电信号，从而实现对物体运动速度的精准明确测量。

KEYENCE光电传感器的工作原理是通过发射光束和接收反射光束的方式来测量物体的速度。

当物体经过传感器时，光电传感器会发射一束光，然后接收反射光束，通过计算反射光的时间差来确定物体的速度。

依据不同的工作原理，光电式测速传感器分为不同的类型，如闪光式、连续式、条纹式等。

KEYENCE光电传感器泛应用于很多行业，如汽车、航空、电子、机械等。

在汽车行业中，光电式测速传感器可以用于测量车速、转速等参数，以保证车辆的安全性和性能稳定性。

在航空行业中，光电式测速传感器可以用于飞机起降时的速度监控和导航系统。

在电子和机械行业中，光电式测速传感器可以用于测量各种机械设备的转速、轴承运行状态等。

总之，KEYENCE光电传感器是一种精准明确、牢靠的测速装置，广泛应用于各种行业的速度测量中。

它的显现使得测量速度变得更加精准和高效，对于保障生产安全和提高生产效率具有紧要意义。

光纤传感器和KEYENCE光电传感器作为两个典型传感器在生产测量中的应用比较广泛，那么两者的区分是什么？然后从由一个分析二一差异的应用原则两方面。

一、工作原理1）KEYENCE光电传感器作为传感器的光电元件检测元件。

首先是测量变更转换成光信号的变更，然后用光电元件进一步将光信号转换成电信号。

光电传感器一般由光源，光学通路和光电元件三部分构成。

2）KEYENCE光电传感器光源发出的光通过光纤调制器，和被测量参数在调制区的光相互作用后，导致光的光学性质（如光的强度、波长、频率、相位、偏振等）的变更，表示信号灯调制。

通过光纤的光探测器，经解调后，获得被测参数。

二、应用1）KEYENCE光电传感器的应用：1、烟尘浊度监测仪防止粉尘污染的紧要任务之一就是财产。

光电计时器计时和测速原理光电计时器作为一种高精度计时器，广泛应用于各种计时与测速场合，尤其在国防、航空航天等领域具有重要地位。

本文将从光电计时器的原理、计时和测速的方法及其应用等方面进行介绍。

一、光电计时器的原理光电计时器是通过光电效应来计时和测速的。

它是通过将物体沿着传感器前面的光电传感区域运动所产生的光电信号，经过微处理器处理后，来实现计时和测速的。

光电传感器是光电效应的应用，在光电传感器的前端，有一块叫做光电元件的器件，它的作用就是把光能转换成电能。

而传感器的后端，则放置了一种特殊的电路，可以将光电信号放大并滤波，从而得到非常准确的计时和测速结果。

当物体运动到光电传感区域时，物体所挡住的光线就会被截断，从而产生一个脉冲信号，将这个信号转换成时间，就可以测量物体的速度或者距离。

二、光电计时器的计时和测速方法1.计时方法（1）时间测量法时间测量法通常分为分频计时法和时间差计时法。

在分频计时法中，信号的频率通过电子计数器计数，计数器将频率混频到一个较低的频率，然后对这个较低的频率进行计数。

这种方法是最准确的，因为它避免了大量的电子噪声。

在时间差计时法中，则是通过将两个波形的信号输入到计时器，计算它们之间的差别。

这种方法特别适用于测量高速的事件或者脉冲。

（2）计数器测量法计数器测量法通常指直接在光电传感器输出的信号中计数。

它是一种精确度很高的方法，并且适用于测量极短的时间和事件。

2.测速方法测速方法包括单通道方法、双通道方法和多通道方法。

单通道方法是最常见的测速方法，它是通过将传感器放置在物体所在的轨迹中，通过接收物体对传感器的挡住情况来计算物体的速度。

缺点是不能简单地处理物体的加速度和速度变化。

双通道方法则是在物体所在的轨迹两边放置传感器，通过物体在两个传感器之间的时间差来计算速度，这种方法解决了单通道方法的问题，同时也具备高精度和高测量速度的特性。

多通道方法则是在物体所在轨迹上放置多个传感器，通过多个传感器的信号来计算物体的速度，它适用于测量非常小的运动和高速运动。

现代(传感器)检测技术实验实验指导书目录1、THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介2、实验一金属箔式应变片——电子秤实验3、实验二霍尔传感器转速测量实验4、实验三光电传感器转速测量实验5、实验四E型热电偶测温实验6、实验五E型热电偶冷端温度补偿实验7、德普施可重组虚拟仪器检测平台装置简介实验一直流全桥的应用—称重实验实验二光电开关的测速实验实验三铂电阻温度传感器的特性及温度测量实验实验四霍尔传感器转速测量实验西安交通大学自动化系2015.10THSRZ-2型传感器系统综合实验装置简介一、概述“THSRZ-2 型传感器系统综合实验装置”是将传感器、检测技术及计算机控制技术有机的结合，开发成功的新一代传感器系统实验设备。

实验装置由主控台、检测源模块、传感器及调理（模块）、数据采集卡组成。

1.主控台(1)信号发生器：1k～10kHz 音频信号，Vp-p=0～17V连续可调；(2)1～30Hz低频信号，Vp-p=0～17V连续可调，有短路保护功能；(3)四组直流稳压电源：+24V,±15V、+5V、±2～±10V分五档输出、0～5V可调，有短路保护功能；(4)恒流源：0～20mA连续可调，最大输出电压12V；(5)数字式电压表：量程0～20V，分为200mV、2V、20V三档、精度0.5级；(6)数字式毫安表：量程0～20mA，三位半数字显示、精度0.5级，有内侧外测功能；(7)频率/转速表：频率测量范围1～9999Hz，转速测量范围1～9999rpm；(8)计时器：0～9999s，精确到0.1s；(9)高精度温度调节仪：多种输入输出规格，人工智能调节以及参数自整定功能，先进控制算法，温度控制精度±0.50C。

2.检测源加热源：0～220V交流电源加热，温度可控制在室温～1200C；转动源：0～24V直流电源驱动，转速可调在0～3000rpm；振动源：振动频率1Hz～30Hz（可调），共振频率12Hz左右。

北京信息科技大学测控综合实践课程设计报告题目：基于光电传感器的直流电机转速测量系统设计学院：仪器科学与光电工程学院专业：测控技术与仪器学生姓名：摘要摘要基于单片机的转速测量方法较多，本次设计主要针对于光电传感器测量直流电机转速的原理进行简单介绍，并说明它是如何对电机转速进行测量的。

通过实验得到结果并进行了数据分析。

本次设计应用了STC89C52RC单片机，采用光电传感器测量电机转速的方法，其中硬件系统包括脉冲信号的产生模块、脉冲信号的处理模块和转速的显示模块三个模块，采用C语言编程，结果表明该方法具有简单、精度高、稳定性好的优点。

关键词：直流电机；单片机；PWM调节；光电传感器Abstract目录摘要 (I)第一章概述 (1)1.1 课设目标 (1)1.2 内容 (1)第二章系统设计原理 (2)2.1 STC89C52单片机介绍 (2)2.2 STC89C52定时计数器 (4)2.3 STC89C52中断控制 (6)2.4 光电传感器 (6)2.5 数码管介绍 (7)第三章硬件系统设计 (10)3.1测速信号采集及其处理 (10)3.2 单片机处理电路设计 (11)3.3 显示电路 (12)3.4 PWM驱动电路 (13)第四章软件设计 (14)4.1语言选用 (14)4.2程序设计流程图 (14)4.3原程序代码 (15)第五章数据分析 (19)总结 (20)附件 (21)参考文献 (23)第一章概述在工程实践中，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。

目前国内外测量电机转速的方法有很多，按照不同的理论方法，先后产生过模拟测速法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。

计数测速法又可分为机械式定时计数法和电子式定时计数法。