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摘 要：介绍了一种利用89C51型单片机技术实现高精度转速测量系统的方法。这种测量系统具有数据准确、精度高、体积小、使用方便等优点，具有广阔的应用前景。
关键词：转速测量系统;单片机;光电传感器
1 转速测试的原理
伴随着现代化的生产规模不断地扩大，基于单片机转速测量系统在工业和民用领域中都有很高的使用价值。国内外的各类转速测量系统都朝着高智能化、高精度化、小型化的方面发展。在智能化的转速测量系统中可以对转速进行自动高精度测量，大大的提高了实用价值。
转速测试系统的原理是测量旋转中的转子所产生的周期脉冲信號频率。主要有测周期法、测频率法和测频测周期法三种：
①测周期法（T法）
测周期法转速通过两脉冲信号产生的间隔宽度决定（脉冲宽度用TP来表示），假设用来采集数据的叶片有N片，那么测量的时间是每转的1/N。TP通过定时器测得，时钟脉冲计数通过定时器计数获得，在TP内计数值若为M1，那么计算公式为：
P是转轴旋转一周脉冲发生器产生的脉冲
fc是硬件产生的时钟脉冲频率，单位用HZ来表示
N为转速，单位：r/min
M1为时钟脉冲
影响T法测量额精度误差有两个因素：两脉冲的上升沿触发时间不一样，计数和定时不一致。这种方法在测量低转速时精度很高，随着速度的不断增加，T法的测量准度也随着降低。
②测频法（M法）
测量脉冲发生器所产生的脉冲数m1来测量转速在时间T内完成。测量精度由于定时时间T和脉冲不能保证同步，以及在T内不能测量外部脉冲的完整周期，捕捉脉冲信号的能力变差。T要足够的长，才能确保测量结果的准确性。
③测频测周期法
测频测周期法即综合了T法和M法，分别对高、低转速测量。通过测量检测时间和在此检测时间内光电脉冲发生器所产生的脉冲信号来确定转速。为确保在不同转速的测量准确性，要保证对两种不同脉冲信号进行同步测量。
2 单片机转速测量系统的主要原理
单片机转速测量系统在实际应用中，大多数情况下都会被视线安装在相应的设备上，通过对不同类型的传感器产生脉冲信号，这样才能实现对电机的转速的测量。在使用单片机测量系统前，需要专业人员提前在被测电机的转轴上安装一个能够产生脉冲的装置，实现对电机转速的频率的测量。利用光电传感器将正常运行过程中所产生的光电信号转换成电脉冲信号，利用转速测量系统中其他硬件对单位时间内设备运转所产生的脉冲进行有效的统计，实现对电机运行过程中的转轴转速数据的收集。
3 关于单片机转速测量系统的设计方案
①霍尔传感器测量方案：
霍尔传感器是基于霍尔效应的原理，采用霍尔元件制作而成一类传感器。由霍尔效应原理可知：将霍尔片垂直的放在通有电流的磁场中，霍尔片上的电流和磁场垂直的方向将会产生霍尔电势差，当通过霍尔片的电流保持恒定，改变霍尔电势差可通过改变磁场强弱来实现。虽然霍尔转速传感器可以有效地对转速进行测量，但是在实际应用器件进行信号收集的时候通常会出现信号收集不准确的现象。这主要是由于霍尔传感器在进行脉冲信号的采集时主要利用了磁性感应这原理进行收集的，经过长时间的使用之后霍尔转速传感器的磁性感应敏感度会下降，从而无法对设备正常运行过程中所产生的脉冲信号进行及时准确的收集。
②光电传感器方案：
利用光电传感器对转速进行测量是当前工业应用中比较普遍的一种方法，其测量系统原理如图所示：转子由一直流调速电机驱动，能够实现无极调速。转速信号由光电传感器收集，在具体的应用过程中需要预先对转子做好标记，主要采用反光材料对各种类型的光电进行有效的标记。注意让光电头和光电标记二者保持在合理的距离之内。光电头采用低功耗亮度高可靠性高的可见高光，保证不管是在夜晚还是白昼，或是强光的环境下都不影响接收效果。运用光电传感器转速测量系统对相应的电机转速进行测量，能保证对转速数据收集的准确性，还能够有效地节约数据收集的时间。数据收集范围相对霍尔转速测量系统更大。通过比较，在对转速测量系统进行搭建时，多采用光电类型传感器对转速进行有效的测量。
4 结束语
采用单片机来实现转速的测量，很大程度地提高转速测量的准确性，并且加快了采集信号的速率，具有较好的实时性。利用这种方法，可以实现对大范围频率的转速测量，最大程度上保证了实际的测精度不受其他外界因素的影响，由此扩大对转速测量系统的测量范围，确保测量精度。光电传感器转速测量系统具有线性度好、噪音小、分辨率高、精度高的优点，在转速测量领域具有较大的使用价值和广泛的发展前景。
参考文献
[1]马晓鑫.基于单片机的转速测量系统设计[J].科技视界，2019（17）：40-41.
[2]王会青，贾策.基于单片机的转速测试系统[J].黑龙江科技信息，2008（36）：40.
作者简介
阳盛宇（1996—），男，汉族，四川南充，本科，研究方向：机械电子工程。
关键词：转速测量系统;单片机;光电传感器
1 转速测试的原理
伴随着现代化的生产规模不断地扩大，基于单片机转速测量系统在工业和民用领域中都有很高的使用价值。国内外的各类转速测量系统都朝着高智能化、高精度化、小型化的方面发展。在智能化的转速测量系统中可以对转速进行自动高精度测量，大大的提高了实用价值。
转速测试系统的原理是测量旋转中的转子所产生的周期脉冲信號频率。主要有测周期法、测频率法和测频测周期法三种：
①测周期法（T法）
测周期法转速通过两脉冲信号产生的间隔宽度决定（脉冲宽度用TP来表示），假设用来采集数据的叶片有N片，那么测量的时间是每转的1/N。TP通过定时器测得，时钟脉冲计数通过定时器计数获得，在TP内计数值若为M1，那么计算公式为：
P是转轴旋转一周脉冲发生器产生的脉冲
fc是硬件产生的时钟脉冲频率，单位用HZ来表示
N为转速，单位：r/min
M1为时钟脉冲
影响T法测量额精度误差有两个因素：两脉冲的上升沿触发时间不一样，计数和定时不一致。这种方法在测量低转速时精度很高，随着速度的不断增加，T法的测量准度也随着降低。
②测频法（M法）
测量脉冲发生器所产生的脉冲数m1来测量转速在时间T内完成。测量精度由于定时时间T和脉冲不能保证同步，以及在T内不能测量外部脉冲的完整周期，捕捉脉冲信号的能力变差。T要足够的长，才能确保测量结果的准确性。
③测频测周期法
测频测周期法即综合了T法和M法，分别对高、低转速测量。通过测量检测时间和在此检测时间内光电脉冲发生器所产生的脉冲信号来确定转速。为确保在不同转速的测量准确性，要保证对两种不同脉冲信号进行同步测量。
2 单片机转速测量系统的主要原理
单片机转速测量系统在实际应用中，大多数情况下都会被视线安装在相应的设备上，通过对不同类型的传感器产生脉冲信号，这样才能实现对电机的转速的测量。在使用单片机测量系统前，需要专业人员提前在被测电机的转轴上安装一个能够产生脉冲的装置，实现对电机转速的频率的测量。利用光电传感器将正常运行过程中所产生的光电信号转换成电脉冲信号，利用转速测量系统中其他硬件对单位时间内设备运转所产生的脉冲进行有效的统计，实现对电机运行过程中的转轴转速数据的收集。
3 关于单片机转速测量系统的设计方案
①霍尔传感器测量方案：
霍尔传感器是基于霍尔效应的原理，采用霍尔元件制作而成一类传感器。由霍尔效应原理可知：将霍尔片垂直的放在通有电流的磁场中，霍尔片上的电流和磁场垂直的方向将会产生霍尔电势差，当通过霍尔片的电流保持恒定，改变霍尔电势差可通过改变磁场强弱来实现。虽然霍尔转速传感器可以有效地对转速进行测量，但是在实际应用器件进行信号收集的时候通常会出现信号收集不准确的现象。这主要是由于霍尔传感器在进行脉冲信号的采集时主要利用了磁性感应这原理进行收集的，经过长时间的使用之后霍尔转速传感器的磁性感应敏感度会下降，从而无法对设备正常运行过程中所产生的脉冲信号进行及时准确的收集。
②光电传感器方案：
利用光电传感器对转速进行测量是当前工业应用中比较普遍的一种方法，其测量系统原理如图所示：转子由一直流调速电机驱动，能够实现无极调速。转速信号由光电传感器收集，在具体的应用过程中需要预先对转子做好标记，主要采用反光材料对各种类型的光电进行有效的标记。注意让光电头和光电标记二者保持在合理的距离之内。光电头采用低功耗亮度高可靠性高的可见高光，保证不管是在夜晚还是白昼，或是强光的环境下都不影响接收效果。运用光电传感器转速测量系统对相应的电机转速进行测量，能保证对转速数据收集的准确性，还能够有效地节约数据收集的时间。数据收集范围相对霍尔转速测量系统更大。通过比较，在对转速测量系统进行搭建时，多采用光电类型传感器对转速进行有效的测量。
4 结束语
采用单片机来实现转速的测量，很大程度地提高转速测量的准确性，并且加快了采集信号的速率，具有较好的实时性。利用这种方法，可以实现对大范围频率的转速测量，最大程度上保证了实际的测精度不受其他外界因素的影响，由此扩大对转速测量系统的测量范围，确保测量精度。光电传感器转速测量系统具有线性度好、噪音小、分辨率高、精度高的优点，在转速测量领域具有较大的使用价值和广泛的发展前景。
参考文献
[1]马晓鑫.基于单片机的转速测量系统设计[J].科技视界，2019（17）：40-41.
[2]王会青，贾策.基于单片机的转速测试系统[J].黑龙江科技信息，2008（36）：40.
作者简介
阳盛宇（1996—），男，汉族，四川南充，本科，研究方向：机械电子工程。