光电式直流电机测速实验

1、光电式直流电机测速实验一、实验目的了解光电耦合器的工作原理及开关特性，掌握光电耦合器在直流电机转速测量应用、基本方法。二、实验原理1、光电耦合器器件（详见光电密码锁实验）。2、光电式直流电机测速实验原理本实验主要涉及电机转速的测量和控制。直流电机的转速与所提供的电压有关，电压与转速成单调关系。本实验中电机的控制方法为滑动电阻电源供电，通过利用调节滑动变阻器来改变控制电压。由于电机的转动需要一定的功率，所以本试验中所用到的三极管要用功率管。测速系统的前端由光电耦合器与栅格圆盘组成。当直流电机通过转动部分带动栅格圆盘旋转时，测速光电耦合器获得一系列脉冲信号。通过示波器可观察到光耦产生的脉冲，设其频

2、率为f。根据栅格圆盘上有4个叶片，电机转一圈有4个脉冲产生，因此可得转速计算公式为（f/4）*60，即15f RPM(每分钟转的圈数)。电机的驱动需要较大的电流，在电路中采用TIP122集成芯片驱动，TIP122是NPN型的功率达林顿晶体管。达林顿电路的原理是将两个晶体管的集电极相连，再将第一个晶体管的发射极和第二个晶体管的基极相连，这样就会提高第二个晶体管的输出电流。如图1-19所示放大器正常工作时正负两端虚短，其正端由可调电源提供电压，间接控制电机的转速；由于采用了负反馈，此电路具有一定的抗干扰能力当有瞬时的尖峰毛刺影响而引起的电机两端电压突然升高或降低时，电路可自动调节消除，防止电机烧毁

3、。检测电路由光耦和比较器构成。电机旋转时，叶扇从光耦中间经过，引起光耦的输出电压变化，从而引起比较器的输出电压发生变化，产生方波，便于测量。实验原理图如图1-19所示。3、测频原理（详见光变频率实验）4、流程图（详见光变频率实验）三、实验仪器1、光电检测与信息处理实验台（一套）2、光电式直流电机测速实验板3、示波器4、万用表5、导线若干6、十芯扁平线图1-19 光电式直流电机测速稳速原理四、实验内容步骤1、按图1-20连接实验线路。 图1-20光电直流电机实验硬件连接示意图（1）将直流电机测速实验插在光电检测与信息处理实验台总线模块上的PLUG641、 PLUG642、PLUG643的任意位置

4、，将总线模块的A+5V、AGND、A+12V、A-12V、分别和电源模块的+5V、AGND、+12V、-12V相连接，将总线模块的D+5V、DGND和数字电源的+5V、GND分别连接，GND和AGND相连；（2）总线模块40端子连接单片机模块的PB0和PD2，CS、SID、CLK分别和PB4、PB5、PB7相连，用连接导线将总线模块的38接线端子和电源模块上的变位器相连，连接JP17和JP9，用另一根导线连接40接线端子并用示波器测量该端子；（3）用万用表检查实验线路保证线路连接准确无误后进入下一步；2、打开电源，液晶提示按“S3”进入光电式直流电极测速实验，然后按“S11”进行速度测量。此时液晶显示测量的结果。（返回键为：“S9”）3、此时观察示波器的波形，并计算电机速度（电机每转一周产生4个脉冲波形）。4、然后调节滑动变阻器观察波形的变化。注意：电机转速不能太快，（电机额定电压为5V）以免损坏电机。5、将对应电压值所测得的转速结果和示波器显示的频率值填入表格十。表格十功率电压数据表格电压（V） 转速（rps）/频率（