转速测量方法

转速测量方法
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。

5.闪光测速法

利用可调脉冲频率的专用电源施加于闪光灯上,将闪光灯的灯光照到电机转动部分,当调整脉冲频率使黑色扇形片静止不动时,此时脉冲的频率是与电机转动的转速是同步的。若脉冲频率为,则电机的转速为(r/min)。

6.漏磁测速法

利用异步电动机的转子在旋转磁场中由切割磁力线产生感应电流的频率即为电动机转子频率和电动机定子电压频率的差频。此差频乘以60就得到异步电动机的转差,由电网频率也乘以60得到电动机的同步转速,由同步转速减去转差就得到电动机的转速。

7.振动测速法

通过测得壳体的振动位移、速度或者加速度,经过适当的滤波,就可以在一定时间内累计位移或加速度的换向次数,换向次数除以时间即为电机转动频率(频率法),或测定振动波的周期(周期法),从而测得电机转速。

速度测量方法概述

速度测量方法概述 一、速度测量方法 M法是测量单位时间内的脉数换算成频率,因存在测量时间内首尾的半个脉冲问题,可能会有2个脉的误差。速度较低时,因测量时间内的脉冲数变少,误差所占的比例会变大,所以M法宜测量高速。如要降低测量的速度下限,可以提高编码器线数或加大测量的单位时间,使用一次采集的脉冲数尽可能多。 T法是测量两个脉冲之间的时间换算成周期,从而得到频率。因存在半个时间单位的问题,可能会有1个时间单位的误差。速度较高时,测得的周期较小,误差所占的比例变大,所以T法宜测量低速。如要增加速度测量的上限,可以减小编码器的脉冲数,或使用更小更精确的计时单位,使一次测量的时间值尽可能大。 M法、T法各且优劣和适应范围,编码器线数不能无限增加、测量时间也不能太长(得考虑实时性)、计时单位也不能无限小,所以往往候M法、T法都无法胜任全速度范围内的测量。因此产生了M法、T法结合的M/T 测速法:低速时测周期、高速时测频率。 二、光电编码器 1、工作原理 光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器,光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号,通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外,为判断旋转方向,码盘还可提供相位相差90º;的两路脉冲信号。

2、倍频电路 倍频电路一般是指电机反馈变频器的倍频,一般4倍频居多。举个例子,如果电机装了一个1000线编码器,如果在没有倍频的情况下,电机每转一圈可输出1000个脉冲;如果经过4倍频电路处理,则可以得到一圈4000个脉冲的输出,电机一圈为360°,所以每个脉冲代表的位置为360°/4000,相比360°/1000, 分辨率为4倍。 3、频压转换 在测量转速(频率)时,目前多采用数字电路,但有些场合则需要转速(频率)的变化与模拟信号输出相对应,这样便可在自动控制系统实验中用频/压转换器件代替测速发电机,从而使实验设备简化。

转速测量方案

转速测量方案返回主页 作者范家保 转速(速度)在线测量方案选择时,一般要考虑的问题有以下几点: 1.被测物体运动的速度范围; 超低速(0.10~2.00r/min) 低速(0.5~500r/min) 中高速(20~20000r/min) 高速(500~200000r/min) 超高速(500~600000r/min) 全速(0.10~600000r/min) 2.被测物体可测点几何形状; 轴(光轴/带孔/带槽/带销/叶片) 传动齿轮/皮带 3.环境条件; 4.动态/静态显示、记录、控制;

5.误差、响应时间、输出控制形式等; 测速范围作为基本参数,直接关系到传感器和测速仪的选择;比如在20~20000r/min这一测速范围,函盖了低速、中高速,满足这一测速范围的传感器和测速仪表品种比较多;如果测速范围在20r/min 以下,甚至0.1r/min以下,这就是超低转速测量,不是普通的传感器和测速仪表能满足的了。 被测物体可测点几何状况及环境条件,往往是传感器和测速仪的最大制约因数。比如一种微型电机,被测旋转轴直径只有 1.5mm,只有端面露在外面,且此轴没有负载能力,如何检测?再如被测物体转速0.10~2.00r/min,要求测量仪表输出4~20mA的标准信号,测量环境70摄氏度,这就要求传感器和测速仪不光满足测速范围的要求,还要满足环境温度的要求。 被测物体可测点几何形状,关系到适用传感器的品种,可测点周边空间关系到选用传感器的可安装性,可测点环境关系到传感器和仪表的耐受特性。 动态测量和静态测量,关系到测量方法和瞬时转速的概念,静态测量一般选用的采样时间为0.5秒到2秒,超低转速时,可延时到60秒。动态测量一般采样时间选择小于0.1秒,高速采样时,要求采样时间不超过0.01秒。 在线测量有时作为观测手段,只需要显示;有时作为反馈,用于

重力加速度多种测量方法的讨论汇总

分类号: 密级:毕业论文(设计) 题目:重力加速度多种测量方法的讨论系别: 专业年级: 姓名: 学号: 指导教师: 2015年06月03日

原创性声明 本人郑重声明:本人所呈交的毕业论文,是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外,不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名:日期:

关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料(包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等),知识产权归属吕梁学院。本人完全了解吕梁学院有关保存、使用毕业论文的规定,同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权吕梁学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文。如果发表相关成果,一定征得指导教师同意,且第一署名单位为吕梁学院。本人离校后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时,第一署名单位仍然为吕梁学院。 论文作者签名:日期: 指导老师签名:日期:

摘要 物理学的产生和发展都离不开实验,而对于一个相同的物理量来说,可以有不同的测量方法和测量途径。本论文主要是研究用弹簧测力计和天平组合测量法、水滴法、单摆法、打点计时器法来测量重力加速度。并分别从以下几个方面来对这四种实验进行讨论:实验原理理解的难易程度、操作过程的繁易程度、是否适合自身条件、是否适合测量当地的重力加速度、每个实验所产生误差的原因。通过对前边四种实验的理解,结合自己的实验条件,设计出了一个用小球和细管的组合来测量重力加速度的方法。并多次做了这个实验,并把实验的结果与前边四种实验方法进行比较,比较了这几种方法的优点缺点以及测量的精确度。最后对这几种测量方法进行分析归纳,总结出这几种实验方法的利与弊,找出了一种既方便又能精确测量当地重力加速度的方法。 关键词:重力加速度;实验;测量方法

转速测量及应用

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目录 第1章转速测量文献综述 (1) 1.1 转速测量的意义 (1) 1.2 转速测量现状 (1) 1.2.1 磁电式转速测量 (1) 1.2.2 光电式转速测量 (2) 1.2.3 电感式转速测量 (2) 1.2.4 等 (2) 第2章总体方案设计 (2) 2.1 方案一 (3) 2.2 方案二 (5) 2.3 方案三 (6) 2.4 方案分析对比 (8) 2.5 小结 (9) 第3章具体设计与特性分析 (10) 3.1 传感器设计 (10) 3.2 转换电路设计 (11) 3.3 传感器总体分析 (11) 3.4 使用条件和误差补偿 (11) 3.5 仿真实验 (11) 3.6 小结 (12) 总结 (13) 参考文献 (14) 附录 (15) 千万不要删除行尾的分节符,此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”,然后“更新整个目录”。打印前,不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行

第1章转速测量文献综述 1.1转速测量的意义 工业生产中经常需要关注转速问题,转速是标志设备运转是否正常的重要指标,实时的监测转速,对了解设备的运行,提高工农产品的质量和效率有重要意义。转速测量方法较多,而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法。 1.2转速测量现状 ■凡能随转速而变化的物理量都可用作转速传感器,例如: ●电磁传感器 ●霍尔传感器 ●光电传感器 ●闪烁传感器 等等 1.2.1磁电式转速测量 磁电式转速传感器主要是利用磁阻元件来做转速测量的。磁阻元件有一个特性,转速表就是其阻抗值会随着磁场的强弱而变化。通常磁电式传感器内装有磁性铁,使传感器预先带有一定的磁场,当金属的检测齿轮靠近传感元件时,齿轮的齿顶与齿谷所产生的磁场变化使得传感元件的磁阻抗也跟着变化。但是磁阻元件的阻抗值随温度变化很大,用一个磁阻元件测量转速时,温漂影响非常厉害,这使磁阻元件的应用受到很大的限制。可是我们的传感器却不同,它采用了 2 个磁阻元件,不仅补偿了温度的影响,还大大地增强了传感器的灵敏度。 磁电式转速传感器采用磁电感应原理实现测速,当齿轮旋转时,通过传感器线圈的磁力线发生变化,在传感器线圈中产生周期性的电压,通过对该电压处理计数,就能测出齿轮的转速。该传感器输出信号强,抗干扰

19:对六种瞬时速度测量方法的研究

专题十七:对六种瞬时速度测量方法的研究 方法一:直接测微小位移和微小时间法 对运动物体我们可采用光电计时器、照相机、超声波测速仪等工具来记录物体在微小时间内的位移。具体如下: 1)、光电计时器测速 1:光电计时器是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图甲所示,a 、b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a 、b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间,图中MN 是水平桌面,Q 是木板与桌面的接触点,1和2是固定在木板上适当位置的两个光电门,与之连接的两个光电计时器没有画出,让滑块d 从木板的顶端滑下,光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为22.510s -?和21.010 s -?,小滑块d 的宽度为0.5cm 。可测出滑块通过光电门 1的速度v 1=__ ___m/s ,滑块通过光电门2的速度v 2=__ ___m/s 。 2)、照相机拍照测速 2:“神舟”六号载人飞船的发射时,某记者为了拍摄飞船升空的美好瞬间,采用照相机的光圈(控制进光量的多少)是16,快门(暴光时间)是1/60s 拍照,得到照片中飞船的高度是h ,飞船上“神舟六号”四字模糊部分的高度是ΔL ,已知飞船的高度是H 。由以上数据可粗略求出拍照瞬间飞船的瞬时速度。 3)、超声波反射测速 3.下图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的时间差,测出汽车的速度。图中是测速仪发出的超声波信号,n 1、n 2分别是由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描,p 1、、p 2之间的时间间隔Δt =1.0s ,超声波在空气中传播的速度是V =340m/s ,若汽车是匀速行驶的,则根据图可知,汽车在接收到p 1、、p 2两个信号之间的时间内前进的距离是 m ,汽车的速度是____ ____m/s 方法二:测匀变速直线运动位移时间法 1)、打点计时器测速 2)、频闪照片测速 例如:如图所示,是利用频闪照相研究自由落体运动的示意图.闪光频率为10Hz 的闪光器拍摄的照片中A 球有四个像,像间距离已在图中标出,单位为cm ,可以计算出A 球在3位置的速度 2m/s . 方法三:用平抛或竖直上抛 方法四:电磁感应规律测速法:依据电磁感应定律可将速度测量转化为电压或电流等电学量的测量。 例如:电磁流量计是广泛应用于测量可导电流体(如污水)在管中的流量(在单位时间通过管 内横截面的流体的体积).为了简化,假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道.其 中空部分长,宽,高分别为图中的a,b,c.流量计两端与输送流体的管道相连, (图中虚线).图 中流量计的上下两面是金属材料,前后两面是绝缘材料.现于流量计所在处加磁感强度为B

转速测量方法

转速测量方法与转速仪表 转速测量在国民经济的各个领域,都是必不可少的。本文就转速测量方法以及实施检测的仪表,做一简单的阐述。希望给工作中需要转速测量仪表,和在转速测量或相关领域进行研究开发的人员提供一些参考意见。 关键词:速度线速度角速度转速误差和精度采样时间虚拟仪表主题:考察转速测量方法演变,从演变的轨迹对转速测量有一个比较全面 的了解,着重介绍智能转速表的检测方法和实施检测的仪表。 内容提要: ?转速检测仪表的分类 ?电子式转速表 ?转速测量的方法 ?结束语 ?附录 一、转速检测仪表的分类: 1.离心式转速表,利用离心力与拉力的平衡来指示转速。离心式 转速表是最传统的转速测量工具,是利用离心力原理的机械式转速表;测量精度一般在1~2级,一般就地安装。一只优良的离心式转速表不但有准确直观的特点,还具备可靠耐用的优点。但是结构比较复杂。

2.磁性转速表,利用旋转磁场,在金属罩帽上产生旋转力,利用旋 转力与游丝力的平衡来指示转速。磁性转速表,是成功利用磁力的一个典范,是利用磁力原理的机械式转速表;一般就地安装,用软轴可以短距离异地安装。磁性转速表,因结构较简单,目前较普遍用于摩托车和汽车 以及其它机械设备。异地安装时软轴易损坏。 3.电动式转速表,由小型交流发电机、电缆、电动机和磁性表头组 成。小型交流发电机产生交流电,交流电通过电缆输送,驱动小型交流电动机,小型交流电动机的转速与被测轴的转速一致。磁性转速表头与小型交流电动机同轴连接在一起,磁性表头指示的转速自然就是被测轴的转速;电动式转速表,异地安装非常方便,抗振性能好,广泛运用于柴油机 和船舶设备。 4.磁电式转速表,磁电传感器加电流表,异地安装非常方便。 5.闪光式转速表,利用视觉暂留的原理。闪光式转速表,除了检测 转速(往复速度)外,还可以观测循环往复运动物体的静像,对了解机械 设备的工作状态,是一必不可少的观测工具。 6.电子式转速表,电子技术的不断进步,使这一类转速表有了突飞 猛进的发展。 上述6种转速表,具有各自独特的结构和原理,既代表着不同时期的技术发展水平,也体现人类认识自然的阶段性发展过程。时代在不断前进,有些东西将会成为历史;但我们留心回顾一下,不禁要惊叹前贤的匠心! 1.离心式转速表,是机械力学的成果;

速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证

中国石油大学(华东)现代远程教育 实验报告 课程名称:大学物理() 实验名 称: 速度、加速度的测定和牛顿运动定律的验证 实验形式:在线模拟+现场实践 提交形式:提交书面实验报告 学生姓学号: 年级专业层次:高起专 学习中心:________ 提交时间:2016 年6 月15 日

、实验目的 1.了解气垫导轨的构造和性能,熟悉气垫导轨的调节和使用方法。 2?了解光电计时系统的基本工作原理,学会用光电计时系统测量短暂时间的方法。 3.掌握在气垫导轨上测定速度、加速度的原理和方法。 4?从实验上验证F=ma的关系式,加深对牛顿第二定律的理解。 5?掌握验证物理规律的基本实验方法。 二、实验原理 1速度的测量 一个作直线运动的物体,如果在t~t+ △时间内通过的位移为\x x~x+ Ax ,则该物体在 1F =—— At时间内的平均速度为亠,△越小,平均速度就越接近于t时刻的实际速度。当 A t T 时,平均速度的极限值就是t时刻(或x位置)的瞬时速度 ir = lim ------------------——— (1) 实际测量中,计时装置不可能记下 A t T0勺时间来,因而直接用式(1)测量某点的速 度就难以实现。但在一定误差范围内,只要取很小的位移Ax测量对应时间间隔At就可 以用平均速度订近似代替t时刻到达x点的瞬时速度r。本实验中取Ax为定值(约10mm ), 用光电计时系统测出通过Ax所需的极短时间A,较好地解决了瞬时速度的测量问题。 2.加速度的测量 在气垫导轨上相距一定距离S的两个位置处各放置一个光电门,分别测出滑块经过这两 个位置时的速度v1和v2。对于匀加速直线运动问题,通过加速度、速度、位移及运动时间之间的关系,就可以实现加速度a的测量。 (1)由■- "-+■-测量加速度 在气垫导轨上滑块运动经过相隔一定距离的两个光电门时的速度分别为v1和v2,经过 两个光电门之间的时间为t21,则加速度a为 (2) (2)根据式(2)即可计算出滑块的加速度。 (3)由厂测量加速度 设v1和v2为滑块经过两个光电门的速度,S是两个光电门之间距离,则加速度a为 根据式(3)也可以计算出作匀加速直线运动滑块的加速度。

转速(速度)测量方案

转速(速度)在线测量方案选择时,一般要考虑的问题有以下几点: 1. 被测物体运动的速度范围; 超低速(0. 0 2 ?2.00r/min) 低速(0.5 ?500r/min) 中高速(10 ?20000r/min) 高速(500 ?200000r/min) 超高速(500 ?600000r/min) 全速(0.020 ?600000r/min) 2. 被测物体可测点几何形状; 轴(光轴/带孔/带槽/带销/叶片) 传动齿轮/ 皮带 3. 环境条件; 4. 动态/ 静态显示、记录、控制; 5. 误差、响应时间、输出控制形式等;测速范围作为基本参数,直接关系到传感器和测速仪的选择;比如 在20?20000r/min 这一测速范围,函盖了低速、中高速,满足这一测速范围的传感器和测速仪表品种比较多;如果测速范围在 20r/min 以下,甚至0.1r/min 以下, 这就是超低转速测量,不是普通的传感器和测速仪表能满足的了。 被测物体可测点几何状况及环境条件,往往是传感器和测速仪的最大制约因数。比如一 种微型电机,被测旋转轴直径只有1.5mm,只有端面露在外面,且此轴没有负载能力,如何检 测?再如被测物体转速0.10?2.00r/min,要求测量仪表输岀4?20mA的标准信号,测量环境 70摄氏度,这就要求传感器和测速仪不光满足测速范围的要求,还要满足环境温度的要求。

被测物体可测点几何形状,关系到适用传感器的品种,可测点周边空间关系到选用传感器的可安装性,可测点环境关系到传感器和仪表的耐受特性。 动态测量和静态测量,关系到测量方法和瞬时转速的概念,静态测量一般选用的采样时间为0.5秒到2秒,超低转速时,可延时到60秒。动态测量一般采样时间选择小于0.1秒, 高速采样时,要求采样时间不超过0.02秒。 在线测量有时作为观测手段,只需要显示;有时作为反馈,用于系统调节,有时用于报警控制。 误差、响应时间、输出控制形式,直接关系到测量目的能否达到。 以上决定转速(速度)在线测量方案选择的几点要素,主要针对安装以及测速范围与环 境条件等方面的适用性;在线测量方案还要求简单可靠,经济有效。 从传感器的安装方式来分,有接触式和非接触式两种;按传感器的类别来分,就有磁电、磁敏、光电(光纤)、霍尔等方式,下面先从这两个侧面来介绍转速传感器的选用方案:方案1:接触式测量 这种测量方式一般适用中、低转速的测量。传感器与被测旋转轴,通过弹性联轴器连接,传感器安装固定时,要求出轴与被测旋转轴尽量保持同一条直线,在较高速时尤其严格。

转速测量方法

转速测量方法 Written by Peter at 2021 in January

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。5.闪光测速法 利用可调脉冲频率的专用电源施加于闪光灯上,将闪光灯的灯光照到电机转动部分,当调整脉冲频率使黑色扇形片静止不动时,此时脉冲的频率是与电机转动的转速是同步的。若脉冲频率为,则电机的转速为(r/min)。 6.漏磁测速法 利用异步电动机的转子在旋转磁场中由切割磁力线产生感应电流的频率即为电动机转子频率和电动机定子电压频率的差频。此差频乘以60就得到异步电动机的转差,由电网频率也乘以60得到电动机的同步转速,由同步转速减去转差就得到电动机的转速。 7.振动测速法 通过测得壳体的振动位移、速度或者加速度,经过适当的滤波,就可以在一定时间内累计位移或加速度的换向次数,换向次数除以时间即为电机转动频率(频率法),或测定振动波的周期(周期法),从而测得电机转速。

重力加速度测量的十种方法

重力加速度测量的十种方法 方法一、用弹簧秤和已知质量的钩码测量 将已知质量为m的钩码挂在弹簧秤下,平衡后,读数为G.利用公式 G=mg得g=G/m. 方法二、用滴水法测重力加速度 调节水龙头阀门,使水滴按相等时间滴下,用秒表测出n个(n取50—100)水滴所用时间t,则每两水滴相隔时间为t′=t/n,用米尺测出水滴下落距离h,由公式h=gt′2/2可得g=2hn2/t2. 方法三、用单摆测量(见高中物理学生实验) 方法四、用圆锥摆测量.所用仪器为:米尺、秒表、单摆. 使单摆的摆锤在水平面内作匀速圆周运动,用直尺测量出h(见图1),用秒表测出摆球n转所用的时间t,则摆球角速度ω=2πn/t 摆球作匀速圆周运动的向心力F=mgtgθ,而tgθ=r/h所以mgtgθ=mω2r由以上几式得:

g=4π2n2h/t2. 将所测的n、t、h代入即可求得g值. 方法五、用斜槽测量,所用仪器为:斜槽、米尺、秒表、小钢球. 按图2所示装置好仪器,使小钢球从距斜槽底H处滚下,钢球从水平槽底末端以速度v作平抛运动,落在水平槽末端距其垂足为H′的水平地面上,垂足与落地点的水平距离为S,用秒表测出经H′所用的时间t,用米尺测出S,则钢球作平抛运动的初速度v=S/t.不考虑摩擦,则小球在斜槽上运动时,由机械能守恒定律得:mgH=mv2/2.所以g=v2/2H=S2/2Ht2,将所测代入即可求得g值. 方法六、用打点计时器测量.所用仪器为:打点计时器、直尺、带钱夹的铁架台、纸带、夹子、重物、学生电源等. 将仪器按图3装置好,使重锤作自由落体运动.选择理想纸带,找出起始点0,数出时间为t的P点,用米尺测出OP的距离为h,其中t=0.02 秒×两点间隔数.由公式h=gt2/2得g=2h/t2,将所测代入即可求得g.

电机转速测量课程设计

目录: 1、摘要------------------------------------------------------------------------------------------------------3 2、系统结构----------------------------------------------------------------------------------------------3 3、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-------------------------------------------------------------6 4、硬件连接图及原理------------------------------------------------------------------------------6 5、实验程序及分析-----------------------------------------------------------------------------------8 6.仿真-----------------------------------------------------------------15 7、PROTEL DXP原理图-------------------------------------------------------------------16 8、PCB图-------------------------------------------------------------------------------------------------16 9、硬件调试结果与分析-------------------------------------------------------------------------17 10、谢词---------------------------------------------------------------------------------------------------17 11、参考文献--------------------------------------------------------------------------------------------18

测量物体速度的几种方法

1 测量物体速度的几种方法 测量物体速度的方法很多,不仅可以利用电磁打点计时器和电流表,还可以利用多种脉冲信号(如:超声波脉冲、电磁脉冲、光电脉冲或激光扫描信号),还可以利用共振、干涉原理、多普勒效应等九种方法进行测量,现介绍如下. 一、 利用电磁打点计时器或电流表测量物体速度 利用电磁打点计时器测量物体速度是中学物理中最常见的,本文不再介绍;但利用电流表测量物体速度很多同学还比较陌生,现举例说明. 例1 如图1所示,变阻器滑动触头P 与某一运动的物体相连,当P 匀速滑动时,电流表就有一定的示数,从电流表的读数可得运动物体的速度.已知电源电动势E=6V ,内阻r=10Ω,AB 为粗细均匀的电阻丝,阻值R=50Ω,长度L=50cm,电容器的电容C=100F μ.某次测量电流表的读数为I=0.10mA ,方向由M 流向N ,求运动物体的速度v . [解析]由分压原理得AB 两端电压AB U = R E R r +,① AB 单位长度上的电压为AB U U L ?=,② 设t ?(极短)时间内,电容器两极板间电压的变化量和 极板上电荷的变化量分别为Uc ?和Q ?,则 Uc U v t ?=????,③ 图1 Q ?=Uc ?·C ,④ 电容器上充(放)电的电流为Q I t ?= ?.⑤ 解①-⑤得()R r L v I REC +=.⑥ 将已知数据代入⑥得v =0.1m/s.根据题目“电流表中的电流方向由M 流向N ”可知,该过程为电容器充电过程,则物体由B 向A 运动. 从⑥可以看出()R r L v I REC +=∝I ,可见电流表的读数与物体的速度成正比.当电流表用做测速时,它的刻度是均匀的. 二、 利用多种脉冲信号(如:超声波脉冲、电磁脉冲或光电脉冲信号)测量物体速度 1、利用超声波脉冲信号测量物体速度(例如:超声波测速仪、水声测位仪(声纳)) 例2(2001·上海) 如图2所示,图A 是高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图,测速仪发出并接收超声波脉冲信号.根据发出和接收的信号间的时间差,测出被测物体的速度.图B 中P 1、P 2是测速仪发出的超声波信号,n 1、n 2分别是P 1、P 2由汽车反射回来的信号.设测速仪匀速扫描,P 1、P 2之间的时间间隔Δt 0=1.0s,超声波在空气中传播速度是v 0=340m/s,若汽车是匀速行驶的,则根据图B 可知,汽车在接收到P 1、P 2两个信号之间的时间内前进的距离是__m,汽车的速度是__m/s.

转速的测量方法

转速的测量方法 按传感器的类别来分:磁电式、磁敏式、光电式、霍尔式等 按传感器的安装方式来分:接触式和非接触式 接触式测量方式:传感器与被测旋转轴通过弹性联轴器连接,只能测量中速和低速物体的转速 非接触式测量方式:传感器与被测旋转轴不接触,可以实现高速的转速测量 霍尔式:

传感器的定子上有2个互相垂直的绕组A和B,在绕组的中心线上粘有霍尔片HA和HB,转子为永久磁钢,霍尔元件HA和HB的激励电机分别与绕组A和B相连,它们的霍尔电极串联后作为传感器的输出。 霍尔式转速传感器属于霍尔式传感器,是利用霍尔效应的原理制成的,利用霍尔效应使位移带动霍尔元件在磁场中运动产生霍尔电热,即把位移信号转换成电热变化信号的传感器 霍尔效应式转速传感器是小型封闭式转速传感器。通过联轴节与与被测轴连接当转轴旋转时,将转角转换成电脉冲信号,供二次仪表使用。其原理是当磁力线穿过传感器上感应元件时产生霍尔电势经过霍尔芯片的放大整形后,成力电信号供二次仪表使用。使用时,只要在旋转物体上粘一块小磁钢,传感器固定在离磁钢一定距离内,对准磁钢S极即可进行测量。 霍尔效应原理 霍尔效应的本质是:固体材料中的载流子在外加磁场中运动时,因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移,并在材料两侧产生电荷积累,形成垂直于电流方向的电场,最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡,从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示:参加材料导电过程的不仅有带负电的电子,还有带正电的空穴 遮断式光电测量方案 在遮光盘的同心圆上均匀分布若干个通光的孔或槽,槽形光电传感器固定在遮光盘工作的位置上,遮光盘转动一周,光敏元件感光次数与盘的开孔数目相等,因此产生相同数目的脉冲信号。这些脉冲信号通过单片机定时/计数器计数,定时器T0定时。定时器T0完成100次溢出中断的时间t除以测得的脉冲数m,经过单位换算,就可以算得直流电机旋转的速度。 直流电机转速计算公式: n=60·m/(N1·t·N)(r/min) 其中:n为直流电机转速,N为遮光盘上的通光孔或槽的个数,N1为定时器T0中断次数,m为定时器T0在规定时间内测得的脉冲数,t为定时器T0定时溢出的时间

用三种方法测量重力加速度

用三种方法测量重力加速度 朱津纬1 (1.复旦大学物理学系,上海市200433) 摘要:本实验通过手机phyphox软件,用三种方法测量了重力加速度。分别将落币法、复摆法和弹簧法所得的重力加速度结果与实际值比较,误差不超过4%。 1 引言 随着科技的发展,如今智能手机功能越来越丰富。许多应用软件全面地利用手机中传感器,可以用来实施物理实验[1,2]。其中,“phyphox”是集合了很多实验项目的应用软件。本实验将利用它来测量重力加速度。 重力加速度可通过多种方法进行测得。如单摆法[3],多管落球法[4],和利用自由落体的方法[5]等。在本实验中,重力加速度利用落币法、复摆法和弹簧法三种方法被测量,并与标准值比较。 2 实验原理 首先,分别介绍三种方法的理论原理。 2.1 落币法 该实验将利用“phyphox”中的“声控秒表”项目,测量硬币从不同高度?自由落体所 需的时间t。通过对t?√?数据线性拟合,得到重力加速度g=2 斜率2 。 如图1所示,硬币自由落体下落的高度为?。用水笔敲击直尺发出敲击声,设该时刻为t0。经过微小时间差Δt(与高度无关,假设为常量),硬币开始下落,设该时刻为t1。一段时间后,硬币落到地上,并发出与地面的碰撞声,设该时刻为t2。“声控秒表”测量了两次声响的时间差t=t2?t0。 由自由落体公式可知 ?=1 2g(t2?t1)2=1 2 g(t?Δt)2,(2.1) 即 t=√2 g √?+Δt。(2.2) 因此t?√?呈线性关系,斜率为√2 g 。 2.2 复摆法 图1 落币法实验示意图

该实验将利用“phyphox ”中的“单摆”项目,测量不同摆长L 复摆的摆动周期T 。通过 对T 2? L 2+bL+ b 23 (L+b 2) 数据线性拟合,得到重力加速度g = 4π 2 斜率 。 如图2所示,长度为L 的细线与宽度为b 的手机组成复摆,以杆子为轴前后摆动。设复摆的转动惯量为I ,手机(过中心水平轴)的转动惯量为I c = mb 212 。则由平行轴定理得 I =I c +m(L +b 2)2。 (2.3) 由复摆摆动周期公式得 T =2π√ I mg(L+b 2 ) =2π√ L 2+bL+ b 23 g(L+b 2 ) 。 (2.4) 因此T 2? L 2+bL+ b 23 (L+b 2) 呈线性关系,斜率为4π2g 。 2.3 弹簧法 该实验将利用“phyphox ”中的“弹簧”项目,测量悬挂不同质量重物弹簧的(平衡时的)下端位置x 和振动周期T 。通过对x ?T 2数据线性拟合,得到重力加速度g =斜率。之后,将考虑空气阻力,得到修正结果。 如图3所示,弹簧悬挂重物。设弹簧不悬挂重物时的平衡位置为x 0(是常量)、弹簧的弹性系数为k 、塑料袋重物的总质量为m 。 由受力平衡,得 mg =k (x ?x 0)。 (2.5) 再由弹簧的周期公式 T =2π√m k , (2.6) 消去m ,得 x =g (T 2π)2+x 0。 (2.7) 图3 弹簧法实验示意图 图2 复摆法实验示意图

三大速率测试方法及计算公式

三大速率测试方法及计算公式 一、除胶速率 1、方法 1、取基材板6×6cm (FR4料且四边平滑) 2、放入出120℃烘箱内干燥15分钟,取出冷却后称重到0.0001(G1)。 3、将试板随生产板一起挂入膨松缸正常除胶,经中和缸的水洗后取出。 4、将试板再放入出120℃烘箱内干燥15分钟,取出冷却后称重到0.0001(G2)。 2、计算 除胶速率(mg/cm2)=(G1-G2) ×1000/(6×6×2) 二、微蚀速率 1、方法 1、取两面铜箔板6×6cm (FR4料且四边平滑) 2、放入出120℃烘箱内干燥15分钟,取出冷却后称重到0.0001(G1)。 3、将试板手动挂入微蚀缸,(微蚀时间与生产板时间一致),经水洗后取出。 4、将试板再放入出120℃烘箱内干燥15分钟,取出冷却后称重到0.0001(G2)。 2、计算 微蚀速率(um/min)={(G1-G2) /8.9/(6×6×2)} ×10000 三、沉铜速率 A、(称重)方法 1、取取基材板10×10cm (FR4料且四边平滑) 2、放入出120℃烘箱内干燥15分钟,取出冷却后称重到0.0001(G1)。 3、将试板随生产板一起挂入整孔缸正常生产到沉铜,经水洗后取出。 4、将试板再放入出120℃烘箱内干燥15分钟,取出冷却后称重到0.0001(G2)。 A、计算 沉铜速率(um)=(G2-G1) ×929×39.37/2.12×2 B、(滴定)方法 1、取取基材板6×6cm (FR4料且四边平滑) 2、将试板随生产板一起挂入整孔缸正常生产到沉铜,经水洗后取出。 3、放入500ml的烧杯中,加入PH=10缓冲液30ml,再加入1ml双氧水。将基材板上沉积的铜完全咬蚀下来,倒入250ml的圆口烧瓶中。后加入少量纯水清洗烧杯再倒入烧瓶中。 4、放入电炉上加热以赶走多余的双氧水。(冒大气泡表示双氧水以完全除去) 5、冷却后再加入3-5滴PAN指示剂用0.05M 的EDTA标准液滴定由蓝色变为浅绿色为

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。 5.闪光测速法 利用可调脉冲频率的专用电源施加于闪光灯上,将闪光灯的灯光照到电机转动部分,当调整脉冲频率使黑色扇形片静止不动时,此时脉冲的频率是与电机转动的转速是同步的。若脉冲频率为,则电机的转速为(r/min)。 6.漏磁测速法 利用异步电动机的转子在旋转磁场中由切割磁力线产生感应电流的频率即为电动机转子频率和电动机定子电压频率的差频。此差频乘以60就得到异步电动机的转差,由电网频率也乘以60得到电动机的同步转速,由同步转速减去转差就得到电动机的转速。 7.振动测速法

转速(速度)测量方案

转速(速度)在线测量方案选择时,一般要考虑的问题有以下几点: 1.被测物体运动的速度范围; 超低速(0.02~2.00r/min) 低速(0.5~500r/min) 中高速(10~20000r/min) 高速(500~200000r/min) 超高速(500~600000r/min) 全速(0.020~600000r/min) 2.被测物体可测点几何形状; 轴(光轴/带孔/带槽/带销/叶片) 传动齿轮/皮带 3.环境条件; 4.动态/静态显示、记录、控制; 5.误差、响应时间、输出控制形式等; 测速范围作为基本参数,直接关系到传感器和测速仪的选择;比如在20~20000r/min 这一测速范围,函盖了低速、中高速,满足这一测速范围的传感器和测速仪表品种比较多;如果测速范围在20r/min以下,甚至0.1r/min以下,这就是超低转速测量,不是普通的传感器和测速仪表能满足的了。 被测物体可测点几何状况及环境条件,往往是传感器和测速仪的最大制约因数。比如一种微型电机,被测旋转轴直径只有1.5mm,只有端面露在外面,且此轴没有负载能力,如何检

测?再如被测物体转速0.10~2.00r/min,要求测量仪表输出4~20mA的标准信号,测量环境70摄氏度,这就要求传感器和测速仪不光满足测速范围的要求,还要满足环境温度的要求。 被测物体可测点几何形状,关系到适用传感器的品种,可测点周边空间关系到选用传感器的可安装性,可测点环境关系到传感器和仪表的耐受特性。 动态测量和静态测量,关系到测量方法和瞬时转速的概念,静态测量一般选用的采样时间为0.5秒到2秒,超低转速时,可延时到60秒。动态测量一般采样时间选择小于0.1秒,高速采样时,要求采样时间不超过0.02秒。 在线测量有时作为观测手段,只需要显示;有时作为反馈,用于系统调节,有时用于报警控制。 误差、响应时间、输出控制形式,直接关系到测量目的能否达到。 以上决定转速(速度)在线测量方案选择的几点要素,主要针对安装以及测速范围与环境条件等方面的适用性;在线测量方案还要求简单可靠,经济有效。 从传感器的安装方式来分,有接触式和非接触式两种;按传感器的类别来分,就有磁电、磁敏、光电(光纤)、霍尔等方式,下面先从这两个侧面来介绍转速传感器的选用方案:方案1:接触式测量 这种测量方式一般适用中、低转速的测量。传感器与被测旋转轴,通过弹性联轴器连接,传感器安装固定时,要求出轴与被测旋转轴尽量保持同一条直线,在较高速时尤其严格。

转速测量

电机转速测试原理及方法 1.转速测量原理 数字测速法按照其原理可分为三大类:一类是用单位时间内测得的物体旋转角度来计算速度,例如在单位时间内,累计转速传感器发出的个脉冲,即为该单位时间内的速度。这种以测量频率来实现测速的方法,称为测频法,即M 法;另一类是在给定的角位移距离内,通过测量转过这一角位移的时间来实现测速,称为测周法,即T 法。例如转过给定的角位移△θ,传感器便发出一个电脉冲周期,以晶振产生的标准脉冲来度量这一周期时间,经换算便可得转速。 以上两种方法的优缺点是M 法一般用于高速测量,转速过低时,测量误差较大,同时检测装置对转速的分辨能力也较差;而T 法则一般用于低速测量,速度越低,测量精度越高,在高速时误差较大。 结合以上二种方法的优点,可得到第三种测速方法——M/T 测速法。“M/T 法”综合了“M 法”和“T 法”的优点。如图所示: 在上图中列出了3种常用的基于光电编码器测速法原理图,假定时钟频率为s f ,光电编码器在前轮每转一周产生脉冲数为P 。1M 和2M 从分别是对在相同时间内编码器脉冲和时钟脉冲进行计数的计数值。 5647666666666555555d fddd

2.下面介绍几种编码器测速方法 (1)“M 法”测速 通过测量一段固定时间间隔内的编码器脉冲数来计算转速。如图所示;设在固定时间T 内测得的编码器脉冲数为1M ,则用1M 除以T(即T M 1)得到单位时间内编码器产生的脉冲数,用它再除以P ,则得到的1M /(T ×P)表示单位时间内前轮转动的周数,最后再乘以60(s)就得到前轮每分钟转动的周数,从而实现计算转速的目的。用公式表示为 PT M 1 60n =根据以上分析,可知这种测速方法的准确性主要由1M 决定,并且在转速较高时也1M 较大,其相对误差较小,故适合于高速场合测试。 (2)“T 法”测速 通过测量编码器两个相邻脉冲的时间间隔来计算转速,则用2M 除以f 得到1个编码脉冲所占用的时间,其倒数(即:2 f M )为单位时间内编码器产生的脉冲数,与“M 法”测速类似,即得转速计算公式2f 60n PM = 这种测速方法的准确性主要由2M 决定,并且在转速较低时,1个编码器脉冲持续时间较长,2M 从也相对较大,其相对误差较小,故适合于低速场合。 (3)“M/T ”测速 “M/T 法”是前两种方法的结合,同时测量一定个数编码器脉冲和产生这些脉冲所花时间,由“T 法”说明知 f M 2为产生这几个编码器脉冲所共花的时间,用1M 除以它得到2 1f M M 表示单位时间内编码器产生的脉冲数,由上分析即得转速为2 1f 60PM M 。这个方法将1M 和2M 结合使用,在整个速度范围内有较好的准确性,但对于低速,该方法需要较长检测时间才能保证结果的准确性,无法满足转速检测系统的快速动态响应指标。

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