非接触式光电转速计
非接触式传感器
非接触式传感器根据传感器工作时与被测物体传感器种类繁多，分类方法也是很多，按照工作原理传接触与否可以分为接触式和非接触式传感器。
此外，感器又可以分成参量传感器、发电传感器及特殊传感器。
其中，参量发电传感电感式传感器和电容式传感器等；传感器有电阻式传感器、器有光电池、热电偶传感器、光电式传感器和磁电式传感器等；特殊红外探测器如超声波探头、传感器是不属于以上两种分类的传感器，电涡流式传电感式传感器中的和激光检测等。
根据第二种分类方法，，、、霍尔式传感器感应同步器感器，磁电式传感器中的磁阻式传感器，特殊传感器中的微波传感器均为非接触式传感器。
光电式传感器下面具体介绍每一种传感器的工作原理。
电涡流式传感器一在磁场根据法拉第电磁感应定律，块状金属导体置于变化的磁场中，此现象叫导体内将产生呈漩涡状的感应电流，中作切割磁力运动时，电根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。
电涡流效应。
位移、厚度、表而温度、速度、应力涡流式传感器最大的特点是能对灵敏度高及材料损伤等进行非接触式连续测量，另外还具有体积小、和频率响应宽等特点，应用极其广泛。
在软磁材料制成的输如图所示为电涡流式转速传感器工作原理图。
处设置电涡流传感器，输入轴4I入轴上加工一键槽，在距输入表面与被测旋转轴相连。
当被测旋转轴转动时，输出轴的距离发生(吨tAd)这种变化将导致振荡回路的品质因数变化，由于电涡流效应，的变化。
．使传感器线圈电感随AJ的变化也发生变化，它将直接影响振荡器的电压幅值和振荡频率。
出此，随着输入轴的旋转，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，该信号经电路处理便可得到被测转速。
这种转速传感器可实现非接触式测量，抗污染能力很强，可安装在旋转轴附近长期对被测转速进行监视。
最高测量转速可达600 000r／min。
二霍尔式传感器霍尔式传感器也是一种磁电式传感器，它是利用霍尔元件基于霍尔效府原理而将被测量转换成电动势输出的一种传感器。
光电式转速测量电路的设计与实现
目录1 概述 (1)1.1 背景及研究意义 (1)1.2 转速测量方法的分类 (2)2.1 方案论证及确定 (4)2.1.1 转速测量原理 (4)2.1.2 转速显示单元 (4)2.2 转速测量系统总体结构 (4)3.1 单片机控制单元 (5)3.2 转速测量单元 (5)3.2.1光电传感器简介 (6)3.2.2 脉冲产生电路设计 (6)3.2.3 光电转换及信号调理电路设计 (7)3.4 数据显示单元 (7)3.5 稳压电路单元 (9)4.1 系统主程序设计 (10)5 系统调试与安装 (14)5.1 硬件调试 (14)5.2 软件调试 (14)6 总结 ..................................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要电机转速是用来评价电机运动状态的一项指标，在很多场合下，都需要对电机的转速进行准确的测量，并将其用作为自动化控制的一个重要因素，因此在很多应用场合中对需要加强对电机转速的精准控制。
电机转速测量的重要性不仅仅只是针对直流电机而言，在交流电机的转速测量中也显得十分的重要，尤其是在工业控制、航空航天等精细化控制领域而言尤为重要。
本论文通过对传统的电机转速测量系统的优缺点进行分析，并结合国内外在电机转速测量方面的研究，提出一种基于光电传感器的电机转速控制系统设计，它不仅改善了传统电机转速测量中存在的不足，使得在实际应用中对电机转速的测量更加的准确，同时光电传感器在实际的工作过程中受环境的影响因素相对较小，降低了测量的误差率。
本文选用光电传感器对电机转速进行测量的另一个原因在于它的体积小、使用方便，采用非接触式测量的方式输出数字信号确保测量结果的准确性，被广泛的应用在电机转速的测量中。
关键词：光电传感器；转速测量1 概述1.1 背景及研究意义在现代工业生产以及运动检测等众多领域，对于电机转速的检测和精准化控制已经显示尤为重要，通过对电机转速的检测，不仅可以控制电机转动的速度，同时还可以控制电机去实现很多常规方法无法完成的工作，比如像自动化控制、运动检测、移动机器人等。
《热能与动力工程测试技术(第3版)》俞小莉(电子课件)第9章 转速、转矩和功率测量(黄老师)
第9章转速、转矩和功率测量
9.3 功率测量
负荷电阻控制方式直流电力测功机的基本特性如下图所示。
图中同时给出转矩Tt、测量功率PT、驱动转矩Tm、驱动功率 P与转速n 的关系。在测功状态下，A为最大电流线，此时对应于最大励磁电流和最小 负荷电阻，即为负荷调节处于最大位置时的固有特性；A1、A2分别为负荷 调节处于中间位置时的固有特性；B为最大转矩线，受电枢的机械强度限制； C为最大功率线，受电机散热条件限制；D为最高转速线，受旋转部分所能 承受的最大离心力限制；E为最小吸收转矩或功率线，此时虽无励磁电流通 过，但仍存在轴承及空气阻力，因而在E线之下存在不能测定区（图上剖面 线范围）。
1－弹性扭轴 2－卡盘 3－凸臂 4－钢铉
第9章转速、转矩和功率测量
9.2 转矩测量
假设弹性扭轴处于自由状态时，钢铉的固有频率为f0，受转矩T作用时 频率为f，则
T K ' ( f 2 f 02 )
式中，K’是常数，它由弹性扭轴的刚度、钢铉的尺寸及测量仪的特性 等决定。 测得频率f则可测量出转矩T。
磁致伸缩式转矩仪工作原理图
第9章转速、转矩和功率测量
9.3 功率测量
1.功率基本测量方法
主要测量方法： （1）通过电功率测量。又称损耗分析法，动力机械由电动机直接驱动，先测出 电动机的输入功率，再利用损耗分析计算电动机的输出功率，即为动力机械的轴功 率。 （2）通过转矩间接测量。由于动力机械的轴功率正比于转矩与转速的乘积，故 常采用间接测量方法。分别测量转矩和转速，再按下式求得功率
第9章转速、转矩和功率测量
9.1 转速测量
b.磁电式转速传感器
1-传感器壳体 2-输出信号线 3-保护层 4-永磁体 5-感应线圈 6-杆销 7-触发齿轮 G-气隙
优利德使用说明
工具操作手册目录一、UT311测振仪 (3)仪器简介 (3)工作原理 (3)仪表结构 (3)符号 (4)使用方法 (4)测量范围 (4)保养维护 (5)二、UT71E数字万用表 (5)仪器简介 (5)安全使用准则 (5)外形结构 (5)旋钮开关及按键功能 (6)测量操作说明 (6)按键功能定义 (9)保养与维修 (11)三、UT233数字钳形功率计 (12)仪器简介 (12)仪器结构图 (12)LCD显示.................................................... . (14)按键功能 (14)测量 (14)电池更换 (19)四、UT372非接触式转速计............................... (19)仪器简介 (19)仪器结构图 (19)LCD显示................................... (20)按键功能及设置 (20)测量操作说明 (21)五、UT320S数字式测温仪................................ (22)仪器简介 (22)仪器结构图 (22)LCD显示.................................. ......................... .. (22)按键功能 (23)仪表设置 (24)仪表使用 (25)六、UT342覆层测厚仪............ .. (25)仪器简介 (25)LCD显示 (25)基本测量 (26)七、UT332数字式温湿度表 (26)仪器简介 (26)仪器外观 (26)仪表设置 (26)仪表使用 (27)保养维护 (28)八、UT360风速仪 (28)仪器简介 (28)仪表外观 (28)LCD显示 (29)按键说明 (29)仪表使用 (30)保养维护 (31)九、UT352声级计 (31)仪器简介 (31)仪器外观 (31)按键功能及设置 (31)外观 (32)十、UT202数字钳式万用表 (32)仪器简介 (32)操作说明 (32)保养维护 (33)一、UT311测振仪1.仪器简介UT311型测振仪是由加速度和数字测量显示电路构成的一体式手持测振仪表。
非接触式转速测量仪
非接触式转速仪设计摘要随着工业生产技术的发展，尤其是风机等在各个领域的大量应用，旋转物体转速的测量变得更为频繁，因而对具有便携、快速、非接触、精确度高等特征转速测量仪表的需求性也越来越强。
本设计以STC89C54RD+单片机为核心，主要有硬件电路设计和软件设计两个部分。
硬件电路主要包括主控制器，反射式红外传感器，按键电路，显示电路以及串口通信等。
主控制器采用单片机STC89C54RD+；红外传感器用来发射和接收信号，采集数据；显示电路采用8位共阴极LED数码管动态扫描显示；串口通信传输采用标准的RS232计算机数据串行通信方式。
软件设计主要包括主程序，按键子程序，显示子程序，红外传感数据采集程序以及串口通信程序等。
该设计的产品能够对风机等的转速实现精确测量，具有大量程、精度高、价格低、结构简单、性能稳定、抗干扰能力强、快速测量、便于携带、用途广、可实现在线测量等优点，将为工业生产提供极大方便。
该设计所实现的功能：设置相应叶片数后，按开始按键即可通过红外传感器对风机转速进行实时测量，并将转速、叶片数等信息通过数码管显示，同时可以通过串口将相应数据信息反馈给PC机。
本设计实现了所要求的功能。
关键字: STC89C54，RS-232，LED，转速THE DESIGN OF NON-CONTACT ROTATIONALSPEED METERABSTRACTWith the development of the Technology of industrial production, Especially the large number of applications of fans in various fields, to measure the rotational speed of Rotating object becomes more frequent, and thus the needs of the rotational speed meter which has Features of portable, rapid, non-contact, high precision measuring and other characteristics is also growing.The design make the STC89C54RD microcontroller as the core. hardware design and software design is the Two main parts. Hardware circuit includes a master controller, reflective infrared sensors, key circuit, display circuit, and serial communications etc. Main controller using SCM STC89C54RD ; Infrared sensors used to transmit and receive signals, collecting the date; Display circuit using 8-bit common cathode LED digital tube dynamic scanning display; Serial communication transmission of computer data using standard RS232 serial communication. Software design includes the main program, the key subroutine, display routines, and the infrared sensor data acquisition program and other serial communication program. The product of design can achieve accurate measurement the rotational speed of fans etc, with a large range, high precision, low price, simple structure, stable performance, anti-interference ability, fast measurement, portable, versatile, can realize the advantages of online measurement will greatly facilitate industrial production.The implementation function of the design: After setting the appropriate number of leaves, pressing the starting button can measure the rotational speed of the fan through the infrared sensor for real-time, rotational speed and number of leaves and other information will display through the digital display, while the corresponding data will be fed back to the PC machine through the serial port.The design achieved the required functions.Key words：STC89C54，RS-232，LED，Rotational speed目录前言 (1)第1章系统总体方案设计 (3)1.1功能要求 (3)1.2整体方案设计 (3)1.3实现方式 (4)1.4单片机的选择 (5)第2章硬件电路设计 (6)2.1单片机模块 (6)2.2 232串行口模块 (7)2.3电源电路设计 (8)2.4显示电路 (9)2.5时钟电路模块 (11)2.6复位电路模块 (11)2.7红外收发电路模块 (12)2.8 PCB板的设计 (14)第3章软件程序设计 (15)3.1软件总体结构 (15)3.2串口中断程序流程图 (16)3.3串口命令执行程序流程 (17)3.4通讯协议和解析流程图 (18)3.4.1输入串口的通讯协议 (19)3.4.2串口返回的数据 (19)3.5 LED数码管显示程序 (20)3.6红外传感数据采集程序 (21)3.7按键程序 (22)第4章系统调试 (24)4.1 硬件的调试 (24)4.2 软件的调试 (25)4.3 软件硬件联接调试 (25)总结 (27)参考文献 (28)致谢 (30)附录 (31)附录1原理图 (31)附录2 PCB图 (32)前言项目的背景和作用测量转速的方法很多，但多数比较复杂。
离心机几种转速测量方法的比较
离心机几种转速测量方法的比较叶菁;黄莉洁;黄天浩;王晓成【摘要】以无观察孔的离心机作为研究对象探讨实验室离心机的转速测量.从测量安全性和可操作性方面考虑,分析了光电测量法、磁电测量法和振动测量法的特点.通过分析实验数据证明了振动测量法不仅测量结果稳定可靠,而且信号响应速度快.因振动传感器不接触离心机内腔,所以振动式转速表可以广泛用于无观察孔离心机和受污染离心机的校准.【期刊名称】《上海计量测试》【年(卷),期】2018(045)006【总页数】3页(P16-18)【关键词】观察孔;离心机;转速测量;振动测量法;振动式转速表【作者】叶菁;黄莉洁;黄天浩;王晓成【作者单位】上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院;上海市计量测试技术研究院【正文语种】中文0 引言转速是离心机非常重要的技术参数，离心力的大小与转速成正比。
如果转速达不到规定要求，样本就不能被彻底分离，所以离心机转速的准确与否直接影响样本的检验。
离心机有很多种类，本文探讨的是实验室离心机的转速测量。
按照国标GB/T30099-2013对实验室离心机的分类方式，离心机按转速可分为低速离心机、高速离心机和超速离心机。
低速离心机的转速范围小于等于10 000 r/min，最大允许误差±2.5%。
高速离心机的转速范围小于等于30 000 r/min，最大允许误差±1%。
离心机的转速一般用光电测量法进行非接触式测量，因为很多离心机上盖有观察孔可以接收转速表的光电信号。
观察孔能透过光源并且可以通过其观察离心机的工作情况。
如果没有观察孔，测量离心机转速时常用的方法是强制打开离心机上盖，用光电测量法测量。
此种方法的缺点是不安全，容易造成事故，故需要寻找合适的测量方法解决该类离心机的转速测量问题。
1 测量方法1.1 带观察孔的离心机转速测量方法离心机的转速一般采用光电测量法测量，这是校准实验室常用的测量方法，用带有光电传感器的电子计数式转速表测量转鼓转速。
小野转速表HT5500
小野 ONO SOKKI转速计/转速表小野转速表/转速计型号：HT-5500朗科精密仪表电*话：132*4191*0101扣*扣：95*111*789*7小野转速表/转速计HT-5500详细资料 HT-5500HT-5500汇集了转速测量领域里最先进的技术，外壳设计精湛，功能齐全，既能进行接触式的，也能进行非接触式的测量。
使用极为方便，是一台理想的高性能、最先进的手握式数字转速表。
测量项目有：转速(r/min、r/s)、累计转速(计数)、圆周线速度 (m/min接触或非接触、mm/s 接触式)、周期(ms)等。
也可输出模拟和脉冲信号(标准配置)。
模拟信号输出可用来接笔式记录仪记录测量数据等，脉冲信号可用来接FFT分析仪作跟踪分析用。
测量范围从6.0 r/min(低转速域)到99,999 r/min(高转速域)，是一台量程宽、功能全的手握式转速表。
特点•转速测量范围为 6.0 ～ 99999 r/min-覆盖低速域和高速域的宽量程■ Lo 量程 6.0 ～ 600.0 r/min (小数点后保留一位)■ Hi 量程 6 ～ 99999 r/min•接触和非接触测量兼顾的两用型•有记忆存储功能，最多可保存20个数据•即使是非接触测量，只要设置好被测旋转物的直径，就可测量圆周线速度(用接触方式测试时，测量探头须换上接触式圆周线速度测量环KS-100/200)•能累计转速(接触式：每转一圈计一个脉冲；非接触式：每接收一个反射信号计一个脉冲，累计到99999个)•模拟输出与脉冲输出为标准规格■模拟输出0～1V/0 ～ F.S.( F.S.可任意设置)、10bit D/A转换■脉冲输出 Hi: 大于+4.5V 、 Lo ：低于+0.5V•可使用AC交流电源(用AC适配器 PB-7090)•带峰值保持功能(能显示转速、周期、圆周线速度的最大值和最小值)规格可见光的光电反射或接触方式(须安装接触式探头适配器HT-0502)r/min、r/s (转速)m/min (圆周线速度)COUNT (累计数)ms (周期)非接触方式接触方式r/min ( Lo 量程 )6.0 ～ 600.0 6.0 ～ 600.0 r/min ( Hi 量程 )6 ～ 99999 r/min 6 ～ 20000 r/minr/s0.10 ～ 999.99 r/s0.10～400.00 r/sm/min 0.6 ～ 9999.9m/min0.6 ～ 400.0 m/minCOUNT0 ～ 99999 COUNT0 ～ 99999 COUNTms0.6 ～ 9999.9 ms 2.5 ～ 9999.9 ms20 ～300 mm液晶显示5位、带背景照明1秒+1周期以内(当被测转速降至60r/min以下时，最大测量时间为周期的二倍) 约1秒显示值(*)×(±0.02%)=±1位* 显示值为不带小数点的计数值(注) ◆圆周线速度的测量精度由被测旋转体的转速所决定。
转速测量方法
转速测量方法可以分为两类，一类是直接法，即直接观测机械或者电机的机械运动，测量特定时间内机械旋转的圈数，从而测出机械运动的转速；另一类是间接法，即测量由于机械转动导致其他物理量的变化，从这些物理量的变化与转速的关系来得到转速。
同时从测速仪是否与转轴接触又可分为接触式，非接触式。
目前国内外常用的测速方法有光电码盘测速法、霍尔元件测速法、离心式转速表测速法、测速发电机测速法、漏磁测速法、闪光测速法和振动测速法。
1．光电码盘测速法这是通过测出转速信号的频率或周期来测量电机转速的一种无接触测速法。
光电码盘安装在转子端轴上，随着电机的转动，光电码盘也跟着一起转动，如果有一个固定光源照射在码盘上，则可利用光敏元件来接受光，接收到光的次数就是码盘的编码数。
若编码数为l，测量时间为t，测量到的脉冲数为N，则转速n=(N/t*l)*60。
2．霍尔元件测速法利用霍尔开关元件测转速的。
霍尔开关元件内含稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、施密特触发器和输出电路。
输出电平与TTL电平兼容，在电机转轴上装一个圆盘，圆盘上装若干对小磁钢，小磁钢越多，分辨率越高，霍尔开关固定在小磁钢附近，当电机转动时，每当一个小磁钢转过霍尔开关，霍尔开关便输出一个脉冲，计算出单位时间的脉冲数，即可确定旋转体的转速。
3．离心式测速法离心式转速表是利用物体旋转时产生的离心力来测量转速的。
当离心式转速表的转轴随被测物体转动时，离心器上的重物在惯性离心力作用下离开轴心，并通过传动系统带动指针回转。
当指针上的弹簧反作用力矩和惯性离心力矩相平衡时，指针停止在偏转后所指示的刻度值处，即为被测转速值。
这就是离心式转速表的原理。
测转速时，转速表的端头要插入电机转轴的中心孔内，转速表的轴要与电机的轴保持同心，否则易响准确读数。
4．测速发电机测转速利用直流发电机的电枢电动势E与发电机的转速成正比的这一关系测量转速。
测转速时，测速发电机连接到被测电机的轴端，将被测电机的机械转速变换为电压信号输出，在输出端接一个刻度以转速为单位的电压表，即可读出转速。