转速测量方法与转速仪表
电动车转速测量的原理
电动车转速测量的原理电机转速测量方法有哪些1、测速发电机测速定义：利用直流发电机输出电压与转速成正比的原理，在被测电动机轴上安装一台小型直流发电机即测速发电机，根据测速发电机的输出电压，间接地获得被测电动机的稳态转速和转速变化规律。
原理：电机转动带动测速发电机转动，测速发电机的转子切割磁力线产生感应电动势，速度越高，感应电动势越大。
特点：动态响应较慢。
使用范围：只能用于电机稳态测量或缓变过程的测量，在电机转速较低时不能使用，因为测速发电机会进入非线性区而产生较大误差。
2、光电数字测速定义：通过转速传感器将光信号变为与转速有关的电信号，从而测量电机转速的一种方法。
转速传感器主要有光电码盘或光栅，它们都能产生与速度相关的脉冲式电信号。
原理：电机带动编码器转动发出高速脉冲，速度越高，脉冲频率越快。
特点：光栅分辨率很高，能够达到较高的测量精度。
测量方式：a、测频法：通过测量标准单位时间内与转速成正比的脉冲数来测定转速，适合于转速较髙时的测量。
b、测周法：通过测量产生一个电脉冲信号(即电机转过固定的角位移）所需要的时间来测定转速，适合于低转速测量。
3、磁电转速传感器测速定义：以磁电感应为基本原理来实现转速测量，属于非接触式转速测量仪表。
原理：磁电式转速传感器由铁芯、磁钢、感应线圈等部件组成的，测量对象转动时，转速传感器的线圈会产生磁力线，齿轮转动会切割磁力线，磁路由于磁阻变化，在感应线圈内产生电动势，转速越快输出的电压也就越大。
特点：抗干扰性很强，输出的信号强，测量范围广。
优点：a、工作维护成本较低，运行过程无需供电；b、运转不需要机械动作，无需润滑；c、结构紧凑、体积小巧、安装使用方便，可以和各种二次仪表搭配使用。
使用范围：可用于表面有缝隙的物体转速测量，有很好的抗干扰性能，能够在烟雾、油气、水汽等环境中工作。
注意：被测电机的转速范围不能超过磁电转速传感器的测速范围，一旦超过测速范围，磁路耗损会过大，使得输出电动势饱和甚至锐减，测量结果不准确。
转速仪表使用说明书
SAIL-ZKZ-III 电厂转速智能控制仪表使用说明书一、概述电厂转速监控装置可以同时输入两路信号测量，显示机组转速/频率、转速百分比/转速最大值等，还具有传感器的断线报警、故障（蠕动）报警以及对应机组转速8 个报警点输出等功能。
该测控仪充分利用单片机的特长，实现了精度高、功能强、高可靠、易操作等优点。
其最突出的优点在于只与测量信号的频率有关而与信号电压幅值无关，因而特别适合低残压信号的测量。
它集频率表、转速表、转速继电器、转速测试仪表于一体。
不用担心转速接点出口值因长期运行而变化，提高了可靠性，该测控仪还能保存记忆当前机组转速最大值，这给机组甩负荷实验，事故过速分析带来极大方便。
测控仪采用回差方式消除出口继电器抖动，对于机组刹车引起的波形畸变，则采用闭锁方式防止输出误动作，根据电厂运行需要，可以在现场方便地对8 个转速出口值进行一定范围的整定。
该仪表还具有标准电流输出、Modbus-RTU 模式RS485 通讯接口，可以方便的与计算机接口，可作为水电厂全厂计算机监控系统的组成部分。
二、技术性能测量输入信号：一路标准脉冲信号，测量转速；一路PT 信号，测量发电机输出频率测量频率范围：PT 为0.3~150Hz/0.2~250V ，标准脉冲信号0 ~ 8KHz 测量精度：0.1 ％士1 字显示内容：机组转速/频率、转速百分比/ 转速最大值输出信号：八路报警继电器，每点可在0~200% 的范围内自由设定；一路发动机组蠕动故障报警；一路断线报警输出触点容量：A1~A8 为5A/250VAC、5A/30VDC ;故障和断线为3A/250VAC、3A/30VDC 模拟量输出： 4 ~ 20mA 、0 ~ 10mA 、0 ~ 20mA通讯输出：Modbus-RTU模式，RS485接口，波特率最大为19200 bit/s最大值记忆：能记忆显示转速大值，可由用户清除工作环境：温度0~50 C 湿度：＜ 85 %工作电源：开关电源100~260VAC/DC外形尺寸：160X80X125mm 开孔尺寸：152X76mm功耗：5W三、仪表操作说明1 6 Omni报警指示灯AL1~AL8、故障报警指示灯ERR与断线报警指示灯CVT，每个指示灯都有对应的输出继电器。
转速表测量范围
转速表测量范围引言转速表是一种用于测量旋转物体的转速的仪器，广泛应用于工业、机械、汽车等领域。
不同类型的转速表具有不同的测量范围和精度要求。
本文将介绍转速表的测量范围及其相关要点，以帮助选择适合的转速表。
一、转速表的测量原理转速表通过测量旋转物体上的特定标记或传感器的信号来确定旋转速度。
常见的测量原理包括光电传感器、霍尔传感器、磁电感传感器等。
不同的传感器原理适用于不同类型的旋转物体。
二、转速表的测量范围转速表的测量范围是指能够准确测量的旋转速度范围。
测量范围通常由以下因素决定：1.显示范围：转速表的显示范围是指仪表面板上所显示的数字或刻度的范围。
例如，一个转速表的显示范围可以是0~10,000转/分钟。
2.分辨率：分辨率是指转速表在测量范围内能够区分的最小变化量。
较高的分辨率可以提供更准确的测量结果。
3.测量精度：测量精度是指转速表的测量结果与实际旋转速度之间的差异程度。
通常以百分比或绝对值来表示，如±1%或±10转/分钟。
4.传感器适用范围：转速表的测量范围还受限于所使用的传感器的特性和适用范围。
不同传感器对于旋转物体的速度范围有不同的限制。
三、选择适合的转速表在选择转速表时，需要考虑以下因素：1.测量对象的转速范围：根据实际应用需求，确定所需测量的旋转物体的转速范围。
确保所选转速表的测量范围能够覆盖该范围。
2.精度要求：根据测量的精度要求选择合适的转速表。
如果需要更高的测量精度，可能需要选择更高精度的仪器。
3.环境条件：考虑实际使用环境的温度、湿度、震动等因素，选择适应该环境的耐用型转速表。
4.附加功能：一些转速表可能具有附加功能，如数据记录、峰值保持等。
根据需求选择适合的功能。
四、注意事项在使用转速表进行测量时，需要注意以下几点：1.正确安装传感器：确保传感器正确安装在旋转物体上，并与转速表连接良好。
2.避免干扰：在测量过程中，尽量避免外部磁场、电源干扰或其他物体的影响。
自动化仪表实验
实验一霍尔测速实验一、实验目的了解霍尔组件的应用——测量转速。
二、实验仪器霍尔传感器、0~24V直流电源、转动源、频率/转速表、直流电压表。
三、实验原理利用霍尔效应表达式：U H＝K H IB，在被测转盘上装上N只磁性体，转盘每转一周，霍尔传感器受到的磁场变化N次。
转盘每转一周，霍尔电势就同频率相应变化。
输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测出转盘的转速。
四、实验内容与步骤1．安装根据图19-1，霍尔传感器已安装在传感器支架上，且霍尔组件正对着转盘上的磁钢。
图19-1 霍尔传感器安装示意图2．将“+5V”与“GND”接到底面板上转动源传感器输出部分，Uo2为“霍尔”输出端，Uo2与接地端接到频率/转速表（切换到测转速位置）。
3．将“0~24V可调稳压电源”与“转动源输入”相连，用数显电压表测量其电压值。
4．打开实验台电源，调节可调电源0~24V驱动转动源，可以观察到转动源转速的变化，待转速稳定后（稳定时间约一分钟左右），记录相应驱动电压下得到的转速值。
也可用示波器观测霍尔元件输出的脉冲波形。
五、实验报告1．分析霍尔组件产生脉冲的原理。
2．根据记录的驱动电压和转速，作V-RPM曲线。
实验二智能调节仪温度控制实验一、实验目的了解PID智能模糊+位式调节温度控制原理。
二、实验仪器智能调节仪、PT100、温度源三、实验原理位式调节位式调节（ON/OFF）是一种简单的调节方式，常用于一些对控制精度不高的场合作温度控制，或用于报警。
位式调节仪表用于温度控制时，通常利用仪表内部的继电器控制外部的中间继电器再控制一个交流接触器来控制电热丝的通断达到控制温度的目的。
PID智能模糊调节PID智能温度调节器采用人工智能调节方式，是采用模糊规则进行PID调节的一种先进的新型人工智能算法，能实现高精度控制，先进的自整定（A T）功能使得无需设置控制参数。
在误差大时，运用模糊算法进行调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，采用PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化，具有无超调、高精度、参数确定简单等特点。
JN338M-A转矩转速测量仪表使用说明书(新)
⌦开箱检查开箱后，请先按《装箱单》所列项目认真清点，确认箱内物品是否与《装箱单》一致，查看在运输中是否有破损现象。
如有问题，请速与我公司联系。
箱内物品：①装箱单④说明书②仪表⑤安装支架两支③电源线⑥合格证⑦信号连接线☞警告！◆本产品只能与JN338配套产品连接，用户如连接其它设备，可能造成损坏。
◆本产品为非防水、防爆设计。
◆非专业人员请勿拆机检查，以免造成损坏及发生危险。
⌦测量原理与方法电路实现仪表测量以单片机（CPU）为数据处理中心，原理框图如下：计算方法软件采用定时脉冲计数方式，同步测量当前时刻的转矩、转速值。
假定测量定时时间用 T（秒）表示，在T的时间内，转矩输出的频率脉冲计数值为Num, 转速输出的频率脉冲计数值为Nun，假定传感器测速码盘齿数为Z，转矩量程为N(牛.米),转矩零点输出频率f,正向满量程输出频率f p , 负向满量程输出频率fr，则由下列公式可计算出当前时刻的转速值：转速 = (Nun 60)/(T❿Z) (转/分)正向转矩 = N (Num/T-f)/(fp-f) ( 牛.米)负向转矩 = N (Num/T-f)/(f-fr) ( 牛.米)注：测量周期T的设定值越大，转矩转速的测量准确度就越高，稳定性越好，同时测量数据的显示响应时间会相应加长，用户可根据自己的实际工作需要，适当设置测量周期的长短。
⌦技术指标转速不准确度：≤0.1%转矩不准确度：≤0.1%F·S绝缘电阻：≥200MΩ环境温度： -20~60℃环境湿度：≤90%RH消耗功率：≤13W⌦仪表功能及特点JN338系列转矩转速测量仪表用于配接JN-338系列转矩转速传感器，为了使用户能够更加直观地进行现场数据的测量和显示，该仪表提供了以下功能：✧等间隔定时测量，测量周期T=20--2000ms可设定，采用定时脉冲计数的方式，同步测量当前时刻的转矩、转速值。
✧显示窗口，提供3个5位显示窗口，分别显示转矩、转速、功率的测量值，同时可切换显示测量过程中的转矩最大值，并给出正、负扭矩指示。
转速仪表使用说明书
SAIL-ZKZ-III 电厂转速智能控制仪表使用说明书一、概述电厂转速监控装置可以同时输入两路信号测量，显示机组转速/频率、转速百分比/转速最大值等，还具有传感器的断线报警、故障（蠕动）报警以及对应机组转速8 个报警点输出等功能。
该测控仪充分利用单片机的特长，实现了精度高、功能强、高可靠、易操作等优点。
其最突出的优点在于只与测量信号的频率有关而与信号电压幅值无关，因而特别适合低残压信号的测量。
它集频率表、转速表、转速继电器、转速测试仪表于一体。
不用担心转速接点出口值因长期运行而变化，提高了可靠性，该测控仪还能保存记忆当前机组转速最大值，这给机组甩负荷实验，事故过速分析带来极大方便。
测控仪采用回差方式消除出口继电器抖动，对于机组刹车引起的波形畸变，则采用闭锁方式防止输出误动作，根据电厂运行需要，可以在现场方便地对8 个转速出口值进行一定范围的整定。
该仪表还具有标准电流输出、Modbus-RTU 模式RS485 通讯接口，可以方便的与计算机接口，可作为水电厂全厂计算机监控系统的组成部分。
二、技术性能测量输入信号：一路标准脉冲信号，测量转速；一路PT 信号，测量发电机输出频率测量频率范围：PT 为0.3~150Hz/0.2~250V ，标准脉冲信号0 ~ 8KHz 测量精度：0.1 ％士1 字显示内容：机组转速/频率、转速百分比/ 转速最大值输出信号：八路报警继电器，每点可在0~200% 的范围内自由设定；一路发动机组蠕动故障报警；一路断线报警输出触点容量：A1~A8 为5A/250VAC、5A/30VDC ;故障和断线为3A/250VAC、3A/30VDC 模拟量输出： 4 ~ 20mA 、0 ~ 10mA 、0 ~ 20mA通讯输出：Modbus-RTU模式，RS485接口，波特率最大为19200 bit/s最大值记忆：能记忆显示转速大值，可由用户清除工作环境：温度0~50 C 湿度：＜ 85 %工作电源：开关电源100~260VAC/DC外形尺寸：160X80X125mm 开孔尺寸：152X76mm功耗：5W三、仪表操作说明1 6 Omni报警指示灯AL1~AL8、故障报警指示灯ERR与断线报警指示灯CVT，每个指示灯都有对应的输出继电器。
回转窑测量项目方法及工具
回转窑测量项目方法及工具回转窑是一种重要的工业设备，常用于生产水泥、石灰、陶瓷等材料的烧结过程。
对回转窑进行测量可以帮助工程师监测和控制生产过程中的温度、转速、振动等参数，确保设备安全运行和产品质量。
本文将介绍回转窑测量项目的方法和工具。
一、测量项目：1.温度测量：回转窑的温度是影响其工作性能和产品质量的重要因素。
常用的温度测量方法有红外线测温、热电偶测温和红外线热像仪等。
在测量过程中，需要选用合适的温度传感器，并考虑到回转窑高温环境对传感器的影响。
2.转速测量：回转窑的转速直接影响其内部物料的混合和加热效果。
转速测量常采用光电转速传感器，通过测量窑壳上的反光标志或装置，计算窑体的转速。
同时，还需根据回转窑的尺寸和转速范围选择合适的传感器。
3.位移测量：回转窑的运行状态可以通过测量窑体的位移来判断，以便及时发现和解决设备出现的故障。
位移测量通常采用激光位移传感器或压电位移传感器，可以实时监测窑体的振动和位移情况。
4.压力测量：回转窑内部的气压变化对产品的烧结过程和质量具有影响。
压力测量主要考虑回转窑的工作环境和压力范围，选用合适的压力传感器进行测量，以监测和控制压力变化。
二、测量工具：1.温度测量工具：红外线测温仪、热电偶测温仪、红外线热像仪等。
2.转速测量工具：光电转速传感器、测速仪表等。
3.位移测量工具：激光位移传感器、压电位移传感器等。
4.压力测量工具：压力传感器、压力表等。
这些工具在回转窑测量过程中发挥了重要作用，能够帮助工程师根据实测数据进行生产过程的调整和优化，提高产品质量和设备运行效率。
总之，回转窑测量项目的方法和工具多种多样，需要根据具体需求和实际情况进行选择。
同时，在进行测量之前，还需对测量设备进行校准和维护，以确保测量结果的准确性和可靠性。
在使用工具时，也要遵守相应的操作规程和安全要求，确保工作人员和设备的安全。
转速测量仪表课程设计
转速测量仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解转速测量仪表的基本原理，掌握其工作方式和应用场景。
2. 学生能掌握转速测量仪表的关键部件及其功能，了解不同类型的转速仪表特点。
3. 学生能运用物理知识，解释转速测量仪表测量过程中的基本物理现象。
技能目标：1. 学生能够正确操作转速测量仪表，进行简单的转速测量实验。
2. 学生能够通过分析实验数据，解决实际测量中遇到的问题，具备一定的数据分析和处理能力。
3. 学生能够运用所学知识，设计简单的转速测量方案，具备初步的工程实践能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对转速测量仪表的兴趣，激发学习物理、工程技术的热情。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验操作的规范性和数据的准确性。
3. 培养学生的团队协作意识，鼓励学生在实验过程中相互交流、共同进步。
课程性质：本课程为实践性较强的物理课程，结合实际应用，培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
学生特点：学生具备一定的物理基础知识，对实际应用有较高的兴趣，但可能缺乏实践操作经验。
教学要求：注重理论与实践相结合，通过实际操作，提高学生的物理素养和工程实践能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- 转速测量仪表的基本原理- 转速测量仪表的分类及特点- 转速测量仪表的关键部件及功能- 转速测量过程中的基本物理现象2. 实践操作：- 转速测量仪表的正确操作方法- 简单转速测量实验的设计与实施- 实验数据的收集、分析和处理- 转速测量方案的设计与应用3. 教学大纲：- 第一周：转速测量仪表的基本原理及分类- 第二周：转速测量仪表的关键部件及功能- 第三周：转速测量过程中的基本物理现象- 第四周：实际操作，转速测量仪表的正确操作与简单实验- 第五周：实验数据分析与处理，转速测量方案设计4. 教材章节：- 第三章：测速仪表- 3.1 测速仪表概述- 3.2 电磁式转速表- 3.3 光电式转速表- 3.4 霍尔效应转速表教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
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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。
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、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、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、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2、磁性式转速表是运用磁力和机械力的一个典范3、电动式转速表巧妙运用微型发电机和微型电动机将旋转运动异地拷贝4、磁电式转速表电流表头和传感器都是电磁学的普及运用5、闪光式转速表人类认识自然的同时也认识了自我体现了人类的灵性6、电子式转速表电子技术的千变万化给了我们今天五彩缤纷的世界同样也造就了满足人们各种需要的转速测量仪表。
二、电子式转速表电子式转速表是一个比较笼统的概念以现代电子技术为基础设计制造的转速测量工具。
它一般有传感器和显示器有的还有信号输出和控制。
因为传感器和显示器件方面的多种多样还有测量方法的多样性很难像前 5 种一样来归类。
本文将电子类转速表从传感器和二次仪表分开来分类。
如果从安装使用方式上来分还有就地安装式、台式、柜装式和便携式以及手持式。
本文对此不做详述。
转速传感器转速传感器从原理或器件上来分有磁电感应式、光电效应式、霍尔效应式、磁阻效应式、介质电磁感应式等。
另外还有间接测量转速的转速传感器如加速度传感器通过积分运算间接导出转速位移传感器通过微分运算间接导出转速等等。
测速发电机和某些磁电传感器在线性区域可以直接通过交流有效值转换来测量转速大多数都输出脉冲信号近似正弦波或矩形波。
针对脉冲信号测转速的方法有频率积分法也就是 F/V 转换法其直接结果是电压或电流和频率运算法其直接结果是数字。
转速显示仪显示仪从指示形式来分有指针式、数字式、图形及其混合式和虚拟仪表等1、指针式•动圈式线圈、游丝指针联于一旋转轴上给线圈输入电流线圈感应出磁力且互成正比磁力与游丝的扭力平衡扭力与指针转角成正比指针的角度也就反映出输入电流的大小•动磁式正交线圈中电流的变化导致合成磁场方向的变化而指针附着在单对极的永磁体上指针反映电流的变化。
•电动式双向旋转的马达带动电位器的旋转电位器的取样值与输入信号电压比较决定双向旋转马达正转、反转或停止与电位器联动的指针正确反映输入信号的大小。
上述三式指针类表头中电动式表头属于电子类动磁式表头和动圈式表头本身不属于电子类当与表头配套的传感器或表头驱动需要供电电源时且依赖现代电子技术时这里就把它归为电子类。
2、数字式、图形及其混合式主要是从器件来区分有数码管、字段式液晶、液晶屏、荧光管、荧光屏、等离子屏和 EL 屏等。
显示技术是一门专门的技术本文会涉及一些显示技术但不做展开阐述。
3、虚拟转速表随着计算机的普及利用计算机做显示和操作平台的虚拟仪表也越来越被广泛运用目前主流的开发平台是 NI 公司的 LabVIEW。
有关开发运用技术可以浏览 NI 公司的网站。
三、转速测量的方法•F/V 转换电子类转速测量仪表由转速传感器和表头显示器组成。
目前常用的转速传感器大多输出脉冲信号只要通过频率电流转换就能与电压电流输入型的指针表和数字表匹配或直接送 PLC频率电流转换的方法有阻容积分法、电荷泵法和专用集成电路法前两种方法在磁电转速表中也有运用。
专用集成电路大都数是阻容积分法、电荷泵法的综合。
目前常用的专用集成电路有 LM331、AD654 和 VF32 等转换精度在 0.1%以上但在低频时这种转换就无能为力。
采用单片机或 FPGA做 F/D 和 D/A 转换转换精度在 0.5~0.05%之间量程从 0~2Hz 到 0~20KHz频率低于 10Hz 时反映时间也变长。
关于 F/V 转换请参考相应芯片介绍和应用资料本文不做赘述。
•频率运算在显示精度、可靠性、成本和使用灵活性上有一定要求时就可直接采用脉冲频率运算型转速表。
频率运算方法有定时计数法测频法、定数计时法测周法和同步计数计时法。
定时计数法测频法在测量上有±1 的误差低速时误差较大定数计时法测周法也有±1 个时间单位的误差在高速时误差也很大。
同步计数计时法综合了上述两种方法的优点在整个测量范围都达到了很高的精度万分之五以上的测量转速仪表基本都是这种方法。
下面以 XJP-10B 为例介绍定时计数法测频法、定数计时法测周法和同步计数计时法。
早期的 XJP-10B 转速数字显示仪采用 CMOS 数字集成电路。
其原理可用如下三个框图表示框图一测频原理框图一告诉我们被测信号通过放大整形进入加法计数器晶体振荡器的频率信号通过分频产生秒或分钟信号在计数显示控制器中生成寄存脉冲和清零脉冲。
寄存脉冲将加法计数器的 BCD 码送入寄存器通过译码驱动LED 数码管显示一秒或分钟内的计数值直到下一次寄存脉冲的到来紧接着清零进行下一轮计数、寄存译码显示如此不间断测频。
如果我们考察一下这些信号的时序不难发觉这种定时计数测量方法的缺陷是被计数脉冲有多一或少一的误差。
如果被测频率为 10000Hz, 多一或少一的误差相对来讲只不过万分之一如果被测频率为 2Hz,多一或少一的误差相对来讲就达到了百分之五十不难看出频率越低误差越大而且还有一点把一秒变成一分钟误差就变小了。
低频时如不延长采样时间要提高精度就要采用测周的方法框图二正是说明这种方法。
框图二测周原理将框图二与框图一进行比较我们不难发觉上述二者的差别在于晶体振荡器与被测信号的位置作了互换象是代数上的分子分母的颠倒也正是物理上的频率和周期互为倒数细心的读者可以体会到学科之间的内在联系无处不在。
测周的误差与测频相似是多一个或少一个晶体振荡器脉冲也就是多一个或少一个时基脉冲晶体振荡器脉冲频率准确度越高误差越小晶体振荡器脉冲频率越高误差也越小被测频率越高误差越大因此测量高频时对被测信号进行分频确实是提高测周精度的好方法。
在周期过长时还可通过计数器借助计时器来测量转速。
下面的框图表示了计数器的工作原理。
框图三计数器原理现在我们可以看出XJP-10B 转速数字显示仪在 CMOS 数字集成电路的条件下已是一款十分完备的转速测量工具这台仪器的设计者是田同裕先生与之同期的类似产品还有 XJP-02A 转速数字显示仪设计者童敏杰先生改进者姓名略。
早期的 XJP-10B 转速数字显示仪在今天看来有哪些不足呢周期和频率都不能等同转速频率与转速存在倍数关系通过时基频率的分频采样时间的倍乘基本满足了大都数用户的需要测周则需要用户自己换算成转速。
在今天的电子技术条件下解决这些问题用单片机或 FPGA 都比较方便。
那么今天的设计者怎样设计新的 XJP-10B 转速数字显示仪呢下面仍然以 XJP-10B 转速数字显示仪为例介绍同步计数计时法。
•同步计数计时法同步计数计时法是随着单片机的普及而得到普及运用。
同步计数计时法是怎样综合前两种方法的优点的呢我们还是用时序来分析。
定时计数时序时序图一时序图二时序图一计时和计数脉冲不同步时序图二计时和计数脉冲同步。
但不管计时和计数脉冲同步与否都有多一少一的误差。
同理定数计时也有多一少一的误差。
同步计数计时时序图当定时器与被测脉冲同步计数时为避免被测脉冲计数多一少一的误差将定时作延时调整等待被测脉冲计数完整与此同时取时间基准脉冲计数值。
这样脉冲计数 N 为零误差时间基准脉冲计数 T 有多一少一的误差。
当时间基准脉冲源晶振误差小于十万分之一时误差源主要是时间基准脉冲计数多一少一引起。
频率 f=N/T假定定时为 1 秒时间基准脉冲周期为 100μS,T=10000+ΔTf=N/(10000+ΔT), 误差Δf/f=[N/(10000+ΔT)-N/(10000+ΔT±1)]/[N/(10000+ΔT)]=1-(10000+ΔT±1)/(10000+ΔT)=±1/(10000+ΔT)可见误差小于万分之一随着晶振频率的提高误差减小。
当采用单片机进行计数和运算时还有中断不及时引起的误差。
关于误差的分析本文不再做深入探讨。
频率与转速的关系f=P*v/60f 表示频率P 表示每旋转一周产生的脉冲个数v 表示转速亦即每分钟旋转的转数。
T=1/f新的 XJP-10B 转速数字显示仪由于采用了单片机技术和同步计数计时法使得测频、测速、测周、计数变得精确而且非常简单只要轻触仪表面板控制键就能在 4 种功能间切换。
由于系数可任意设置使得仪表与传感器配套不受输出脉冲数的限制。
并且该仪表还有扩展的 RS232 接口能与配套的虚拟仪表动态显示频率、转速速度、和计数值。
四、结束语转速仪表结构简单化品种多样化与系列化进一步要向人性化发展。
随着电子技术发展单片机技术和大规模可编程数字逻辑电路的普及为转速仪表结构简单化提供了技术基础。
智能芯片的运用使同一仪表硬件具有多种不同功能的软件为多样化系列化带来了便利。
智能仪表的软件可为不同需求量身定做使得智能仪表又具个性化的特点。
目前智能化转速数字显示仪表有通用的 SQY01T 系列转速数字显示仪SZC 系列电站用转速数字显示仪SKY 系列透平膨胀机智能数字显示仪以及各种多功能转速仪表如 ZS-1 双路转速表、以及显示差速、速比的 ZS-2 转速表带方向显示的 SQYC 转速表可远传的 CS-1 转速表等。