基于紅外線的轉(zhuǎn)速測量儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于紅外線的轉(zhuǎn)速測量儀，包括紅外線測速裝置，紅外線測速裝置包括用于發(fā)射紅外線的紅外線發(fā)射管和用于接收紅外線的紅外線接收管，紅外線發(fā)射管與紅外線接收管之間安裝齒盤，當齒盤旋轉(zhuǎn)時，由于輪齒的遮擋，紅外線發(fā)射管與紅外線接收管之間的紅外線光路時斷時續(xù)，信號處理電路將此變化的光信號轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，一個脈沖信號即表示齒盤轉(zhuǎn)過一個齒。主控制器對脈沖進行計數(shù)，同時通過其內(nèi)部的計時器對接收一定數(shù)目的脈沖計時，根據(jù)脈沖數(shù)目及所用時間就可計算出轉(zhuǎn)速。本發(fā)明基于紅外輻射技術(shù)的轉(zhuǎn)速測量儀，結(jié)構(gòu)簡單安裝方便，對周圍環(huán)境要求不高，具有較寬的動態(tài)測量范圍，測量精度較高。
【專利說明】
基于紅外線的轉(zhuǎn)速測量儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種基于紅外線的轉(zhuǎn)速測量儀。
[0002]景技術(shù)
[0003]測量轉(zhuǎn)子速度的方法很多，但多數(shù)比較復雜。目前，測量轉(zhuǎn)速的測速儀主要有四種:機械式、電磁式、光電式和激光式。機械式主要利用離心力原理，通過一個隨軸轉(zhuǎn)動的固定質(zhì)量重錘帶動自由軸套上下運動，根據(jù)不同轉(zhuǎn)速對應(yīng)不同軸套位置獲得測量結(jié)果原理簡單直接，不需額外電器設(shè)備，適用于精度要求不高、接觸式的轉(zhuǎn)速測量場合。電磁式系統(tǒng)由電磁傳感器和安裝在軸上的齒盤組成，主軸轉(zhuǎn)動帶動齒盤旋轉(zhuǎn)，齒牙通過傳感器時引起電路磁阻變化，經(jīng)過放大整形后形成脈沖，通過脈沖得到轉(zhuǎn)速值。由于受齒盤加工精度、齒牙最小分辨間隔、電路最大計數(shù)頻率等限制，測量精度不能保證。光電式結(jié)構(gòu)類似于電磁式結(jié)構(gòu)，把旋轉(zhuǎn)齒盤換作光電編碼盤或黑白相間的反射條紋，把電磁傳感器換作光電接收器，通過對反射回來的光脈沖信號計數(shù)得到測量結(jié)果。由于受條紋最小分辨間隔、電路最大計數(shù)頻率等限制，測量精度不能保證，所測轉(zhuǎn)速值和電磁式一樣為兩個計數(shù)脈沖間距的平均值。 激光測速技術(shù)(LDV)是一種正在發(fā)展中的測速技術(shù)，通過激光多普勒效應(yīng)獲得轉(zhuǎn)動體的瞬時角速度，理論上具有很高的瞬時轉(zhuǎn)速測量精度，但目前實際產(chǎn)品精度不夠高，并且價格昂貴，在實際使用上受到限制。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于紅外線的轉(zhuǎn)速測量儀，結(jié)構(gòu)簡單安裝方便，對環(huán)境要求不高，而且很容易完成轉(zhuǎn)速的測量，具有較寬的動態(tài)測量范圍，測量精度尚。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:基于紅外線的轉(zhuǎn)速測量儀，其特征在于，包括紅外線測速裝置、信號處理裝置、主控制器和顯示器；
[0006]所述紅外線測速裝置包括用于發(fā)射紅外線的紅外線發(fā)射管和用于接收紅外線的紅外線接收管，在紅外線發(fā)射管和紅外線接收管之間設(shè)置齒盤，所述紅外線接收管輸出光信號；
[0007]所述信號處理裝置用于將接收到的所述紅外線接收管輸出的光信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號；
[0008]所述主控制器用于接收電脈沖信號，并將信號進行計算得到轉(zhuǎn)速信號；
[0009]所述顯示器與所述主控制器連接，用于轉(zhuǎn)速顯示。
[0010]本發(fā)明的有益效果:紅外線發(fā)射管與紅外線接收管之間安裝齒盤，當齒盤旋轉(zhuǎn)時， 由于輪齒的遮擋，紅外線發(fā)射管與紅外線接收管之間的紅外線光路時斷時續(xù)，信號處理電路將此變化的光信號轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，一個脈沖信號即表示齒盤轉(zhuǎn)過一個齒。主控制器對脈沖進行計數(shù)，同時通過其內(nèi)部的計時器對接收一定數(shù)目的脈沖計時，根據(jù)脈沖數(shù)目及所用時間就可計算出轉(zhuǎn)速。本發(fā)明基于紅外輻射技術(shù)的轉(zhuǎn)速測量儀，結(jié)構(gòu)簡單安裝方便，對周圍環(huán)境要求不高，可以很容易地完成轉(zhuǎn)速的測量。具有較寬的動態(tài)測量范圍，測量精度較尚。
[0011]進一步，所述主控制器為AT89C52單片機。
[0012]采用上述進一步方案的有益效果是:采用單片機，成本低而且性能可靠。
[0013]進一步，所述信號處理裝置包括第一電阻R1，所述紅外線發(fā)射管的陰極接地，陽極串聯(lián)所述第一電阻R1后與三極管Q1的集電極連接，所述三極管Q1的基極串聯(lián)第六電阻器R6 后與所述單片機的I/O串口管腳P10連接，所述三極管Q1的集電極還串聯(lián)第二電阻R2后與所述紅外線接收管的陰極連接，所述紅外線接收管的陽極接地，所述紅外線接收管的陰極還與反相器的輸入端連接，所述反相器的反相輸出端與所述單片機的第一中斷端INT1連接。
[0014]采用上述進一步方案的有益效果是:信號處理裝置電路結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠。
[0015]進一步，所述單片機的第一數(shù)據(jù)端組P00-P07、第二數(shù)據(jù)端組P20-P27都與所述顯示器的信號端組連接。
[0016]進一步，所述顯示器采用型號為JHD12864的液晶顯示模塊，該液晶顯示模塊采用型號為HD44780的驅(qū)動芯片，所述液晶顯示模塊的電源端和地線端之間串聯(lián)有用于調(diào)節(jié)所述顯示器對比度的滑動變阻器，所述滑動變阻器的滑動端與所述液晶顯示模塊的對比度調(diào)節(jié)端連接。[〇〇17]采用上述進一步方案的有益效果是:驅(qū)動芯片型號為HD44780,該驅(qū)動芯片具有標準的接口特性，MCS-51系列單片機的操作時序;模塊內(nèi)部具有64個字節(jié)的自定義字符RAM， 可自定義顯示字符。該液晶顯示模塊采用+5V電源供電，共有20個引腳與單片機的I/O數(shù)據(jù)端口連接，采用滑動變阻器調(diào)節(jié)顯示器的對比度，電路結(jié)構(gòu)簡單，安裝也比較方便?！靖綀D說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的原理圖；
[0019]圖2為本發(fā)明的電路原理圖。【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0021]如圖1所示，基于紅外線的轉(zhuǎn)速測量儀，包括紅外線測速裝置、信號處理裝置3、主控制器4和顯示器5;紅外線測速裝置包括用于發(fā)射紅外線的紅外線發(fā)射管1和用于接收紅外線的紅外線接收管2,在紅外線發(fā)射管1和紅外線接收管2之間設(shè)置齒盤6,紅外線接收管2 輸出光信號;信號處理裝置3用于將接收到的所述紅外線接收管2輸出的光信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號;主控制器4用于接收電脈沖信號，并將信號進行計算得到轉(zhuǎn)速信號；顯示器5與所述主控制器4連接，用于轉(zhuǎn)速顯示。[〇〇22] 如圖2所示，主控制器4選用AT89C52單片機。信號處理裝置3包括第一電阻R1，所述紅外線發(fā)射管1的陰極接地，陽極串聯(lián)所述第一電阻R1后與三極管Q1的集電極連接，所述三極管Q1的基極串聯(lián)第六電阻器R6后與所述單片機的I/O串口管腳P10連接，所述三極管Q1的集電極還串聯(lián)第二電阻(R2)后與所述紅外線接收管2的陰極連接，所述紅外線接收管2的陽極接地，所述紅外線接收管2的陰極還與反相器的輸入端連接，所述反相器的反相輸出端與所述單片機的第一中斷端INT1連接。單片機的第一數(shù)據(jù)端組P00-P07、第二數(shù)據(jù)端組P20-P27都與所述顯示器5的信號端組連接。[〇〇23] 顯示器5采用型號為JHD12864的液晶顯示模塊，該液晶顯示模塊采用型號為 HD44780的驅(qū)動芯片，液晶顯示模塊的電源端和地線端之間串聯(lián)有用于調(diào)節(jié)液晶顯示模塊對比度的滑動變阻器RW，滑動變阻器RW的滑動端與液晶顯示模塊的對比度調(diào)節(jié)端連接。
[0024]上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.基于紅外線的轉(zhuǎn)速測量儀，其特征在于，包括紅外線測速裝置、信號處理裝置(3)、主 控制器(4)和顯示器(5);所述紅外線測速裝置包括用于發(fā)射紅外線的紅外線發(fā)射管(1)和用于接收紅外線的紅 外線接收管(2)，所述紅外線接收管(2)輸出光信號；所述信號處理裝置(3)用于將接收到的所述紅外線接收管(2)輸出的光信號轉(zhuǎn)換成電 脈沖信號；所述主控制器(4)用于接收電脈沖信號，并將電脈沖信號進行計數(shù)得到轉(zhuǎn)速信號；所述顯示器(5)與所述主控制器(4)連接，用于轉(zhuǎn)速顯示。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于紅外線的轉(zhuǎn)速測量儀，其特征在于，所述主控制器(4)為 AT89C52單片機。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于紅外線的轉(zhuǎn)速測量儀，其特征在于，還包括反相器，所述 信號處理裝置(3)包括第一電阻(R1)及三極管(Q1)，所述紅外線發(fā)射管(1)的陰極接地，陽 極串聯(lián)所述第一電阻(R1)后與三極管(Q1)的集電極連接，所述三極管(Q1)的基極串聯(lián)第六 電阻器(R6)后與所述單片機的I/0串口管腳P10連接，所述三極管(Q1)的集電極還串聯(lián)第二 電阻(R2)后與所述紅外線接收管(2)的陰極連接，所述紅外線接收管(2)的陽極接地，所述 紅外線接收管(2)的陰極還與所述反相器的輸入端連接，所述反相器的反相輸出端與所述 單片機的第一中斷端INT1連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于紅外線的轉(zhuǎn)速測量儀，其特征在于，所述單片機的第一數(shù) 據(jù)端組(P00-P07)、第二數(shù)據(jù)端組(P20-P27)都與所述顯示器(5)的信號端組連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于紅外線的轉(zhuǎn)速測量儀，其特征在于，所述顯示器(5)采用 型號為JHD12864的液晶顯示模塊，該液晶顯示模塊采用型號為HD44780的驅(qū)動芯片，所述液 晶顯示模塊的電源端和地線端之間串聯(lián)有用于調(diào)節(jié)所述顯示器(5)對比度的滑動變阻器 RW，所述滑動變阻器的滑動端與所述液晶顯示模塊的對比度調(diào)節(jié)端連接。
【文檔編號】G01P3/486GK106053872SQ201610478592
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】張紅, 葉明 , 劉光遠
【申請人】西南大學