光電傳感器測齒輪轉(zhuǎn)速及磨損程度

1、西安電子科技大學(xué) 光電傳感器測齒輪轉(zhuǎn)速及磨損程度西安電子科技大學(xué) 工程實踐中，經(jīng)常會遇到齒輪，因此，測量齒輪轉(zhuǎn)速是工程實踐中必不可少的。目前國內(nèi)外測量齒輪轉(zhuǎn)速的方法有很多。其中應(yīng)用最廣的是光電式，光電式測系統(tǒng)具有低慣性、低噪聲、高分辨率和高精度的優(yōu)點。采用光電傳感器的齒輪轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)測量準(zhǔn)確度高、采樣速度快、測量范圍寬和測量精度與被測轉(zhuǎn)速無關(guān)等優(yōu)點，具有廣闊的應(yīng)用前景。西安電子科技大學(xué)PS(Photoelectric Sensor)測速原理框圖放大電 路整形RIO處理器翻轉(zhuǎn)數(shù)n瞬時占空比轉(zhuǎn)速v驅(qū)動電機齒輪光電傳感器 這次設(shè)計的內(nèi)容包含了多個方面，從脈沖信號的產(chǎn)生模塊、脈沖信號的處理模塊和轉(zhuǎn)速的

2、顯示模塊三個模塊入手，全面鍛煉了我們信號采集，處理和分析的工作能力。西安電子科技大學(xué)PS原理n光電傳感器一端有個線性光源，另一端有個光敏電阻，門中無物體阻擋時光照射到光敏電阻上。有光照時光敏電阻阻值減小，光敏電阻兩端為低電壓。當(dāng)門中有物體阻擋時，光敏電阻受到光照度減小，電阻增大，光敏電阻兩端為高電壓。西安電子科技大學(xué)PS測速原理n光電門是一個像門樣的裝置，一邊安裝發(fā)光裝置，一邊安裝接收裝置，當(dāng)光線沒有被物體擋住，隨即產(chǎn)生一個低電平，反之，產(chǎn)生一個高電平，脈沖信號的寬度就是光線通過的時間。通過放大與整形電路，進入控制器，計算出脈沖信號的翻轉(zhuǎn)數(shù)n，通過公式nv=*R=/t*R=2/C*(n/2)/

3、t*R=nR/(Ct)n算出速度，同時通過控制器得出的瞬時占空比來檢測齒輪的磨損程度。西安電子科技大學(xué)硬件系統(tǒng)設(shè)計n我們把整個電路分成四大模塊，模塊一為脈沖信號的產(chǎn)生模塊；模塊二為脈沖信號的處理模塊；模塊三為轉(zhuǎn)速的顯示模塊；模塊四為其他模塊，例如復(fù)位電路等。以下便是我們各大模塊的設(shè)計。西安電子科技大學(xué)脈沖信號產(chǎn)生模塊n在設(shè)計中采用光電傳感器采集信號，這種傳感器是把旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速變?yōu)橄鄳?yīng)頻率的脈沖，然后用測量電路測出頻率，由頻率值就可知道所側(cè)轉(zhuǎn)速值。西安電子科技大學(xué)脈沖信號處理模塊脈沖信號放大電路西安電子科技大學(xué)脈沖信號整形模塊西安電子科技大學(xué)轉(zhuǎn)速的顯示模塊n許多電子產(chǎn)品上都有跳動的數(shù)碼來指示電器

4、的工作狀態(tài)，而且大都需要繁瑣的電路連接，此次設(shè)計巧妙地避開了復(fù)雜的顯示模塊，直接用現(xiàn)今大多數(shù)電子產(chǎn)品使用的藍(lán)牙傳送方式，將測速裝置與手機、平板電腦等便攜式設(shè)備進行藍(lán)牙匹配，將結(jié)果輸入顯示到設(shè)備中。 藍(lán)牙藍(lán)牙西安電子科技大學(xué)RIO控制器簡介n作為一款配備NI工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)可重配置I/O (RIO) 技術(shù)的產(chǎn)品，NI myRIO使用Xilinx最新的Zynq技術(shù)，其FPGA與運行實時操作系統(tǒng)的處理器集成。 該強大的技術(shù)結(jié)合了板載加速度計、可編程LED、音頻I/O、模擬和數(shù)字I/O以及USB端口，可使各種創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實。具有功能多樣、攜帶方便、多種編程方式、可兼容等多種優(yōu)點。西安電子科技大學(xué)軟件系統(tǒng)設(shè)計西

5、安電子科技大學(xué)齒輪轉(zhuǎn)速程序思想n對方波信號（輸入信號）進行采樣，將當(dāng)前采樣數(shù)據(jù)與上一次采樣數(shù)據(jù)進行對比，當(dāng)兩者一樣時，翻轉(zhuǎn)次數(shù)加0，否則加1，直至程序運行結(jié)束。統(tǒng)計出翻轉(zhuǎn)次數(shù)，對數(shù)據(jù)進行運算，得出總轉(zhuǎn)角（弧度值），將該數(shù)據(jù)與程序運行時間相除得到角速度，進而得到線速度。西安電子科技大學(xué)磨損程度程序思想n對傳感器收集到的脈沖信號進行采樣，并對采樣后的信號進行傅里葉變換，這樣可以減少由于計算占空比造成的分析困難，然后通過圖象檢測裝置對變換得到的圖形進行識別，識別出與其他圖形有差別的圖形，即說明齒輪有磨損，差別越大，則磨損程度越大。西安電子科技大學(xué)應(yīng)用展望n此轉(zhuǎn)速方法使用于中、低轉(zhuǎn)速的測量，具有較寬的應(yīng)范圍和廣闊的應(yīng)用的前景。但是如果測量時在齒輪或間隙中停止，會產(chǎn)生時間的誤差，造成測量結(jié)果的變小。齒間距越小，測量結(jié)果越準(zhǔn)確。西安電子科技大學(xué)改進方案n提高采樣頻率，獲得更高準(zhǔn)確