课程设计--电机转速测量仪设计
电机转速测量
课程设计一 电机电机转速测量转速测量一、设计目的1、 掌握电机转速测量方法。
2、 了解工业上输送线测量速度传感器。
3、 利用开放式传感器实验箱更具体的了解测量速度传感器的工作原理和应用，并模拟实际的采集和记录功能。
4、 掌握正确调试电路的方法。
二、设计任务及要求1、 测量电机转速。
2、 根据所提供的设备，正确选择传感器、相关元件。
计算机、LabVIEW 虚拟仪器软件和DRLAB 快速可重组综合实验台为必选设备；传感器的范围已经给定、其他元件可根据自己需求自行选择。
3、 论述基本原理，并画出相关电路图。
论述本次设计中所设计到的所有相关知识概念及原理；电路图可以参考教材电路，最好自己设计。
4、 按照电路原理图在开放式传感器实验箱中搭建电路。
在调试电路时注意各元件的性能参数指标，避免损坏。
通过改变可调电阻大小改变电机转速，较理想电机转速范围：10转/分~50转/分5、 参考已完成的脚本，使用LabVIEW 来设计光电传感器虚拟仪器，包括前后面板。
脚本中的控件自己任意选择。
脚本中应注出自己与合作者的姓名、班级等信息。
6、 软硬件结合验证，并调试，直到测试正确。
给出测量的结果和分析，包括数据数据表格和曲线关系等。
7、 回答相关问题三、设计使用的设计使用的仪器和设仪器和设仪器和设备备1、 计算机2、 LabVIEW 虚拟仪器软件3、 DRLAB 快速可重组综合实验台4、 开放式传感器实验箱5、 应变力式传感器、光敏电阻、集成温度传感器、霍尔开关传感器CS3020、铂电阻温度传感器、k 型热电偶、二集管温度传感器、三集管温度传感器、噪声传感器。
6、 电阻、光源、跳线等四、总体设计设计方案(一)设计方案1、传感器的选择：霍尔开关传感器CS3020。
2、硬件实现：通过霍尔开关传感器与电机飞轮上的小磁片产生霍尔效应。
3、软件实现：应用LabVIEW编写实验脚本。
4、设计整体验证：软件硬件结合、测试验证设计的正确性。
电机转速测量课程设计
电机转速测量课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电机转速测量的基本原理，掌握相关概念，如转速、频率、周期等。
2. 学生能够掌握至少两种不同的电机转速测量方法，并了解其优缺点及适用场景。
3. 学生能运用所学知识，解释实际电机转速测量过程中可能出现的误差及其原因。
技能目标：1. 学生能够正确使用转速表、示波器等实验器材进行电机转速的测量，并准确读取数据。
2. 学生能够运用数据处理软件（如Excel、Origin等）对测量数据进行分析和处理，绘制图表，得出结论。
3. 学生能够通过小组合作，设计并实施简单的电机转速测量实验，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习电机转速测量，培养对物理实验的兴趣，提高探索精神和实践能力。
2. 学生在小组合作中，学会沟通、协作，培养团队精神和责任感。
3. 学生能够认识到电机转速测量在工程实际中的应用，增强理论联系实际的能力，提高解决实际问题的信心。
本课程针对高年级学生，旨在通过电机转速测量这一具体实例，使学生将所学理论知识与实际操作相结合，提高学生的实践能力和创新能力。
课程要求学生在掌握基本原理的基础上，注重实验操作和数据处理能力的培养，同时关注学生情感态度价值观的塑造，使学生在知识、技能和情感等多方面得到全面发展。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 理论知识：- 电机转速测量原理：介绍转速与频率、周期的关系，阐述测速传感器的工作原理。
- 测速方法：详细讲解电磁式测速、光电式测速、霍尔效应测速等常见方法及其优缺点。
2. 实践操作：- 实验设备使用：指导学生正确使用转速表、示波器等实验器材，掌握实验操作步骤。
- 数据采集与处理：教授学生如何采集数据、处理数据，使用数据处理软件绘制图表，分析结果。
3. 教学案例与讨论：- 分析实际电机转速测量案例，让学生了解工程实际中的应用，提高解决实际问题的能力。
- 小组讨论：针对案例，分组讨论测量方案的优化，培养学生团队协作和沟通能力。
智能电机测速仪——天津大学智能装置课设
智能装置课程设计指导书一、设计题目智能电机测速仪二、设计目的1. 深入了解PIC16F877单片机的工作原理，熟练掌握汇编语言程序设计方法，熟练使用MPLAB-ICD仿真器及MPLAB-IDE仿真调试软件。
2.通过该课程设计使学生初步掌握以单片机为核心的智能装置设计的简单原则、步骤和方法。
3.熟悉智能装置设计中有关的硬件设计调试，如人机界面等。
4.熟悉智能装置设计中相关软件的设计、编程和调试。
三、设计内容1.以16F877单片机为核心，结合给出的其他原器件和智能装置实验系统原有的内容设计智能电机测速显示仪硬件电路。
2.利用试验板提供的光电耦合器采集电机速度3.将采集的速度值通过液晶显示器显示出来。
4.将转速内容上传至计算机界面。
四、设计要求1.根据实验指导书的设计内容及所给出的元件，设计智能电机测速显示仪硬件原理图。
2.按照设计好的硬件原理图在实验板上用导线搭建硬件电路。
3.用万用表检查硬件电路连接是否正确，检查无误后上电并编制简单的测试程序分步调试各部分功能。
4.在各部分功能实现后，编制完整的智能电机速度测试系统软件，并进行软硬件联调，直到达到设计要求。
5.按照设计内容要求测试仪表误差并做分析，给出仪表精度，完成后由教师进行验收检查。
五、实验设备1.MPLAB-ICD模块和仿真头2. 智能装置实验系统3. 安装了MPLAB-IDE开发软件的计算机4. 数字万用表5. 导线若干六、实验项目1. 设计智能电机测速仪硬件电路⑴采用16F877单片机，利用实验板上提供的光电耦合器采集电机速度。
⑵将采集的转速值通过液晶显示器显示⑶利用RS232接口，将转速内容上传至计算机界面。
2.硬件电路连接和检查⑴将设计好的电路由指导老师检查完毕后，在实验系统上用导线将实际的电路连接出来。
⑵接线完成后对照原理图用万用表逐根连线检查电路连接是否正确，特别是电源VCC和VDD有无短路。
⑶检查无误后连接仿真头后通电。
3.编制软件对硬件电路分步调试⑴对液晶显示电路进行调试，编制简单程序实现将固定单元的数据在液晶上显示⑵编制测速程序，在液晶显示器上显示出转速。
电机转速测量课程设计
目录：1、摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------32、系统结构----------------------------------------------------------------------------------------------33、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-------------------------------------------------------------64、硬件连接图及原理------------------------------------------------------------------------------65、实验程序及分析-----------------------------------------------------------------------------------8 6．仿真-----------------------------------------------------------------157、PROTEL DXP原理图-------------------------------------------------------------------168、PCB图-------------------------------------------------------------------------------------------------169、硬件调试结果与分析-------------------------------------------------------------------------1710、谢词---------------------------------------------------------------------------------------------------1711、参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------181.摘要测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。
电机转速仪设计
基于单片机的电机转速仪设计任务书1．设计目的与要求（1）显示：采用数码管显示电动机的实时转速。
（2）实现2台以上电机的转速实时监测和显示。
（3）增加速度上下限检测报警功能。
（4）可以设定速度的上下限。
2．设计内容（1）画出电路原理图，正确使用逻辑关系；（2）确定元器件及元件参数；（3）进行电路模拟仿真；（4）SCH文件生成与打印输出；（5）PCB文件生成与打印输出；（6）系统的总体设计、安装和调试。
3．编写设计报告写出设计的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。
4．答辩在规定时间内，完成叙述并回答问题。
目录1 引言 (1)2 总体设计方案 (1)2.1 设计思路 (1)2.2 设计方框图 (2)3 设计原理分析 (2)3.1 信号采集电路的设计 (2)3.1.1 霍尔传感器 (2)3.1.2 转速测量原理 (2)3.2 控制电路的设计 (3)3.2.1复位电路 (3)3.2.2.晶振电路 (4)3.3报警电路 (5)3.4显示电路 (5)4 总结与体会 (6)附录一系统电路PCB图 (7)附录二系统电路原理图 (8)附录三系统总程序 (9)电机转速仪课程设计摘要:转速是电器运行过程中的一个重要监测量，目前国内外常用的转速测量方法有离心式转速表测速法、闪光测速法、对射式测速法和霍尔元件测速法等。
直流电机转速测量仪特别针对高转速的电机，准确测量直流电机的转速、电压、电流、功率等参数。
具有测量速度快，精度高，使用方便，轻巧美观等优点。
设计了基于单片机AT89C51的直流电机转速测量系统。
完成了电机转速测量系统的硬件电路设计、霍尔传感器测量电路的设计、显示电路的设计。
关键词：电机转速测量；霍尔传感器；单片机；89C51；LCD液晶显示1 引言转速是各类电器运行中的一个重要物理量，如何准确、快速而又方便地测量转速，极为重要。
转速是工程中应用非常广泛的一个参数,其测量方法较多,而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法,目前这种测量方法已不能适应现代科技发展的要求。
电气转速测量仪课程设计
电气转速测量仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解电气转速测量仪的基本原理，掌握其工作流程和关键部件的功能。
2. 学生能描述不同类型的电气转速测量仪，并了解它们在实际工程中的应用和优缺点。
3. 学生掌握电气转速测量仪相关的物理概念，如频率、周期、转速等，并能运用相关公式进行计算。
技能目标：1. 学生能够独立操作电气转速测量仪，进行简单实验，并准确读取数据。
2. 学生能够通过分析实验数据，解决与转速测量相关的问题，具备基本的故障排查能力。
3. 学生能够运用所学的电气转速测量知识，设计简单的测量电路，完成特定要求的转速测量。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到电气转速测量技术在工业生产中的重要性，激发学习兴趣，培养对工程技术的尊重和热爱。
2. 学生在实验和问题解决过程中，培养合作意识、团队精神和责任感，提高沟通与协作能力。
3. 学生通过课程学习，培养严谨的科学态度和良好的实验习惯，树立安全意识和环保意识。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高学生的动手操作能力和问题解决能力。
学生特点：学生具备一定的物理基础和电路知识，对电气设备有一定的了解，但实际操作经验不足。
教学要求：注重理论与实践相结合，强化实验操作环节，提高学生的实际应用能力。
同时，关注学生情感态度价值观的培养，提高学生的综合素质。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 电气转速测量仪原理及其构成- 介绍电气转速测量仪的基本原理，如电磁感应、霍尔效应等。
- 分析电气转速测量仪的构成，包括传感器、信号处理电路、显示装置等。
2. 不同类型电气转速测量仪及其应用- 比较常见的电气转速测量仪，如磁电式、霍尔式、光电式等。
- 介绍各种类型电气转速测量仪在实际工程中的应用场景和优缺点。
3. 实验操作与数据处理- 安排实验操作环节，使学生熟练掌握电气转速测量仪的使用方法。
电机转速仪课程设计
电机转速仪课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解电机转速仪的基本原理和构成，掌握相关术语。
2. 学生能够描述电机转速与电压、电流之间的关系，并运用公式进行简单计算。
3. 学生了解电机转速仪在工程实践中的应用，如工业生产、交通运输等。
技能目标：1. 学生能够正确使用电机转速仪进行测量，熟练操作仪器，并处理实验数据。
2. 学生能够分析实验结果，发现并解决简单的电机转速问题。
3. 学生能够运用电机转速仪进行实际案例分析，提高观察、分析和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对电机转速仪产生兴趣，培养对物理实验的热爱和探究精神。
2. 学生在实验过程中，学会合作、交流，培养团队精神和尊重他人意见的品质。
3. 学生通过学习电机转速仪，认识到科学技术在实际应用中的价值，增强社会责任感和创新意识。
课程性质：本课程为物理实验课，注重理论与实践相结合，培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生处于初中阶段，对新鲜事物充满好奇，有一定的物理知识基础，但实践操作能力有待提高。
教学要求：教师应注重引导学生主动参与实验，激发学生兴趣，鼓励学生提问、思考和讨论，关注学生的个体差异，提高教学质量。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程以电机转速仪为核心，结合以下教学内容，确保学生掌握电机转速测量原理与实践操作：1. 电机转速仪原理：- 介绍电机转速仪的基本构成，如传感器、信号处理器、显示装置等。
- 讲解电机转速与电压、电流之间的关系，引入转速计算公式。
2. 电机转速测量方法：- 演示电机转速仪的使用方法，包括仪器准备、操作步骤和注意事项。
- 介绍不同类型的电机转速测量方法，如光电式、电磁式等。
3. 实践操作：- 安排学生进行电机转速测量实验，结合教材章节进行实际操作。
- 引导学生观察实验现象，分析数据，探讨影响电机转速的因素。
4. 教学案例：- 结合实际案例，如工厂生产线上的电机转速监测，让学生了解电机转速仪在工程实践中的应用。
电机转速测量系统-电机课程设计
电机课程设计题目：电机转速测量系统院（系）：专业：学生姓名：学号：指导教师：职称：目录：1、摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------32、系统结构----------------------------------------------------------------------------------------------33、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-------------------------------------------------------------64、硬件连接图及原理------------------------------------------------------------------------------65、实验程序及分析-----------------------------------------------------------------------------------8 6．仿真-----------------------------------------------------------------157、PROTEL DXP原理图-------------------------------------------------------------------168、PCB图-------------------------------------------------------------------------------------------------169、硬件调试结果与分析-------------------------------------------------------------------------1710、谢词---------------------------------------------------------------------------------------------------1711、参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------181.摘要测速是工农业生产中经常遇到的问题，学会使用单片机技术设计测速仪表具有很重要的意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中国计量学院电机转速测量仪设计学生姓名：指导老师：学院: 现代科技学院专业班级：电气1112014 年 03 月06 日1.绪论2.1任务（1）采用霍尔或光电传感器设计一能测量电机转速的测量仪器。
（2）电机转速在100-3000转/分之间。
（3）动态实时显示，显示稳定，显示位数3位。
（4）可采用传感器结合单片机电路实现。
2.2要求（1）绘制系统框图及电路原理图各一份a.标明所有集成电路的型号、引脚序号、功能。
b.标明所有集成电路的电源电压。
c.标明所有元器件的数值或取值范围。
（2）叙述整个系统的工作原理。
（3）详细记录实施中所遇到的问题及问题产生的原因，是如何解决的。
（4）设计转速测试方案，记录测量结果，并进行适当的误差分析。
（5）调试合格后写出综合设计报告。
（6）你对本次课程设计有何体会、建议、和意见。
2.3方案的选择与论证方案一：霍尔元件测速法霍尔元件测速法是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，但由于现有材料的限制，放弃此方案。
方案二：采用反射式光电传感器在测速一端放置反射式红外传感器，当带有遮挡物的电转轴经过时，利用其对红外线的反射能力，接收端检测到信号。
但是电机的空间较小，传感器不能稳定的放置，对测量产生较强的干扰，故放弃此方案。
方案三：采用槽式光电开关采用槽式红外对射式光电开关，集成度高，体积小，功能齐全，电线引出式，电源内藏式具备继电器大功率输出，具备交直流通用型，电压范围宽，抗震性能好，速度检测非常稳定，精度较高，成本低，经过实验可发现槽式式红外光电开关能比较灵敏地测出电机转动的圈数。
利用测量一秒内转过的圈数可测得电机的转速。
综合考虑选用方案三槽式光电开关。
2系统设计2.1系统组成实质上是对脉冲信号的频率的测量。
本课题采是以Coretex Arm M0单片机为核心将处理好的信号经过数据处理转换成所测得的实际十进制信号的系统。
系统硬件原理框图如图2-1：系统框图原理如图2-1所示，系统由传感器、信号处理、显示电路和系统软件等部分组成。
传感器采用光电开关（ST188），比较器（LM324）负责将转速转化为脉冲信号。
处理器采用Coretex Arm M0 单片机，显示器采用共阳极数码管显示。
硬件整体电路图如图2-2 2.2光电开关传感器电路设计与说明发动机ST188 传感器 单片机Coretex Arm M0数码管显示电源LM324比较器光电开关是根据光敏二极管工作原理制造的一种感应接收光强度变化的器件，当它发出的光被目标反射或阻断时，则接收器感应出相应的电信号。
它包含调制光源，由光敏元件等组成的光学系统、放大器、开关或模拟量输出装置，其工作原理如图5所示。
光电式传感器由独立且相对放置的光发射器和收光器组成。
当目标通过光发射器和收光器之间并阻断光线时，传感器输出信号。
它是效率最高、最可靠的检测装置。
槽形（U形）光电开关是对射式的变形，其优点是无须调整光轴。
2.3比较器电路设计与说明如上图（俯视图），本设计选第二个运放，在六号管脚处接一2.4v电压即可（因为在遮挡物未遮挡的时候5号管脚输入电压为500mv，此时6管脚电压大于5管脚电压，按照比较器原理，此时7号管脚输出低电平，反之，在有遮挡物经过时，5管脚输入近4v高电平，使5号管脚电平大于6号管脚电平，7号管脚输出高电平，致此7号管脚发生了电平跳变）。
2.4系统工作原理及处理方法在进行电机转速测量前先将棒状遮挡物固定在电机的转轴上，使遮挡物在随转轴转动时刚好经过光电传感器凹槽处。
此时，光电传感器中的光线被遮挡，导致另一侧的光电晶体管截止，于是传感器向比较器同相端输入高电平，使得同相端的电平高于反相端的电平，在比较器输出端输出高电平，与此同时，单片机接收到了由低到高电平的上升沿，并进行了记录。
重复前面步骤，单片机在五秒内记录上升沿的次数为f，f*15便是一分钟电机的转速。
3.5 Coretex Arm M0单片机简介3.电路调试3.1调试问题及其解决方法3.1.1 在调试关电开关期间由于前期焊接电路时虚接，导致光电开关无法正常工作，在仔细观察电路以及用万用表检查后才发现。
3.1.2 调试比较器期间由于参考电压过高，导致在输出端无电平的跳变，一直为低电平，后查看芯片资料及运用百度软件才得以解决。
3.2 存在的问题与改进的意见3.2.1 电机转速的测量由于要实时显示，可是由于软件编程能力的局限，只有当采集脉冲的时间变长才可以使测速精度提高，这与要求相悖。
适当调节采集时间的长短，使其显示精确达到标准。
3.2.2 由于硬件布线由金属导线和焊锡完成，故硬件寿命较短，体积较大且不稳定。
建议可用覆铜板刷电路，这样可以很好的避免上述问题。
4.收获体会经过2个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。
在此期间我也失落过，也曾一度热情高涨。
从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。
生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。
劳动是人类生存生活永恒不变的话题。
通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈测绘为我们的社会付出。
我想说，测绘确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今物欲很流的世界，很少有机会能与大自然亲密接触，但我们可以，而且测绘也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的实习，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，测绘确实很累，但当我们所测的数据制成成果时，心中也不免产生兴奋；正所谓“三百六十行，行行出状元”。
我们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？我不断的反问自己。
也许有人不喜欢野外的工作，也许有人认为测绘的工作环境不好，但我认为无论干什么，只要人生活的有意义就可。
社会需要我们，我们也可以为社会而工作。
既然如此，那还有什么必要失落呢？于是我决定沿着自己的测绘路，执着的走下去。
社会需要我们，我们也可以为社会而工作。
既然如此，那还有什么必要失落呢？于是我决定沿着自己的测绘路，执着的走下去。
同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。
某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。
实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。
团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。
而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。
对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。
挫折是一份财富，经历是一份拥有。
这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！5.附录extern int a;//全亮void display_all(){int i;Bit164Data_ClrVal();for(i=0;i<24;i++){Bit164Clk_SetVal();Bit164Clk_ClrVal();}}//全灭void display_none(){int i;Bit164Data_SetVal();for(i=0;i<24;i++){Bit164Clk_SetVal();Bit164Clk_ClrVal();}}//显示数字void display_number(int num){unsigned char tab[] ={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};unsigned char segment;int i;//取百位段码segment = tab[(num/100)%10];for(i=0;i<8;i++){if((segment&0x80)==0)Bit164Data_ClrVal();elseBit164Data_SetVal();Bit164Clk_SetVal();Bit164Clk_ClrVal();segment <<=1;}//取十位段码segment = tab[(num/10)%10]; for(i=0;i<8;i++){if((segment&0x80)==0)Bit164Data_ClrVal();elseBit164Data_SetVal();Bit164Clk_SetVal();Bit164Clk_ClrVal();segment <<=1;}//取个位段码segment = tab[num%10];for(i=0;i<8;i++){if((segment&0x80)==0)Bit164Data_ClrVal();elseBit164Data_SetVal();Bit164Clk_SetVal();Bit164Clk_ClrVal();segment <<=1;}}//延时void delay_msec(int ms){int i,j;for(i=0;i<ms;i++)for(j=0;j<0x7ff;j++);}int main(void){PE_low_level_init();int i=0,c;while(1){if(Bit_in_GetVal()==0){delay_msec(20);if(Bit_in_GetVal()==1)i++;}if(a==1){a=0;c=i*15; (速度单位的转化)display_number(c);i=0;}}//中断4秒int a;void TI1_OnInterrupt(void) {a++;}。