电机转速测量仪设计

1、中国计量学院电机转速测量仪设计学 生 姓 名： 周彬超指 导 老 师：学 院: 现代科技学院专 业 班 级：电气111 2021 年 03 月06 日1.绪论2.1任务（1）采用霍尔或光电传感器设计一能测量电机转速的测量仪器。（2）电机转速在100-3000转/分之间。（3）动态实时显示，显示稳定，显示位数3位。（4）可采用传感器结合单片机电路实现。2.2要求（1）绘制系统框图及电路原理图各一份a.标明所有集成电路的型号、引脚序号、功能。b.标明所有集成电路的电源电压。c.标明所有元器件的数值或取值范围。（2）叙述整个系统的工作原理。（3）详细记录实施中所遇到的问题及问题产生的原因，是如何解决

2、的。（4）设计转速测试方案，记录测量结果，并进行适当的误差分析。（5）调试合格后写出综合设计报告。（6）你对本次课程设计有何体会、建议、和意见。2.3方案的选择与论证方案一： 霍尔元件测速法霍尔元件测速法是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，但由于现有材料的限制，放弃此方案。方案二：采用反射式光电传感

3、器在测速一端放置反射式红外传感器，当带有遮挡物的电转轴经过时，利用其对红外线的反射能力，接收端检测到信号。但是电机的空间较小，传感器不能稳定的放置，对测量产生较强的干扰，故放弃此方案。方案三：采用槽式光电开关采用槽式红外对射式光电开关，集成度高，体积小，功能齐全，电线引出式，电源内藏式具备继电器大功率输出，具备交直流通用型，电压范围宽，抗震性能好，速度检测非常稳定，精度较高，成本低，经过实验可发现槽式式红外光电开关能比较灵敏地测出电机转动的圈数。利用测量一秒内转过的圈数可测得电机的转速。 综合考虑选用方案三槽式光电开关。2系统设计2.1系统组成 实质上是对脉冲信号的频率的测量。 本课题采是以C

4、oretex Arm M0单片机为核心将处理好的信号经过数据处理转换成所测得的实际十进制信号的系统。系统硬件原理框图如图2-1：ST188传感器数码管显示 发动机单片机Coretex Arm M0 LM324比较器 电源 系统框图原理如图2-1所示，系统由传感器、信号处理、显示电路和系统软件等部分组成。传感器采用光电开关（ST188），比较器（LM324）负责将转速转化为脉冲信号。 处理器采用Coretex Arm M0 单片机，显示器采用共阳极数码管显示。硬件整体电路图如图2-22.2光电开关传感器电路设计与说明 光电开关是根据光敏二极管工作原理制造的一种感应接收光强度变化的器件，当它发出的

5、光被目标反射或阻断时，则接收器感应出相应的电信号。它包含调制光源，由光敏元件等组成的光学系统、放大器、开关或模拟量输出装置，其工作原理如图5所示。光电式传感器由独立且相对放置的光发射器和收光器组成。当目标通过光发射器和收光器之间并阻断光线时，传感器输出信号。它是效率最高、最可靠的检测装置。槽形（U形）光电开关是对射式的变形，其优点是无须调整光轴。2.3比较器电路设计与说明 如上图（俯视图），本设计选第二个运放，在六号管脚处接一2.4v电压即可（因为在遮挡物未遮挡的时候5号管脚输入电压为500mv，此时6管脚电压大于5管脚电压，按照比较器原理，此时7号管脚输出低电平，反之，在有遮挡物经过时，5管

6、脚输入近4v高电平，使5号管脚电平大于6号管脚电平，7号管脚输出高电平，致此7号管脚发生了电平跳变）。 2.4系统工作原理及处理方法在进行电机转速测量前先将棒状遮挡物固定在电机的转轴上，使遮挡物在随转轴转动时刚好经过光电传感器凹槽处。此时，光电传感器中的光线被遮挡，导致另一侧的光电晶体管截止，于是传感器向比较器同相端输入高电平，使得同相端的电平高于反相端的电平，在比较器输出端输出高电平，与此同时，单片机接收到了由低到高电平的上升沿，并进行了记录。重复前面步骤，单片机在五秒内记录上升沿的次数为f，f*15便是一分钟电机的转速。3.5 Coretex Arm M0单片机简介3.电路调试3.1调试问

7、题及其解决方法3.1.1 在调试关电开关期间由于前期焊接电路时虚接，导致光电开关无法正常工作，在仔细观察电路以及用万用表检查后才发现。 3.1.2 调试比较器期间由于参考电压过高，导致在输出端无电平的跳变，一直为低电平，后查看芯片资料及运用百度软件才得以解决。3.2 存在的问题与改进的意见 3.2.1 电机转速的测量由于要实时显示，可是由于软件编程能力的局限，只有当采集脉冲的时间变长才可以使测速精度提高，这与要求相悖。适当调节采集时间的长短，使其显示精确达到标准。 3.2.2 由于硬件布线由金属导线和焊锡完成，故硬件寿命较短，体积较大且不稳定。建议可用覆铜板刷电路，这样可以很好的避免上述问题。

8、4.收获体会经过2个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。 生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈测绘为我们的社会付出。我想说，测绘确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今物欲很流的世界，很少有机会能与大自然亲密接触，但我们可以，而且测绘也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的实习，我感觉我和同学们之间的

9、距离更加近了；我想说，测绘确实很累，但当我们所测的数据制成成果时，心中也不免产生兴奋； 正所谓“三百六十行，行行出状元”。我们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？我不断的反问自己。也许有人不喜欢野外的工作，也许有人认为测绘的工作环境不好，但我认为无论干什么，只要人生活的有意义就可。社会需要我们，我们也可以为社会而工作。既然如此，那还有什么必要失落呢？于是我决定沿着自己的测绘路，执着的走下去。 社会需要我们，我们也可以为社会而工作。既然如此，那还有什么必要失落呢？于是我决定沿着自己的测绘路，执着的走下去。 同时我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发

10、扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项工作的失败。实习中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个工作失败。团结协作是我们实习成功的一项非常重要的保证。而这次实习也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。 对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。挫折是一份财富，经历是一份拥有。这次实习必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆！ 5.附录extern int a;/全亮void display_all()int i;Bit164Data_ClrVal();for(i=0;i24;i+)Bit164Clk_SetVal();Bit164C

11、lk_ClrVal();/全灭void display_none()int i;Bit164Data_SetVal();for(i=0;i24;i+)Bit164Clk_SetVal();Bit164Clk_ClrVal();/显示数字void display_number(int num)unsigned char tab =0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90;unsigned char segment;int i;/取百位段码segment = tab(num/100)%10;for(i=0;i8;i+)if(segment&

12、0x80)=0)Bit164Data_ClrVal();elseBit164Data_SetVal();Bit164Clk_SetVal();Bit164Clk_ClrVal();segment =1;/取十位段码segment = tab(num/10)%10;for(i=0;i8;i+)if(segment&0x80)=0)Bit164Data_ClrVal();elseBit164Data_SetVal();Bit164Clk_SetVal();Bit164Clk_ClrVal();segment =1;/取个位段码segment = tabnum%10;for(i=0;i8;i+)if

13、(segment&0x80)=0)Bit164Data_ClrVal();elseBit164Data_SetVal();Bit164Clk_SetVal();Bit164Clk_ClrVal();segment =1;/延时void delay_msec(int ms)int i,j;for(i=0;ims;i+)for(j=0;j0x7ff;j+);int main(void)PE_low_level_init();int i=0,c; while(1) if(Bit_in_GetVal()=0) delay_msec(20); if(Bit_in_GetVal()=1) i+; if(a

14、=1) a=0; c=i*15; (速度单位的转化) display_number(c); i=0; /中断4秒int a;void TI1_OnInterrupt(void) a+; 教师见习报告总结期待已久的见习已经结束了，在龙岩三中高中部见习听课，虽然只是短短的两个星期，但感触还是蛮深的，以前作为一名学生坐在课室听课，和现在作为一名准教师坐在课室听课是完全不同的感受，感觉自己学到了一些在平时课堂上学不到的东西。在这里，我获得的不仅是经验上的收获，更多是教学管理，课堂教学等的理念，以及他们带给我的种种思考。教育见习实践过程：听课。教育见习的主要目的是让学生在指导教师的引导下，观摩教师上课方

15、法、技巧等。听课是教育见习的主要内容。我院规定在一周的见习中需完成至少6课的见习任务。我在教师的安排指导下，分别对高一、高二物理专业课型为主，其他课型齐头的方式，积极主动的完成了听课任务，收到良好的效果。我听的第一节课是高二（8）班，这是一个平衡班，水平不如实验班高。在上课前。科任老师已经跟我说了这个班的纪律是比较差的，而且成绩也不是很好。在我听课期间，确实有几个学生在课堂上说话，但是我发现了一个有趣的现象，这个现象我在往后的几个班都发现了，就是绝大部分的学生的学习热情都好高涨，积极举手发言，积极参与课堂活动。我跟老师们提起这个现象的时候，科任老师就跟我说，一个班里不可能所有的学生都能全神贯注

16、地听完一节课，所以作为一名教师，应该想办法吸引学生的注意力，调动的积极性，比如可以以小组为单位，以抢答计分的形式调动学生的积极性，这样课堂气氛就会活跃起来了。在为期两周的见习工作中，我真的有很大的感触，我第一次感受到自己已经从一名学生向一名教师靠近，走在校园里，每当有学生叫我一声老师，我在感到无比自豪的同时，还感受到了自己的责任。见习工作结束了，我要回到学校继续我的学习了，但是我会好好记住我从*中学学到的一切，并应用于我的专业学习中去。一、教学管理理念在龙岩三中，从领导阶层到一位普通的科任老师，都秉承以学生为主体的宗旨进行学校的管理，进行教学工作的开展。作为一个课程改革的示范学校，一个教育实验

17、基地。这所学校鼓励着老师做各种研究，各种改革。每个班主任都有着自己的管理经验与管理宗旨。有了这种思想的自由，自然这里也就充满着探索与尝试，从而有所创造与进步。在我见习的班集体中，班主任对他的学生说：“我要让你们成为学习型的管理者，也是管理型的学习者。”这样一句简单的话，让我感到这里老师进行班级管理的良苦用心。他们关心的不只是学生的学习，更多的是从一个完整的人的概念出发，去培养学生多方面的素质。二、教学理念在见习期间，借着录课的机会，我听了很多的市级，校级的公开棵，还有理科实验班的课。在这些课堂上，让我看到教学改革正在悄然进行，有意识的老师正在努力体会“以学生为主体”的课堂模式。学生的创造也逐步

18、成为教师追求的教学效果。其次，这里的老师也都在适应着多媒体教学，信息化教学，使得课堂更加生动，资源更加丰富，学生获取学习资源的渠道也就更多。尽管，这种教学理念、教学模式的推广仍然有很长的路，但似乎也并不遥远，相信，这股改革的浪潮会给教育领域带来很大的冲击。三、实际工作经验在上面，是我在这所学校感受最深刻，也是认为最有意义的收获。实际工作经验上，由于在指导老师的指导下，也获取了许多。在班主任工作上，我认识到了一个老师的表率作用是很大的，学生时刻看老师，作为一个老师，应该从自己严格要求，并影响感染学生。这就要求师生之间的相互交流必须是贴心的，也是带有希望的。见习期间，班主任老师教给了我许多的班级管理经验。我想这些经验是宝贵的，更为宝贵的是老师的主动精神。在他的言谈中，看出一个老师对于班级管理的深度认识。所以我想：一个好的班主任不应只是从学习上给学生帮助，而是从一种“管理”的角度上去让班级受益，让班级体的每个成员成长。教学工作上，由于指导老师的认真指导，我较好地完成了教学任务。同时，与合作伙伴一同对各种教学模式进行了探讨，尝试。尽管，有的时候没有达到我们理想的效果，但也获取了很多的教学经验。在