光电传感器在转速测量中的应用
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光电转速传感器的转速测量实验一、实验原理光电转速传感器是一种基于光电效应的传感器,它通过检测旋转物体上的标记或孔洞来测量转速。
当旋转物体上的标记经过传感器的光路时,会遮挡或透过光线,从而使传感器输出的电信号发生变化。
通过对这些电信号的处理和分析,可以计算出旋转物体的转速。
光电转速传感器通常由光源、光学透镜、光电探测器和信号处理电路等部分组成。
光源发出的光线经过光学透镜聚焦后照射到旋转物体上,当旋转物体上的标记经过光路时,光电探测器接收到的光强会发生变化,产生相应的电信号。
信号处理电路对这些电信号进行放大、滤波和整形等处理,最终输出与转速成正比的脉冲信号。
二、实验设备1、光电转速传感器:选择合适的光电转速传感器,其性能参数如测量范围、精度、响应时间等应满足实验要求。
2、旋转平台:用于安装被测旋转物体,并提供稳定的旋转运动。
3、信号调理器:用于对传感器输出的电信号进行调理和放大,以便后续的数据采集和处理。
4、数据采集卡:将调理后的电信号转换为数字信号,并传输到计算机进行处理和分析。
5、计算机:安装有相关的数据采集和分析软件,用于控制实验过程、采集数据以及进行数据处理和分析。
三、实验步骤1、安装和连接设备将光电转速传感器安装在合适的位置,使其光路能够对准旋转物体上的标记。
将传感器的输出端连接到信号调理器的输入端,将信号调理器的输出端连接到数据采集卡的输入端。
将数据采集卡插入计算机的 PCI 插槽,并安装相应的驱动程序和软件。
2、调整传感器位置和光路调整传感器的位置和角度,使光路能够准确地照射到旋转物体上的标记,并确保光电探测器能够接收到足够强度的光信号。
使用遮光板或其他工具,检查光路的遮挡情况,确保光路畅通无阻。
3、设置实验参数在计算机上打开数据采集软件,设置采样频率、通道选择、触发方式等参数。
根据旋转物体的转速范围和测量精度要求,合理设置采样频率,以保证能够采集到足够数量的有效数据。
4、启动旋转平台打开旋转平台的电源,调整转速到预定值。
光电转速控制实验报告1. 引言光电转速控制是一种常见的控制方法,可以通过光电传感器来检测旋转物体的转速,并通过控制系统调整旋转物体的转速。
本实验旨在通过搭建光电传感器和电机的实验装置,探究光电转速控制方法的原理和应用。
2. 实验装置本实验采用以下装置进行实验:- 光电传感器:用于检测旋转物体的转速。
- 直流电机:用于旋转物体。
- 控制系统:用于接收光电传感器的信号并控制电机转速。
3. 实验步骤3.1 搭建实验装置首先,我们搭建实验装置。
将光电传感器固定在旋转物体旁边,以便检测转速。
连接光电传感器和控制系统,并将控制系统连接到直流电机。
确保装置连接正确,并进行相应的校准。
3.2 测试光电传感器输出接下来,我们测试光电传感器的输出信号。
将旋转物体手动旋转,观察光电传感器输出的信号波形,并确定光电传感器的输出频率与旋转物体的转速之间的关系。
3.3 设计转速控制算法根据光电传感器的输出信号和控制系统的输入要求,设计合适的转速控制算法。
可以根据传感器输出频率与旋转物体转速的关系,计算出控制系统需要输出的电机驱动信号。
3.4 实施转速控制根据设计的转速控制算法,将控制系统调整为相应的控制模式,并观察光电传感器和控制系统的反馈信号。
通过调整控制系统的输出信号,控制电机的转速,并观察转速是否能够达到预期的目标值。
3.5 结果分析根据观察到的实验结果,分析光电转速控制方法的性能。
比较设定值和实际值之间的差异,并讨论可能的原因。
根据实验结果,评价控制系统的稳定性和准确度。
4. 结论通过本次光电转速控制实验,我们探索了光电转速控制方法的原理和应用。
通过搭建实验装置、测试光电传感器输出信号、设计转速控制算法和实施转速控制等步骤,我们成功地达到了预期的实验目标。
实验结果表明,光电转速控制方法在实际应用中表现出了较好的稳定性和准确度。
然而,在一些特殊情况下,如光照条件变化较大、设备老化等情况下,光电转速控制方法可能存在一定的局限性。
转速测量方法范文转速测量方法是用于测量旋转物体的转速的一种方法。
转速是指旋转物体单位时间内旋转的圈数或角度。
转速测量对于许多领域的工作都非常重要,例如机械工程、电机工程、航空航天等。
下面将介绍几种常用的转速测量方法。
1.数据采集器测量法:这是一种常用的转速测量方法,通过将转速传感器与数据采集器连接,将转速传感器输出的电信号转换为数字信号,并通过数据采集器将转速数据记录下来。
数据采集器可以采集高速转速甚至测量不易接触到的物体的转速,具有精度高、操作简单的优点。
2.光电测量法:光电测量法利用光电传感器对转速进行测量。
常用的光电传感器有反射式和透明式两种。
反射式光电传感器通过测量物体上反射的光信号来确定转速,透明式光电传感器则通过测量物体从光源中通过的光的变化来确定转速。
光电测量法具有测量范围广、响应速度快的优点,但在特殊环境下,如强光或低温环境下可能会受到干扰。
3.磁电测量法:磁电测量法是通过磁电传感器来测量转速。
常用的磁电传感器有霍尔元件和磁阻元件两种。
霍尔元件是一种基于霍尔效应的传感器,通过测量在磁场中沿着其通道空间产生的电势差来确定转速。
磁阻元件则是通过测量磁场对元件电阻的影响来确定转速。
磁电测量法具有抗干扰能力强、测量精度高的优点,适用于工作环境复杂的情况。
4.高频测量法:高频测量法是一种利用高频信号来进行转速测量的方法。
这种方法通过测量旋转物体产生的高频信号的周期或频率来确定转速。
常见的高频测量法有频率计、计数器等。
高频测量法具有响应速度快、测量范围广的优点,适用于高速转速的测量。
以上介绍了几种常用的转速测量方法。
在实际应用中,选用合适的转速测量方法要考虑转速范围、测量精度、工作环境等因素。
不同的测量方法有各自的特点和适用范围,可以根据实际需求选择合适的方法进行转速测量。
传感器测转速实验报告传感器测转速实验报告一、引言传感器是现代科技中的重要组成部分,它们能够将物理量转化为可测量的电信号,广泛应用于各个领域。
转速是衡量机械设备运行状态的重要指标,因此传感器测转速的实验具有重要的意义。
本文将介绍一种基于传感器的转速测量方法,并对实验结果进行分析和讨论。
二、实验目的本实验的目的是通过传感器测量转速,并验证其准确性和可靠性。
通过实验,我们希望了解传感器测速原理、测量误差的来源以及如何提高测量精度。
三、实验装置和方法1. 实验装置本实验使用了一台带有转轴的电机作为被测对象,采用了一种基于光电传感器的转速测量方法。
实验中使用的光电传感器由发光二极管和光敏二极管组成,通过光电效应实现转速的测量。
2. 实验方法首先,将光电传感器固定在电机旁边的合适位置,并调整传感器与转轴的距离,使其能够准确感知转轴的运动。
然后,将传感器的输出信号连接到示波器上,并设置适当的测量参数。
最后,启动电机,记录示波器上显示的转速数据。
四、实验结果与分析在实验中,我们对电机进行了多次测速,并记录了每次实验的转速数据。
通过对数据的分析,我们得出了以下结论:1. 测量误差在实验中,我们发现传感器测量的转速与实际转速存在一定的误差。
这主要是由于传感器本身的精度限制、环境因素以及测量方法等因素所导致的。
为了减小误差,我们可以通过校准传感器、提高测量环境的稳定性以及改进测量方法等方式来提高测量精度。
2. 转速变化规律通过对实验数据的分析,我们发现转速在启动和停止过程中会有一定的变化规律。
在启动过程中,转速呈现出逐渐增加的趋势,直到达到稳定状态。
而在停止过程中,转速则逐渐减小,直到停止。
这种变化规律与电机的运行原理密切相关,对于电机的正常运行具有重要意义。
3. 测量精度通过对实验数据的统计分析,我们计算出了测量精度的指标,即相对误差。
实验结果显示,传感器测量的转速与实际转速之间的相对误差在可接受范围内,表明该传感器具有较高的测量精度。
转速测量设计实验报告1. 实验目的本实验旨在设计并实现一种测量转速的方法,并验证其准确性和稳定性。
2. 实验原理2.1 传感器原理转速测量一般需要通过传感器来实现。
常见的转速传感器有光电传感器、霍尔传感器和接触式触发器等。
本实验采用光电传感器作为转速测量的感知器件。
光电传感器通过发射红外光束,并根据反射光的变化来测量目标物体的运动速度。
2.2 转速计算方法根据光电传感器感知到的目标物体的运动情况,我们可以计算出目标物体的转速。
转速的计算方法如下:速度= \frac {2\pi r}{T}其中,速度为目标物体的线速度,r为目标物体的半径,T为目标物体绕轴旋转一周所需的时间。
3. 实验设计本实验的设计思路是在目标物体上固定一块白色圆片,并将光电传感器放在圆片的旁边。
光电传感器产生的红外光束会照射到圆片上,并由圆片反射回光电传感器。
当目标物体旋转时,圆片运动会导致光电传感器感受到反射光的变化。
我们通过记录光电传感器输出的电信号的变化来计算目标物体的转速。
实验所需材料如下:- 光电传感器- 白色圆片- 电路连接线- 示波器(或数字多用表)实验步骤如下:1. 将光电传感器固定在实验平台上,使其能够与目标物体保持一定的距离。
2. 将白色圆片固定在目标物体上,并使其与光电传感器处于同一平面。
3. 连接光电传感器的输出端和示波器(或数字多用表)。
4. 打开示波器(或数字多用表)并设置合适的测量范围。
5. 启动目标物体的旋转,记录光电传感器输出的电信号的变化。
6. 根据记录到的数据,计算目标物体的转速。
4. 实验结果与分析在实验中,我们通过示波器记录了光电传感器输出的电信号的变化,并根据这些数据计算了目标物体的转速。
实验结果显示,我们所设计的转速测量方法具有较高的准确性和稳定性。
在实际使用中,我们可以根据实验结果进行进一步优化和改进。
例如,可以根据目标物体的特性选择合适的感知器件,调整光电传感器和目标物体之间的距离,以及对于输出信号的处理等等。
6. 光电传感器转速测量实验光电传感器是一种高精度、高速度的测量器,它可以精确地测量物体的旋转速度。
在机械工程和工业领域,光电传感器被广泛应用于转速测量、位置检测和控制系统中。
光电传感器分为两部分:发射器和接收器。
发射器通常是一个发光二极管,它将光束发射到被测物体上。
接收器通常是一个光敏二极管或光电二极管,可以测量被测物体上反射回来的光信号强度。
在光电传感器转速测量实验中,我们使用磁性喷泉作为被测物体,将光电传感器安装在喷泉的一侧,测量喷泉的旋转速度。
本实验的主要目的是利用光电传感器实现高精度的转速测量,掌握测量方法和技巧。
实验步骤:1.将光电传感器安装在磁性喷泉的一侧,并将信号线接入数据采集系统。
2.启动数据采集系统,选择合适的采样率和采集时间,并开始数据采集。
3.打开磁性喷泉,让其旋转起来,使测量结果更具代表性。
4.在数据采集结束后,将数据导入计算机,并进行数据分析和处理。
5.根据分析结果,计算出喷泉的旋转速度。
实验要点:1.在安装光电传感器时,要选择合适的位置和方向,确保传感器测量的光线能够正常照射到被测物体上。
2.在数据采集过程中,要保证采样率足够高,并消除采集环境中的干扰因素,如光线和磁场。
3.在数据分析和处理过程中,要正确地选择和运用相应的方法和技巧,确保得到准确的测量结果。
总结:光电传感器转速测量实验是一项重要的实践教学活动,它可以帮助学生理解光电传感器的工作原理和应用场景,提高实验操作和数据分析能力,同时也可以加深对传感器测量性能和精度的理解。
通过本实验的学习,学生能够掌握光电传感器的基本原理和使用方法,提高实验技能和科学素养,为未来的科研和工程实践打下坚实的基础。
光电转速测定仪的测量原理
光电转速测定仪是一种用于测量物体转速的仪器。
它基于光电传感器的原理工作。
下面是光电转速测定仪的测量原理:
1. 光电传感器:光电传感器是光电转速测定仪的核心部件。
它通常由一个光源和一个光敏元件组成。
光源发出光束,光敏元件接收光束并产生电信号。
2. 反射物体:测量目标物体通常会贴上一些反射标记,例如反光胶带或者反射镜,以便光电传感器可以检测到物体的旋转。
3. 光束照射:光电传感器将光束照射到反射标记上,当物体旋转时,反射标记将反射光束。
光敏元件会接收到反射光束,并产生相应的电信号。
4. 电信号处理:测定仪会将接收到的电信号进行处理,例如放大、滤波和数字化转换。
处理后的信号可以用来计算物体的转速。
5. 转速计算:通过分析处理后的电信号,测定仪可以确定物体的转速。
转速通常以每分钟转数(RPM) 或每秒转数(RPS) 表示。
总的来说,光电转速测定仪通过光电传感器检测物体上的反射标记,测量物体转动时光敏元件产生的电信号,进而计算物体的转速。
这种测量原理在工业生产、
机械设备、运动控制等领域都有广泛应用。
光电传感器测转速实验
光电传感器测转速实验是一项利用光电传感器测量物体的转速的实验,其主要目的是
确定物体的转速,了解物体的运动情况。
在实验中,光电传感器是一种传感器用来捕捉反
射光,检测物体移动情况,从而获取物体的速度信息。
光电传感器测转速实验的实施步骤主要包括:搭建实验测量系统、实施实验数据记录、测量数据的分析处理等步骤。
首先,准备光电传感器、DC电源、示波器设备,将光电传感器与物体表面距离一定;然后,将物体的实物模型连接上光电传感器的电源,开始实验测
量系统的搭建;之后,将物体投放准备实验,物体转动时,测量光电传感器接收到物体反
射光信号,由交流放大器进行信号放大;最后,将反射光信号输入至示波器,测量不同物
体转动时,光电传感器输出信号的波形变化情况,从中计算出物体转速数值。
实验完成后,需要仔细记录一些试验结果,比如物体转动的角度、不同物体的转速值以及物体的运
动方向等。
本次实验的主要难点在于如何精准测量出物体的转速,阐明光电传感器测量物体转速
的原理,以及分析实验数据,得出试验结论,从而获得物体的转速数值。
所以,本次实验
的成功与否就取决于对光电传感器测量物体转速的原理深入了解,做好实验准备工作。
据此,本次实验使用光电传感器来测量物体的转动速度,由交流放大器放大信号,将
信号输入至示波器,从而捕捉物体的转动情况;根据物体的转动情况,结合示波器的反射
光信号波形变化,推导出不同物体的转速情况,最终获得物体转速的实际值。
实验虽然较
为复杂,但经过实验人员的科学操作,可以获得精准的物体转速值,从而为后续的物理实
验以及其他研究提供有力的帮助。
光纤传感器在转速测量中的应用1引言生活生产中很多放方面都要求对速度进行精确测量, 尤其是在转速方面, 对于所有旋转机械而言, 都需要监测旋转机械轴的转速, 转速是衡量机器正常运转的一个重要指标。
例如, 人们日常生活所用的电大都是通过发电机进行发电, 而这时就要知道发电机的转速, 以便对其进行控制, 输出稳定电压, 否则将会给我们的生活和生产带来很多不方便。
因而准确测量转速对生成生活有重要意义。
利用光纤传感器的高灵敏度在较少的对测量系统进行处理并能准确的测到转速值。
2测量原理当反射面与光纤探头相对时, 光纤探头的红外光被反射, 收光器接收到反射光, 放大器输出高电平。
当电机表面其他部位与光纤探头相对时, 光纤探头的红光被阻断, 收光器接收不到反射光, 放大器输出低电平。
产生的一系列高低电平, 将输出的波形使用DATAQ采集并保存。
由于输出的信号为周期信号, 因此对采集的信号进行频谱分析通过频谱分析电机的转速。
图1 测量框图实验装置共分为如图2所示:图2 测量装置图3 整形电路3实验器材光纤传感器、光纤位移传感器模块、DA TAQ、整形电路、电压表及导线若干。
4实验步骤1)按照图2所示, 连接装置, 传感器距离测量面约1mm ;2)调节滑动变阻器使在反射光最小时, 输出为0V 左右;3)检测无误后, 开启电源, 调节输入电压使电机刚好转动时开始;4)改变输入电压, 分别记录波形, 电压从小到大之后再依次减小;5)波形FFT 变换及分析。
5实验记录实验测得的输出波形如下, 对输出信号进行FFT 变换分析, 幅频曲线中存在有转速相关的两个特征频率 幅值较高, 通过验证时域波形发现 为转速的6倍, 据此可通过分析特征频率来计算转速值。
-10123Signaltime (seconds)00.51Single-Sided Amplitude Spectrum of y(t)Frequency (Hz)|Y (f )|图4 低速输出波形及FFT 变换00.010.020.030.040.050.060.070.080.090.10.511.52Signaltime (seconds)0100200300400500600700800900100000.51Single-Sided Amplitude Spectrum of y(t)Frequency (Hz)|Y (f )|图5 高转速输出波形图6 整形后波形 测量序号1.02.03.04.05.06.07.08.0 输入电压(V) 5.0 7.09.0 11.0 13.0 15.0 17.0 19.0 转速/转/s8.3 16.1 23.1 29.9 36.5 44.1 50.8 57.5 测量序号9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 输入电压(V) 17.0 15.0 13.0 11.0 10.0 7.0 5.0 转速/转/s 52.1 45.6 39.4 32.2 24.0 17.1 9.4V/v 转速/转/s 电机转速测量图7 电压—转速拟合直线6结果分析输出曲线具有如下特点:周期性, 输出的波形是周期信号, 在一个周期中有两至三个波峰及一个波谷, 主要是由于转盘上存在三种不同的反射介质。
光电传感器在电机测速表中的应用研究作者:高雁郭红英来源:《数字技术与应用》2013年第08期摘要:在工业测控系统中,经常需要对电动机的转速进行检测和控制。
本文介绍了光电传感器实施电机转速测量的方法、基本原理,并用STC12C5A60S2和光电码盘配合M/T测速法来检测电动机转速,完成了一种基于STC12C5A60S2的电机测速表的系统设计。
本文系统分析了系统的组成及工作原理,设计了电机测速表的硬件电路和软件编程,硬件系统包括光电传感器、脉冲信号处理和显示等相关模块,并运用汇编与C混合编程进行软件设计。
该测速系统方便、稳定、可靠,具有较大的应用价值。
关键词:电动机 STC12C5A60S2 光电传感器转速测量中图分类号:TP274 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)08-0063-020 引言在工业生产中,经常有众多场合需要对电机进行转速测量,例如在发动机、卷场机、电动机、机床主轴等旋转设备的试验运行和控制中,常需要分时或连续测量和显示其转速及瞬时转速[1]。
目前国内外常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、测速发电机测速法、激光测速法、光电码盘测速法和霍尔元件测速法等[1]。
转速是电动机的一个极为重要的状态参数,它对系统的稳态误差及动态响应性能都有着至关重要的影响,因此,转速的测量具有举足轻重的作用。
1 系统方案设计光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。
它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号[2]。
光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
光电传感器中的光电元件是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件[3]。
光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样;并且由于光电传感器的传感原理是基于光的传感器,则其还有抗干扰能力强、响应速度快、测量精度高等优点。
光电式传感器的转速测量实验一、实验目的1.了解光电式传感器的基本结构。
2.掌握光电式传感器及其转换电路的工作原理。
3.掌握差动变压器的调试方法。
二、实验原理1.光断续器原理如图 15-1 所示,一个开口的光耦合器,当开口处被遮住时,光敏三极管接收不到发光二极管的光信号,输出电压为 0,否则有电压输出。
测速装置示意图1.1 光断续器示意图1.2如图测速装置示意图1.1,其中微型电动机带动转盘在两个成90度的光继续器的开口中转动,转盘上一半为黑色,另一半透明,转动时,两个光继续器将输出不同相位的方波信号,这两个方波信号经过转换电路中的四个运放器,可输出相位差分别为0°、90°、180°、270°的方波信号,它们的频率都是相同的,其中任意一个方波信号均可输出至频率表显示频率。
方波信号经整形电路后可转换为电压信号进行显示。
原理如图1.43.微型电动机的转速可调,电路图如图所示,调节电位器RP可输出 0~12V 的直流电压。
电机调速电路图1.3光电传感器实验原理图1.4三、实验过程与数据处理1.转换电路的输出UOUT接到数字电压表上;0°输出端接至频率表。
2.接通电源,调节电位器RP使输出电压从最小逐渐增加到最大,观察数字电压表上显示四、问题与讨论1.怎样根据显示的频率换算出电动机的转速?如果显示频率是电机转子电压频率的话,那么电动机的转速等于定子与转子的频率差,然后乘以60,再除以电机的极对数,就是电动机的异步转速。
如果是同步机的话,那就是显示频率*60/电机极对数就可以了。
即是,转速用n 表示,频率 f,电机极对数p. 那么转速的计算公式n=60*f/p,f的单位是Hz,的单位RPM.光电式传感器的旋转方向测量实验一、实验目的1.了解旋转方向的测量方法。
二、实验原理及电路光电式传感器经过转换电路后可输出相位差分别为0°、90°、180°、270°的方波信号,如果电动机的旋转方向改变,这四个方波信号之间的相位关系也随之改变,可以根据相位关系判断电动机的旋转方向。
光电传感器测转速实验报告光电传感器测转速实验报告引言:光电传感器是一种常见的测量设备,其原理是利用光电效应将光信号转换为电信号,用于测量物体的转速。
本实验旨在通过光电传感器测量转速的实验,探究光电传感器的工作原理和应用。
一、实验设备和原理实验中使用的光电传感器是一种主动式传感器,它由光电二极管和发光二极管组成。
当物体经过光电传感器时,发光二极管会发出光束,光电二极管会接收到反射回来的光信号。
根据光电二极管接收到的光信号的强度变化,可以推算出物体的转速。
二、实验步骤和结果1. 实验准备:将光电传感器固定在转轴上,调整好与被测物体的距离。
2. 实验操作:启动转轴,使被测物体以一定的转速旋转。
通过光电传感器接收到的光信号的强度变化,记录下物体的转速。
3. 实验记录:将实验过程中的数据记录下来,并进行整理和分析。
三、实验结果分析通过实验记录的数据,我们可以得出一些结论。
首先,光电传感器对于转速的测量具有一定的精确性和稳定性。
其次,光电传感器对于不同转速的物体有不同的响应。
在低转速下,光信号的强度变化较小,而在高转速下,光信号的强度变化较大。
这是因为在高速旋转的物体上,光电传感器接收到的光信号的频率会增加,从而导致光信号的强度变化更加明显。
四、实验误差和改进在实验过程中,可能会存在一些误差。
首先,由于光电传感器的灵敏度限制,对于转速较高的物体,可能无法准确测量其转速。
其次,光电传感器与被测物体之间的距离也会对测量结果产生影响。
如果距离过远或过近,都会导致光信号的强度变化不明显,从而影响测量的准确性。
为了提高实验的准确性,可以采取以下改进措施。
首先,选择合适的光电传感器,根据被测物体的转速范围来选择合适的传感器灵敏度。
其次,调整光电传感器与被测物体的距离,确保光信号的强度变化明显。
最后,进行多次实验并取平均值,以减小实验误差。
结论:通过光电传感器测转速的实验,我们深入了解了光电传感器的工作原理和应用。
实验结果表明,光电传感器对于转速的测量具有一定的精确性和稳定性。
光电式传感器的转速测量实验报告一、实验目的本实验旨在通过使用光电式传感器来测量旋转物体的转速,掌握光电式传感器的工作原理和使用方法,并能够分析和解决在实验中遇到的问题。
二、实验原理1. 光电式传感器的工作原理光电式传感器是一种将光信号转换为电信号的装置。
它由发射装置和接收装置组成。
发射装置发出一束光线,当有物体经过时,会遮挡部分或全部的光线,使接收装置接收到不同强度的光信号,从而产生不同大小的电信号。
通过对这些电信号进行处理,就可以得到物体运动状态等相关信息。
2. 转速测量原理利用光电式传感器测量旋转物体的转速时,需要将传感器安装在旋转轴上,并将发射装置和接收装置分别安装在轴上相对位置固定的两个位置上。
当物体旋转时,每当有一个凸起部分经过传感器时,就会遮挡掉部分或全部的光线,从而产生一个脉冲信号。
通过计算单位时间内脉冲数量即可得到物体的转速。
三、实验步骤1. 准备工作:将光电式传感器安装在旋转轴上,并将发射装置和接收装置分别安装在轴上相对位置固定的两个位置上。
2. 调试传感器:将传感器接入示波器,观察输出信号是否正常。
如有异常,需要进行调整或更换。
3. 测量转速:启动旋转物体,记录单位时间内脉冲数量,并计算得到物体的转速。
4. 重复测量:多次进行测量,取平均值,并比较各次测量结果的差异。
四、实验注意事项1. 传感器的安装位置应固定,避免在运行过程中产生移动或晃动。
2. 传感器与示波器等设备的接线应正确连接,避免接触不良或短路等问题。
3. 实验中要注意安全,避免伤害自己或他人。
五、实验结果分析通过本次实验,我们成功地利用光电式传感器测量了旋转物体的转速,并得到了一组数据。
通过多次测量和比较数据,我们发现各次测量结果之间存在一定误差。
这可能是由于传感器位置不够精确、设备本身的误差等原因所致。
因此,在实际应用中需要根据具体情况进行精确测量和误差分析,以便得到更加准确的数据。
六、实验总结本次实验通过使用光电式传感器来测量旋转物体的转速,深入了解了光电式传感器的工作原理和使用方法,并掌握了一定的数据处理和分析技能。
光电传感器的应用
光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,传感器的结构简洁,形式敏捷多样,体积小。
近年来,随着光电技术的进展,光电传感器已成为系列产品,其品种及产量日益增加,在各种轻工自动机上获得广泛的应用。
典型案例如下:
(1) 烟尘浊度监测仪
防止工业烟尘污染是环保的重要任务之一。
为了消退工业烟尘污染,首先要知道烟尘排放量,因此必需对烟尘源进行监测、自动显示和超标报警。
烟道里的烟尘浊度是用通过光在烟道里传输过程中的变化大小来检测的。
假如烟道浊度增加,光源发出的光被烟尘颗粒的汲取和折射增加,到达光检测器的光削减,因而光检测器输出信号的强弱便可反映烟道浊度的变化。
(2) 光电转速传感器
在待测转速轴上固定一带孔的转速调置盘,在调置盘一边由白炽灯产生恒定光,透过盘上小孔到达光敏二极管组成的光电转换器上,转换成相应的电脉冲信号,经过放大整形电路输出整齐的脉冲信号,转速由该脉冲频率打算。
(3) 光电池
光电池作为光电探测使用时,其基本原理与光敏二极管相同,但它们的基本结构和制造工艺不完全相同。
由于光电池工作时不需要外加电压,光电转换效率高,光谱范围宽,频率特性好,噪声低等,它已广
泛地用于光电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、紫外光监视器和燃气轮机的熄火爱护装置等。
光电传感器在转速测量中的应用
摘要:光电传感器是采用光电元件作为检测元件,首先把被测量的变化转变为
信号的变化,然后借助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3部分组成。
光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,体积小。
关键词:光电传感器直射式反射式电机转速
1.引言(问题背景概述)
在现带社会生活中,生活生产中很多放方面都要求对速度进行精确测量,尤其是在转速方面的测量,对于所有旋转机械而言,都需要监测旋转机械轴的转速,转速是衡量机器正常运转的一个重要指标。
例如,人们日常生活所用的电大都是通过发电机进行发电,而这时就要知道发电机的转速,以便对其进行控制,输出稳定电压,否则将会给我们的生活和生产带来很多不方便。
再比如一些机床设备,要求对电机有稳定的转速输出才能正工作,就要知道此刻电动机的转速以便实行控制。
所以,面对生活生产中对转速要求高的设备就要知道其转速,然后根据测量转速对其进行精确控制。
2.解决方案
采用直射式或反射式光电传感器进行转速的测量,然后由控制系统进行精确控制。
3.系统结构/基本电路/原理阐述等
光电传感器
光电传感器是应用非常广泛的一种器件,有各种各样的形式,如直射式、反射式等,基本的原理就是当发射管光照射到接收管时,接收管导通,反之关断。
以透射式为例,如图1所示,当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时,开关管关断,否则打开。
为此,可以制作一个遮光叶片如图2所示,安装在转轴上,
当扇叶经过时,产生脉冲信号。
当叶片数较多时,旋转一周可以获得多个脉冲信号。
图1光电传感器的原理图
图2
直射式光电转速传感器的结构见图1。
它由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组成。
开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接,光源发出的光,通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收,将光信号转为电信号输出。
开孔圆盘上有许多小孔,开孔圆盘旋转一周,光敏元件输出的电脉冲个数等于圆盘的开孔数,因此,可通过测量光敏元件输出的脉冲频率,得知被测转速,即
n=f/N
式中:n - 转速f - 脉冲频率N - 圆盘开孔数。
图1直射式光电转速传感器的结构图
反射式光电传感器的工作原理见图2
它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率f,就可知道转速n。
n=f
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=f/N。
N-反光片或反光贴纸的数量。
图2 反射式光电转速传感器的结构图
由传感器感受被测量,把它转换成电信号,供显示仪表指示或用以控制执行机构,就可以直接将测量的频率信号转化为我们需要的转速信号,然后根据所测速度对电机转速进行控制
4.结论
采用光电传感器进行转速测量,方案较容易实现。
且光电检测方法具有精度高、
反应快、非接触等优点,可以预见用方法进行转速测量由很大的发展空间,随着现代科技的发展,。