红外线数字转速表格.doc

PAGE PAGE 6 红外线数字转速表的设计 摘要 红外线数字转速表是一种代替机械转速表、用来测量转动速率的计量仪表。红外线数字转速表采用的红外探头有直射式和反射式两种。 从原理上讲，任何一种电子数字式速度表都可以视为一个频率计，可用一只频率计先测出某一信号的频率，然后用此频率计测量该信号的频率，调节电位器使被测信号频率与标准频率计所测频率数一致。若找不到标准频率计可采用交流电源变压器。红外数字转速表可由频率计，秒脉冲电路以及计数控制门等组成。 关键字 计数器、译码器、频率器 1 方案 = 1 \* GB3 ① 红外线数字转速表采用的红外线探头有射式和反射式两种。直射式探头发光管和受光管安装在被测物体的两边，发光管射出的光线直接照射到受光管上。当被测物体运动时，阻挡光线，产生计数信号。这种探头经常用于光电计数。反射式探头发光管和受光管安装在被测物体的同侧，当探头接近物体时，接收到红外线的脉冲信号，用它测量转速比较方便。测量转速的探头根据测量距离可心采用透镜系统；也可以不采用透镜系统。当被测物体距深头15cm以内时，无需采用透镜。设计探头时，可采用小功率发光管5GL和光敏受光管3DU5C。 测量转速的探头经常用透镜系统。根据光学的折射反射原理，发管和接收管都固定在探测架上，通过透镜聚焦。在探测架中间用半透膜使发射的红外线向转动体折射，而且又能使从转动物体反射回来的红外线通过半透膜射向接收管。透膜好涂一层只能透过某个单色波长的物体。或用单色性很好的滤色玻璃制作，使它只能透过固定波长的红外线（例如0.93um），这样对抗杂散光的干扰更有利。 为了提高红外线的反射能力，通常在转动物体上贴上一小片红外线反射纸，这样反射效果极好。有时用镜面、铝箔、洁白平滑的纸、白油溙等也能提高反射性能。当转动物体转到使反射纸恰好对着从发光管的红外线时，接收管接收到光信号，从单位时间内收到的光信号的次数便可测出转速。 方案 = 2 \* GB3 ② CC40110集成电路逻辑图和引出端功能如图（1）。A～g为驱动输出端，和7段显示器连接；R为清零端，R＝1时，计数器清零；CPu是加法计数器钟，CPD是减法计数时钟；QCO输出进位脉冲破，QBO输出借位脉冲；TE为触发器使能端，TE＝0时计数器工作，TE＝1时，计数器外于禁止状态（即不计数）；LE为锁存控制端，LE＝1时，计数器锁存。 CPU 预 计 译 驱 a 处 数 码 动 ：： CPD 理 器 器 器 g 器 QCO 控 QBO 制 LE 器 TE R 图（1）CC40110逻辑图 图（2）CC40110引出端功能图 图（3）的工作原理 该电路由一只四一二输出端与非门电路CD4011组成一个多谐振荡器。和其他用此电路组成的振荡器的不同之处是：该电路由D1、D2和C1、RP1组成一个振荡器，用RP1来调节振荡器的振荡频率；用D2、D3和C2、RP2组成别一个振荡器，用RP2来调整它的振荡脉宽。两个振荡器共用一个与非门D2，但工作互不影响。 电路中，当C2选用560pF时，C1选用三种不同的容量时，其振荡频率与脉宽见表（1）。 图（3） 频率和脉宽可独立调整的脉冲信号源 振荡频率与脉宽表（1） C1/F Tp/ms Fmin/Hz Fmax/Hz 33n 0.01(最小) 140 10k 33n 0.4(最大) 70 1k 0.1u 0.01(最小) 100 500 0.1u 0.4(最大) 20 500 1u 0.01(最小) 20 5k 1u 0.4(最大) 2 2k 表（2）CD4553的功能表 输入 输出 WR CLK DIS LE L L L 不变 L L L 进位 L × H × 不变 L H L 进位 L H L 不变 L L × × 进位 L × × 锁存 L × × H 锁存 H × × L Q=0 图（4）CD4553管脚功能介绍2 电路原理及原理图 红外线数字转速表的电路原理框图如图（5）所示。为了使红外线转速