光电开关在皮带机皮带速度测试系统中的应用.pdfVIP

2008年 3月 第 3期 电 子 测 试 ELECTRON IC TEST M ar. 2008 No. 3 83 电子测试 ELECTRON IC TEST 光电开关在皮带机皮带速度测试系统中的应用 土卫东 (忻州师范学院 忻州 034000) 摘 要: 本文提出了一种基于 ATmega8单片机和计算机控制的皮带机皮带速度测试系统,它可以完成皮带机皮 带速度的测试, 皮带速度的实时监控, 速度曲线的绘制。该系统包括计算机和单片机,两者之间采用 RS232进行 数据通信。 关键词: 皮带机; AVR单片机; 红外线光电开关; 串行通信 中图分类号: TD528 文献标识码: B Applicat ion of photoe lectric sw ith in belt speed testing system TuW e idong ( X inzhou Teachers University, X inzhou 034000, Ch ina) Abstract: Th is paper pu ts fow ard a conveyer be lt speed testing system based on ATm ega8 sing le ch ip processor and computer contro,l it can comp lete be lt speed testing, monitor o f blet speed and speed curve draw ing. This system includes compu ters and sing le ch ip processor, betw een which da ta commu n icat ion is completed by RS232. Keywords: conveyer; single chip processor ofAVR; pho toelectric sw ith; seria l communication 0 引 言 传统的皮带机皮带速度测试方法是通过转速 表测量电动机转速,然后根据电动机转速及滚筒外 径计算出带速 (或测滚筒转速再计算带速 ) ,这种测 量方法不直接而且皮带和滚筒包胶有弹性变形,容 易出现测量误差;也可采用测速发电机直接测量带 速,但由于测速发电机本身存在线形误差、温度影 响等缺点, 致使其测量精度也不高。鉴于此, 本文 提出了一种利用光电传感器测量带速的方法。 1 红外线光电开关测试胶带速度的主要工 作原理 1. 1 反射式光电传感器的原理 图 1是在待测转速轴上固定一个涂上黑白相 间条纹的圆盘, 它们具有不同的反射率, 当转轴转 动时, 反光与不反光交替出现, 光电传感器间接地 接收光的反射信号,转换成电脉冲信号。 2008. 3 Sk ill Practice 电子测试 ELECTRON IC TEST 84 1调制盘; 2光源; 3光电顺件 图 1 光电式测速原理图 1. 2 红外线光电开关 本测试系统采用外型编号是 E3A的漫反射式 光电开关。漫反射光电开关是一种集发射器和接 收器于一体的传感器, 当有被检测物体经过时, 将 光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收 器,于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物 体的表面光亮或其反光率极高时,漫反射式的光电 开关是首选的开关器件。 该器件额定电压采用 12V,输出方式采用 NPN 常开型,即无触发条件时, 开关处于断开状态, 有触 发时, 开关闭和。在本测试系统中当有检测信号时 (收到足够的反射光 )触发完成, 光电开关的指示灯 亮,输出低电平。无检测信号时, 开关无触发条件, 此时光电开关的指示灯灭,输出高电平。 1. 3 速度测试装置的原理 如图 2所示,在皮带边缘涂上等距离的白黑色 块,其中要求白色块表面要光滑, 黑色块表面要粗 糙。以达到光电开关的工作条件。准确划分黑白 色块的距离 s均为 10 cm, 安装光电开关确定检测 距离在要求范围内,利用单片机 ATmega8的定时器 准确测出单位白黑色块对应的低脉冲和高脉冲的 时间值 t, 则皮带单个色块的速度为: v= s t ( 1) 由于色块的长度相对皮带总长来说很小,所以可 以用色块内的平均速度代替色块上各点的即时速度。 图 2 速度测试装置图 2 系统硬件设计 本设计中采用额定电压为 12 V的直流电压作 为光电开关的工作电压。由所选光电开关的原理 可知,光电开关输出脉冲信号的低电平为 0伏, 高 电平为 12 V。设计电路如图 3所示。 图 3 光电开关信号采集电路图 光电开关的理想输出信号是高电平 12V,低电平 0V。由于光电开关的输出电源阻抗未知,所以在本电 路设计上采用