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光电式正多面体转速传感器设计

作　者: 吴峰
导　师: 朱瑞祥
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 传感器光电式正多面体转速传感器信号处理设计
分类号: TP212.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 344次
引　用: 5次
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内容摘要

21世纪是人类全面进入信息电子化的时代。传感器技术、通信技术、计算机技术是信息产业的三大支柱,随着人类探知领域和空间的拓展,使得人们需要获得的电子信息的种类日益增加,迫切要求加快信息的传递速度、增强信息的处理能力。传感器作为人类探知自然界信息的触角,是采集对象与信息系统的接口,是系统感知、获取与检测信息的窗口。其中,转速传感器是传感器大家族中的一个重要分支,在系统感知、获取与检测信息中同样也发挥着非常重要的作用。本文所研究的光电式正多面体转速传感器,是针对于回转物体的转速进行高精度测量的一种装置,它可以将回转物体的角速度信息转换成电脉冲信号,并进行测量显示。本文首先介绍了转速传感器的基本原理,在此基础上对光电式正多面体转速传感器的原理进行了分析,并对传感器的信号采集电路、整形电路、信号叠加电路、驱动电路和测量显示电路分别进行了设计。通过分析比较光电池与光敏元件构成的信号采集电路的优缺点,选择并设计了以光敏元件为主的信号采集电路;经过对简单电压比较器与滞回比较器特点的比较,设计了由滞回比较器组成的整形电路;由于此传感器有多路信号输出,且最后要将信号叠加在一起进行测量,本研究设计并采用了由74LS02组成的信号叠加电路;推挽输出电路与集电极开路两种驱动电路各有自身的优缺点,通过分析,本设计采用了驱动能力较强的推挽驱动电路;在分析动态与静态显示电路的基础上,设计完成了由8051芯片组成的测量显示电路。并且在硬件实现的基础上,设计了该传感器的软件部分。设计完成的光电式正多面体转速传感器,实现了测量精度的可调;提出的变周期测量方法,在频率变化比较大的情况下,相对直接测频等方法,有更高的测量精度;并分析了光电式转速传感器的误差来源,为进一步提高光电式正多面体转速传感器的测量精度提供了理论根据。本研究对该传感器的性能进行了测试,结果表明光电式正多面体转速传感器误差小于3%,测量精度的一致性比较好,基本上达到了设计要求。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章文献综述  9-15
  1.1 传感器概念及作用  9-10
  1.2 传感器的发展概况  10-12
  1.3 研究开发的目的和意义  12-13
  1.4 研究开发的主要内容  13
  1.5 技术路线  13-14
  1.6 技术创新点  14-15
第二章光电式正多面体转速传感器的设计原理  15-24
  2.1 几种转速传感器简介  15-18
  2.2 光电式正多面体转速传感器  18-21
  2.3 信号处理电路方案  21-23
  本章小结  23-24
第三章光电式正多面体转速传感器电路实现  24-36
  3.1 光电式正多面体转速传感器的信号采集  24-25
  3.2 光电式正多面体转速传感器输出信号的数字化  25-30
  3.3 光电式正多面体转速传感器的信号叠加  30-31
  3.4 光电式正多面体转速传感器驱动电路设计  31-34
  本章小结  34-36
第四章光电式正多面体转速传感器的数字信号测量  36-48
  4.1 频率测量方法  36-38
  4.2 变周期测量法  38-39
  4.3 硬件电路组成  39-41
  4.4 软件设计  41-43
  4.5 程序调试  43-46
  本章小结  46-48
第五章光电式正多面体转速传感器性能检测与结果分析  48-54
  5.1 检测设备安装  48-50
  5.2 性能检测过程  50
  5.3 测试结果分析  50-53
  本章小结  53-54
第六章结论与展望  54-56
  6.1 结论  54
  6.2 展望  54-56
参考文献  56-60
致谢  60-61
作者简介  61

光电式正多面体转速传感器设计

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