【
摘 要
】
伴 随 着 我 国 科 学 技 术 水 平 的 快 速 发 展
，
当 前 我 国 对 单 片 机 的 转 速 测 量 系 统 控 制 这 一 领 域 也 越 来 越 趋 于 智 能 化 。
本 文 主 要 以 单 片 机 平 台 为 主 要 的 出 发 点
，
对 电 机 进 行 转 速 测 量 所 选 取 的 方 法 主 要 是 通 过 光 电 传 感 器 来 实 现 的 ，
并 且 这 其 中 还 利 用 了 一 系 列 的 语 言 编 程
，
来 综 合 性 的 实 现 对 单 片 机 的 转 速 进 行 有 效 测 量
。
【
关 键 词
】
单 片 机
；
转 速 测 量
；
系 统 设 计
0 引 言
当 前 随 着 经 济 全 球 化 的 进 程 不 断 加 深
，
无 论 是 我 国 还 是 国 际 上 其 他 国 家 都 对 测 量 电 动 机 转 速 的 方 法 有 了 新 的 研 究 。
而 对 这 些 方 法 综 合 来 看
，
它 主 要 包 括 了 以 模 拟 测 速 、
同 步 测 速 等 一 系 列 为 主 要 形 式 的 测 速 方 法 。
虽 然 这 些 方 法 当 前 已 经 被 广 泛 地 应 用 在 我 国 的 电 动 机 测 速 这 一 方 面 ，
但 是 所 并 未 能 够 从 本 质 上 被 我 国 所 全 面 化 的 应 用 。
因 此
，
当 前 对 电 机 转 速 测 量 系 统 进 行 研 究 已 经 成 为 了 我 国 当 前 发 展 的 一 大 重 要 课 题 。
通 过 利 用 光 电 传 感 器 来 对 电 机 转 速 测 量 系 统 的 准 确 性 进 行 有 效 地 提 高 。
1 关 于 单 片 机 的 转 速 测 量 方 法
单 片 机 的 转 速 指 的 是 它 在 正 常 运 转 过 程 中 在 单 位 时 间 内 所 转 的 圈 数 多 少 ，
并 且 它 所 转 的 圈 数 的 多 少 以 及 圈 数 的 大 小 都 会 影 响 它 的 正 常 运 转 。
因 此
，
对 单 片 机 的 转 速 进 行 测 量 是 我 国 当 前 工 业 发 展 的 一 个 重 要 的 研 究 领 域 。
当 前
，
我 国 根 据 不 同 的 转 速 理 论 的 应 用 对 单 片 机 的 转 速 测 量 方 法 主 要 分 为 了 三 大 类 型 的 测 量 方 法 ，
而 文 章 主 要 介 绍 的 测 量 方 法 是 通 过 对 单 片 机 和 光 电 传 感 器 的 组 成 来 实 现 转 速 测 量 的 ，
这 主 要 表 现 在 了 以 下 的 几 种 测 量 方 法 之 中 ：
首 先
，
测 频 率 法
。
在 应 用 这 种 方 法 期 间 的 首 要 要 求 主 要 是 要 有 一 个 固 定 化 的 时 间 t
，
然 后 对 它 在 这 个 单 位 时 间 之 内 的 固 定 频 数 信 号 次 数 进 行 记 录 （
N
） ，
最 终 被 测 信 号 的 频 率 就 可 以 通 过 这 两 大 要 素 表 现 出 ：
其 中 最 主 要 的 公 式 就 是 fx = NT
。
通 过 对 被 测 信 号 的 记 录
，
可 以 有 效 地 对 电 机 转 动 过 程 中 的 频 率 来 进 行 测 量 ，
从 而 实 现 转 速 测 量 的 准 确 性 。
其 次
，
测 周 期 法
。
在 使 用 这 种 方 法 时 要 有 一 个 规 律 性 的 周 期 ，
来 对 这 个 周 期 之 内 所 产 生 的 脉 冲 数 进 行 有 效 的 记 录 ，
而 这 个 脉 冲 数 可 以 用
m0
来 表 示
，
然 后 电 机 的 被 测 信 号 就 可 以 通 过 以 下 公 式 来 表 现 出 来 ：
Fx = fc / m0 。
采 用 这 种 周 期 的 方 法 对 电 机 的 转 速 进 行 有 效 的 测 量 ，
可 以 实 现 在 一 个 周 期 内 对 电 机 的 整 体 性 转 速 进 行 测 量 ，
从 而 提 高 电 机 在 正 常 运 转 过 程 中 的 规 律 性
。 最 后 一 种 对 电 机 转 速 进 行 测 量 的 方 法 就 是 多 周 期 测 频 法 。 这 种 方 法 的 应 用 既 要 有 被 测 信 号 也 要 有 时 钟 脉 冲 数 ，
通 过 一 个 定 时 的 系 统 来 对 这 两 个 方 面 进 行 有 效 的 测 量 。
但 是 对 这 种 方 法 在 进 行 应 用 时 选 用 的 是 不 同 的 周 期 ，
这 就 很 可 能 在 一 定 程 度 上 导 致 电 机 正 常 运 行 过 程 中 转 速 周 期 的 混 乱 性 。
2 单 片 机 转 速 测 量 系 统 采 用 的 主 要 原 理
一 般 情 况 下
，
大 多 数 的 单 片 机 转 速 测 量 系 统 都 会 被 视 线 安 装 在 相 应 的 设 备 上 ，
同 时 还 要 通 过 对 一 些 不 同 类 型 的 传 感 器 的 使 用 来 实 现 脉 冲 的 产 生 ，
最 后 才 可 以 实 行 测 评 的 方 法 对 电 机 的 转 速 进 行 有 效 的 测 量 。
但 是 对 于 那 些 临 时 性 的 转 速 测 量 系 统 来 说 ，
他 们 在 进 行 转 速 测 量 过 程 中 所 选 取 的 传 感 器 主 要 是 光 电 传 感 器 ， 这 就 需 要 相 关 的 技 术 工 作 人 员 提 前 在 电 机 的 转 轴 上 安 装 一 个 能 够 产 生 脉 冲 的 装 置 ， 从 而 实 现 对 电 机 转 速 的 频 率 的 测 量 。
但 是 综 合 来 看
，
不 论 是 长 期 使 用 的 单 片 机 转 速 测 量 系 统 还 是 短 期 的 测 量 系 统 ，
都 可 以 通 过 微 系 统 来 对 转 轴 上 的 光 电 信 号 进 行 有 效 的 收 集 与 处 理 ， 再 通 过 转 速 测 量 系 统 自 身 数 据 的 转 换 来 对 转 轴 的 频 率 和 转 速 进 行 有 效 的 测 量 与 分 析 。
通 俗 来 说
，
它 也 就 是
通 过 利 用 光 电 传 感 器 将 设 备 正 常 运 行 过 程 中 所 产 生 的 光 电 信 号 转 换 成 一 种 电 脉 冲 ，
从 而 再 利 用 转 速 测 量 系 统 之 中 的 其 他 技 术 对 单 位 时 时 间 内 设 备 运 转 所 产 生 的 脉 冲 进 行 有 效 的 统 计 ，
从 而 真 正 地 实 现 对 电 机 运 行 过 程 中 的 转 轴 转 速 数 据 的 收 集 。
用 数 字 表 示 来 说 主 要 是 以 下 几 种 ：
3 关 于 单 片 机 转 速 测 量 系 统 的 设 计 方 案
3 . 1 利 用 霍 尔 传 感 器 对 转 速 进 行 有 效 的 测 量
利 用 霍 尔 传 感 器 对 转 速 进 行 测 量 的 最 核 心 部 分
， 即 为 采 用 霍 尔 效 应 原 理 所 制 作 出 来 的 那 些 转 速 测 量 元 件 。
而 文 章 在 对 转 速 测 量 系 统 的 设 计 方 案 进 行 设 计 时 主 要 是 将 霍 尔 传 感 转 速 测 量 系 统 在 泵 驱 动 轴 的 应 用 进 行 了 介 绍 ，
霍 尔 转 速 测 量 的 传 感 系 统 设 计 主 要 表 现 在 了 以 下 图 中 ：
根 据 这 个 图 我 们 可 以 知 道
，
霍 尔 转 速 传 感 器 上 面 具 有 两 个 相 互 垂 直 的 定 子 绕 阻 ，
而 这 其 中 的 霍 尔 片 被 粘 贴 在 了 绕 组 之 间 的 中 心 线 上 ，
而 这 种 转 速 传 感 器 所 采 用 的 转 子 主 要 是 以 永 久 磁 钢 为 主 。
而 在 其 运 转 的 过 程 中 ，
霍 尔 元 件 主 要 通 过 对 电 机 进 行 激 励 使 两 个 垂 直 的 绕 组 相 互 连 接 ，
从 而 实 现 真 正 的 转 速 传 感 信 号 的 产 生 。
虽 然 霍 尔 转 速 传 感 器 可 以 有 效 地 对 我 国 电 机 的 转 速 进 行 测 量 ，
但 是 在 使 用 霍 尔 转 速 传 感 器 进 行 信 号 收 集 的 时 候 往 往 会 出 现 一 种 信 号 收 集 不 准 确 的 现 象 。
这 主 要 是 由 于 霍 尔 转 速 传 感 器 在 进 行 脉 冲 的 采 集 时 主 要 利 用 了 磁 性 感 应 这 一 种 方 法 进 行 收 集 的 ，
而 在 长 时 间 的 使 用 之 后 霍 尔 转 速 传 感 器 的 磁 性 感 应 会 在 很 大 的 程 度 上 让 磁 力 减 小 ， 从 而 无 法 对 设 备 正 常 运 行 过 程 中 所 产 生 的 脉 冲 信 号 进 行 即 时 准 确 的 收 集 。
3 . 2 利 用 光 电 传 感 器 对 转 速 进 行 有 效 的 测 量
利 用 光 电 传 感 器 对 电 机 的 转 速 进 行 测 量 是 当 前 较 为 常 用 的 一 种 方 法 ，
而 这 种 设 计 方 法 的 具 体 内 容 主 要 表 现 见 图 2
。
根 据 这 个 图 我 们 可 以 知 道
，
一 直 流 调 速 电 机 可 以 对 转 子 实 现 有 效 的 驱 动 ，
而 且 它 还 可 以 产 生 较 大 范 围 的 无 极 调 速 模 式 。
图 中 显 示 了 光 电 传 感 器 可 以 有 效 地 对 转 速 的 信 号 进 行 收 集 ，
但 是
，
在 具 体 的 使 用 过 程 中 需 要 对 转 子 做 好 相 应 的 标 记 。
做 好 这 种 标 记 的 方 法 主 要 是 用 黑 色 胶 布 将 干 净 的 电 机 转 子 表 面 进 行 覆 盖 ，
然 后 再 采 用 一 些 反 光 材 料 对 各 种 类 型 的 光 电 进 行 有 效 的 标 记 。
同 时
，
还 要 格 外 的 注 意 光 电 头 和 光 电 标 记 的 适 当 距 离 ，
要 让 这 二 者 保 持 在 合 理 的 距 离 之 内
。
在 对 光 电 头 进 行 选 取 时 应 该 主 要 选 取 那 些 节 能 的 LED
亮 度 的 光 电 头 ，
还 要 想 起 那 些 具 有 较 高 保 障 性 的 红 外 光 作 为 光 源 ，
以 此 更 好 的 保 证 光 电 传 感 器 进 行 转 速 数 据 收 集 的 时 候 能 够 在 很 大 的 程 度 上 不 受 外 界 的 环 境 所 影 响 ，
保 证 背 景 光 强 及 时 变 动 十 分 大 也 不 会 影 响 光 电 传 感 器 相 应 信 号 接 收 的 效 果 。
除 此 之 外
，
在 对 光 电 头 进 行 选 确 定 时 候 还 应 该 选 取 一 些 数 字 化 的 光 电 头 系 统 。
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 ，
可 以 在 很 大 的 程 度 上 保 证 对 转 速 数 据 收 集 的 准 确 性 ，
同 时 它 还 能 够 有 效 地 节 约 数 据 收 集 的 时 间
，
并 且 它 的 数 据 收 集 范 围 还 是 相 对 霍 尔 转 速 测 量 系 统 来 说 要 大 一 些 。
通 过 相 比 较 来 看
，
在 对 转 速 测 量 系 统 进 行 设 计 的 时 候 ，
还 是 要 尽 可 能 地 使 用 光 电 传 感 器 对 转 速 进 行 有 效 的 测 量 。
4 结 束 语
综 合 上 述 所 言
，
利 用 单 片 机 技 术 对 转 速 进 行 测 量 既 可 以 有 效 地 对 转 速 测 量 的 效 率 进 行 提 升 ，
也 可 以 有 效 的 提 升 测 量 过 程 中 的 准 确 性 。
利 用 这 种 方 法
，
它 真 正 地 实 现 了 不 同 频 率 之 间 的 转 速 测 量 ，
在 最 大 的 程 度 上 保 证 了 实 际 的 测 量 精 度 不 受 其 他 外 界 因 素 的 影 响 ， 从 而 这 扩 大 了 对 转 速 测 量 系 统 的 测 量 范 围 。
而 由 于 当 前 的 霍 尔 传 感 转 速 测 量 系 统 使 用 价 格 相 对 较 低 一 些 ， 所 以 ，
相 关 的 技 术 工 作 人 员 要 不 断 地 加 强 对 这 种 传 感 转 速 测 量 系 统 的 研 究 力 度 ，
更 好 地 解 决 霍 尔 转 速 测 量 系 统 之 中 存 在 的 问 题 ，
以 更 好 地 推 动 转 速 传 感 系 统 的 发 展 。
