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基于光电传感器的转速测量系统设计-2013开题报告

南阳理工学院

毕业设计(论文)开题报告

电子与电气工程学院电子科学与技术专业

课题名称:基于光电传感器的转速测量系统设计

学生姓名:学号:指导教师:报告日期:

1(本课题所涉及的问题在国内(外)的研究现状综述

目前国内外测量转速的方法有很多，按理论方法的不同，先后产生过模拟测速

法(如离心式转速表、用电机转矩或者电机电枢电动势计算所得)、同步测速法(如

机械式或闪光式频闪测速仪)以及计数测速法。计数测速法又可分为机械式定时计

数法和电子式定时计数法。传统的电机转速检测多采用测速发电机或光电数字脉冲

编码器，也有采用电磁式(利用电磁感应原理或可变磁阻的霍尔元件等)、电容式

(对高频振荡进行幅值调制或频率调制)等，还有一些特殊的测速器是利用置于旋转

体内的放射性材料来发生脉冲信号。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，加之激光光源、光栅、光学码盘、

CCD器件、光导纤维等的相继出现和成功应用，使得光电传感器在检测和控制领域

得到了广泛的应用。而采用光电传感器的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。

2(本人对课题任务书提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析

(1)任务要求:

基于光电传感器的转速测量系统主要包括电机转速信号采集模块，单片机处理

模块和液晶显示模块。本课题系统的设计任务:

a)通过传感器和光电码盘能准确采集到电机转速信号，转速测量范围实现

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0,500r/s。

b)利用单片机控制对采集数据进行有效处理;

c)测量速度大小值能在液晶显示器上实时显示出来。

(2)可行性分析:

a)原理方案的可行性:光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键

元件，它是把光信号(红外、可见及紫外光辐射)转变成为电信号的器件。目前市场

上光电传感器的种类繁多，其技术成熟，应用广泛。用光电传感器采集速度信号的

方式众多，其中有许多简单易行而且可靠的方法，例如通过光学码盘、红外和旋转

编码器等;STC89C52单片机性能可靠，功能强大。本设计用此单片机采集与处理

数据，最后送到液晶上显示，直接而且方便。

b)其他方面的可行性:本次毕业设计是一次综合能力的测试。不仅涉及模拟电

路和数字电路的设计，而且对于单片机系统开发(硬件和软件方面)的能力也是一次

考验。本设计还涉及光学知识，通过发挥自己扎实的专业理论知识，以及软硬件设

计的实践动手能力，相信自己能够解决光学信号分析和数据采集处理方面的设计问

题。另外学院具备该方面的实验室与试验测试设备，毕业设计试验器件，并且在老

师的精心指导下，按照研究课题设计要求经过设计、调试与测试分析，一定能够按

计划完成研究任务的系统设计指标的要求，理论与实际相结合起来。

3(本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路

由于光信号很容易受环境等因素影响，再加上设备的误差，因此，正确的把速

度信息转换为数字信息以供单片机采集是一个很重要的问题;另外，当单片机采集

到数据后，对数据的处理也是本课题要研究的重点内容。对信号的采集、单片机对

数据的处理、处理结果的输出是本课题的三个关键问题。

针对以上的问题，设计出以下的解决思路:

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