本文以传统的电磁式系统为基础,研制一种使用红外辐射技术的新型转速测量仪,安装方便,对周围环境要求不高,可以很容易地完成转速的测量。具有较宽的动态测量范围,测量精度较高。
2系统设计
测速系统总体结构如图1所示。
主要包括红外测速传感器(由红外发射与接收电路和齿盘组成)、信号处理电路、单片机以及数字显示部分。其工作过程如下:当齿盘旋转时,由于轮齿的遮挡,红外发射管与接收管之间的红外线光路时断时续,信号处理电路将此变化的光信号转换为电脉冲信号,一个脉冲信号即表示齿盘转过一个齿。单片机对脉冲进行计数,同时通过其内部的计时器对接收一定数目的脉冲计时,根据脉冲数目及所用时间就可计算出齿盘的转速,最后通过数字显示部分将转速显示出来。
2.1系统硬件设计
根据红外测速的原理,系统的电路设计如图2所示。
本系统采用AT89C52单片机,它是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含8KB的可反复擦写的Flash程序存储器和256B的随机数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,与标准MS-51指令系统及8052产品引脚兼容,片内置有8位中央处理器(CPU)。功能强大的AT89C52单片机适用于许多较为复杂的控制应用场合。
电路中选用红外光敏二极管作为受光器件,它与红外发光二极管一起组成一对红外发射接收管,红外光敏二极管在电路中处于反向工作状态。没有光照射时,光敏二极管处于截止状态,反向电阻很大,反向电流(暗电流)很小。随着光照的增强,光敏二极管处于导通状态,其反向电阻减小,反向电流(光电流)增大,其光电流与照度之间呈线性关系。