光电传感器测齿轮转速及磨损程度

1、西安电子科技大学 光电传感器测齿轮转速及磨损程度西安电子科技大学 工程实践中，经常会遇到齿轮，因此，测量齿轮转速是工程实践中必不可少的。目前国内外测量齿轮转速的方法有很多。其中应用最广的是光电式，光电式测系统具有低惯性、低噪声、高分辨率和高精度的优点。采用光电传感器的齿轮转速测量系统测量准确度高、采样速度快、测量范围宽和测量精度与被测转速无关等优点，具有广阔的应用前景。西安电子科技大学PS(Photoelectric Sensor)测速原理框图放大电 路整形RIO处理器翻转数n瞬时占空比转速v驱动电机齿轮光电传感器 这次设计的内容包含了多个方面，从脉冲信号的产生模块、脉冲信号的处理模块和转速的

2、显示模块三个模块入手，全面锻炼了我们信号采集，处理和分析的工作能力。西安电子科技大学PS原理n光电传感器一端有个线性光源，另一端有个光敏电阻，门中无物体阻挡时光照射到光敏电阻上。有光照时光敏电阻阻值减小，光敏电阻两端为低电压。当门中有物体阻挡时，光敏电阻受到光照度减小，电阻增大，光敏电阻两端为高电压。西安电子科技大学PS测速原理n光电门是一个像门样的装置，一边安装发光装置，一边安装接收装置，当光线没有被物体挡住，随即产生一个低电平，反之，产生一个高电平，脉冲信号的宽度就是光线通过的时间。通过放大与整形电路，进入控制器，计算出脉冲信号的翻转数n，通过公式nv=*R=/t*R=2/C*(n/2)/

3、t*R=nR/(Ct)n算出速度，同时通过控制器得出的瞬时占空比来检测齿轮的磨损程度。西安电子科技大学硬件系统设计n我们把整个电路分成四大模块，模块一为脉冲信号的产生模块；模块二为脉冲信号的处理模块；模块三为转速的显示模块；模块四为其他模块，例如复位电路等。以下便是我们各大模块的设计。西安电子科技大学脉冲信号产生模块n在设计中采用光电传感器采集信号，这种传感器是把旋转轴的转速变为相应频率的脉冲，然后用测量电路测出频率，由频率值就可知道所侧转速值。西安电子科技大学脉冲信号处理模块脉冲信号放大电路西安电子科技大学脉冲信号整形模块西安电子科技大学转速的显示模块n许多电子产品上都有跳动的数码来指示电器

4、的工作状态，而且大都需要繁琐的电路连接，此次设计巧妙地避开了复杂的显示模块，直接用现今大多数电子产品使用的蓝牙传送方式，将测速装置与手机、平板电脑等便携式设备进行蓝牙匹配，将结果输入显示到设备中。 蓝牙蓝牙西安电子科技大学RIO控制器简介n作为一款配备NI工业级标准可重配置I/O (RIO) 技术的产品，NI myRIO使用Xilinx最新的Zynq技术，其FPGA与运行实时操作系统的处理器集成。 该强大的技术结合了板载加速度计、可编程LED、音频I/O、模拟和数字I/O以及USB端口，可使各种创意变为现实。具有功能多样、携带方便、多种编程方式、可兼容等多种优点。西安电子科技大学软件系统设计西

5、安电子科技大学齿轮转速程序思想n对方波信号（输入信号）进行采样，将当前采样数据与上一次采样数据进行对比，当两者一样时，翻转次数加0，否则加1，直至程序运行结束。统计出翻转次数，对数据进行运算，得出总转角（弧度值），将该数据与程序运行时间相除得到角速度，进而得到线速度。西安电子科技大学磨损程度程序思想n对传感器收集到的脉冲信号进行采样，并对采样后的信号进行傅里叶变换，这样可以减少由于计算占空比造成的分析困难，然后通过图象检测装置对变换得到的图形进行识别，识别出与其他图形有差别的图形，即说明齿轮有磨损，差别越大，则磨损程度越大。西安电子科技大学应用展望n此转速方法使用于中、低转速的测量，具有较宽的应范围和广阔的应用的前景。但是如果测量时在齿轮或间隙中停止，会产生时间的误差，造成测量结果的变小。齿间距越小，测量结果越准确。西安电子科技大学改进方案n提高采样频率，获得更高准确