工业系统转速实时测量及监控

1、“工业系统转速实时测量及监控”要求：1.使用本门课所学的知识，设计完成要求：一个工业系统中，电动机的转速不允许超过 OOOr/min，如果超过就会报警，为该系统设计测速电路以及报警电路，实现对系统转速 的实时监控。点亮发光二极管以示报警。画出系统的实现框图， 并注明各个环节的输入和输出；2.3.4.简单描述系统的工作原理或过程； 列出所用的主要元器件和仪器设备； 设计测速电路和报警电路，画出电路图，同时计算并标明电路图中各个元器件的参数。二、设计基本思路：1.2.测量转速可用码盘与光电对管组成的传感器，输入转速，输出脉冲信号；通过整形电路和F/V转换组成的调理电路可以将脉冲信号转变成电压信号，

2、便可方便 地进行进一步操作；3.4.电压信号与转速之间存在关系式，通过表盘改造过的电压表便可直接读出转速； 通过差动放大器和二极管组成的报警系统即可起到监视作用，超过量程发光二极管即 亮。三、测量系统框图：四、各部分系统原理具体分析及整体电路图：（一）、码盘式转速测量系统： 码盘式转速测量系统由传感器和信号调理电路组成，功能实现如下：首先通过光电码盘式转速传感器将电机的转速转化为脉冲信号，运算放大器开环应用方式构成的比较器可以实现脉冲信号的整形，整形之后得到周期不变、脉宽恒定、幅值恒定的矩形脉冲信号，最后由RC积分电路得到直流分量输出电压，通过读取的转换得到转速值。其原理图如下：lOkQ+10

3、V 片1.5k发光二极管noNC NC0Nf NC T其中采用电荷泵的F/V转换一般原理如下:取平均值（滤波）>fin = 1/T电荷泵（脉冲电流源）-W和A恒定1每秒f个电路 R 脉冲向C充电uoUox WA/T=Waf（二八报警系统：只要让报警电路在转速超过 2000r/min时发光二极管正向导通即可。可 以通过一个差动放大器来实现。如图，取Ri R3, R2 R4则由差动放大器的性质， 输出电压u|2(UaUb)，设 Ua 为转R1速为2000r/min时的码盘式测速装置的输出电压（可以通过其它电源加在上面）,ub为码盘式测速传感器的实际输出电压。当Ub小于Ua （即转速n小于20

4、00r/min ）时，u 0，发光二极管不导通；当Ub大于Ua时（即转速n大于2000r/min ）时，u 0，发光二极管导通，即发出警报。在设计时，充分考虑到二极管的正向导通电压和反向击穿电压,为其串联一限流电阻，防止正向电流过大烧毁二极管，反向电流过大击穿二极管；二极管为大功率二令昱R1极管（锗），其反响击穿电压高达几千伏，正向导通电压为0.1-0.3伏，典型值为0.2伏,1000, 方面，当转速远小于 2000时，输出电压不会击穿二极管，而当转速稍大0.2 伏。于2000r/min时，输出电压在二极管上的分压即可达到0甌（三）、测速与报警的具体实现总电路图:S.五、主要仪器及各元件参数:

5、1、 光电码盘一个，遮光黑条码数目为60，如果以“ r/min ”为转速单位，以 Hz为频率单位 则脉冲频率与转速数值相等。2、 MOC70T3型光电对管一个，其工作电压一般为15V，其中发光二极管导通电压为1.1V,工作电流为 5-10Ma。3、F/V转换器2907.各参数值已表示于图中。u bVcc RC1 fin其中Vcc为芯片电源电压，Vcc1CV,R 70k ,Ci2200 pf,fin n故 Ub 1.54n(mV)4、电压表一个。当电压表读书为u（mV）时，测出转速为un r/mi n.1.545、直流电源、导线及开关。当n=2000r/min时，山 3.388V 即应加电压ua3.388V。6、发光二极管及限流电阻。发光二极管材料为锗，反向击穿电压为4000V，导通电压为0.1-0.3V典型值为0.2V。当电机转速为0时，加在二极管两端的反向电压为3080V，没有达到击穿电压；当转速稍大于200