基于Labview和STM32的光电式物体转速测量系统开题报告
2022-01-05 21:00:39
全文总字数：5856字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
工程实践中，经常会遇到各种需要测量转速的场合，例如在发电机、电动机、机床主轴等旋转设备的实验、运转和控制中，常需要分时或连续测量及显示其转速和瞬时转速。转速测量的在工业生产、科技教育、民用电器等各领域的应用极为广泛，往往成为某一产品或控制系统的核心部分。
传统的接触式测速系统在响应速度、精度、应用范围内存在各自的局限。而光电测速技术由于其非接触测量、动态响应快及精度高等优点，有效地弥补了传统测量方法的不足。目前的光电检测技术主要集中在大型化高精度领域，但同时成本也较为昂贵。基于此提出选题设计一个小型的、便携式的光电转速测量系统。
国内外研究现状
目前的光电测速方法比较有代表性的有激光多普勒系统、闪光测速系统以及脉冲测速等几种。
2. 研究的基本内容
为满足工业生产和人们日常生活中日益增长的对转速测量仪的要求，本课题围绕简便化、小型化的物体转速的测量系统开展理论和实践的研究。
具体内同容包括：系统方案的选择及优化、光源的选择、光电信号处理方法、系统电路制作与调试以及软件的设计等工作。
进一步地，开展系统性能校正方法、测速误差减小方法以及如何提高测速范围等的理论研究。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
图1 测速系统流图
选取prp-220光电传感器作为探测器。这种传感器能够发出红外光照射到待测物体上，使其部分能够发生镜面反射。同时，通过对待测物体进行光电标记，光电探测器接收来自探测目标的反射光在光电探测器上产生一个频率大小与物体转速成一定比例的脉冲式信号。
将该脉冲脉冲电信号进行放大和adad转换后再输出给stm32单片机，单片机利用其自带的计时器，即通过计算两个相邻脉冲之间的时间差或者单位时间内的脉冲次数，计算出此时物体的转速。
4. 参考文献
| [1] Barker, L. M., Hollenbeck, R. E. Interferometer Technique for Measuring the Dynamic Mechanical Properties of Materials [J]. Review of Scientific Instruments, 1965, Vol.3 (11), pp.1617- 1620: [2] Simpson D,S my PR. Optical mixing of laser radiation reflected from a shock wave[J].Journal of Applied Physics,1969,40(12):4928- 4932. [3] Hilliard R.L, Shepherd G.G. Wide-angle Michelson inter Ferrometer for measuring doppler linewidths[J]. Journal of The Optical Society of America,1966,56(3):362- 369. [4] Zwick H.H, Shepherd GG. Defocusing a wide-angle Michelson interferometer[J]. AppliedOptics,1971,10(11):2569- 2571. [5] Macron Y. Interferometric method for measuring high velocities of diffuse surface [J]. Review of Scientific Instruments.,1978,49(11):1598- 1599. [6] Alain LeDuff-Guy Plan tier, Jean-Christophe Valliere, Thierry Bosch. Velocity measurement in a fluid using LDV: low-cost sensor and signal processing design[C]. IEEE,2002:1347- 1350. [7] 沈熊.激光多普勒测速技术及应用[M].北京:清华大学出版社,2004. [8]许祖茂. 固体激光多普勒测速仪研究[D].大连理工大学,2005. [9]孙圣军. 基于激光多普勒原理的固体运动测量[D].青岛科技大学,2017. [10]关信安,袁树忠,刘玉照.双频激光干涉仪[M].北京:中国计量出版社,1987. [11]Nejad S.M, Olyaee S.Accuracy improvement by nonlinearity reduction in two-frequency laser hetero dyne interferometer[C]. 13thIEEE International Conference on Electronics, Circuits and Systems,2006,1(3):914- 917. [12] Taebong Eom,Taeyoung Cho,ietal. A simple method for the compensation of the nonlinearity in the heterodyne interferometer[J]. Measurement Science and Technology, 2002,13(2):222- 225. [13] Yanyan Zhang,Yujing Huo. A novel velocity measurement Method with dual-frequency laser[C]. The 2ndAsia-Pacific Optical Sensors Conference,2010. [14]崔秋丽.周期性运动物体的非接触式电子测速方法[J].内江科技,2009,30(03):36 89. [15]贺天柱,兰羽.基于光电传感器RPR-220转速计的设计[J].信息技术,2013,37(03):57-59. [16]张丽英,于福鸿,李海富,汤鸿来.单片机控制的光电测速仪[J].长春邮电学院学报,1998(03):33-36. [17] 刘华锋编著，光电检测技术及系统，浙江大学出版社，2015. [18] 北京方式科技有限责任公司，F-LDV4050 激光多普勒测速实验 P1-3 [19] 朱梦非梁平, 基于LabVIEW 的激光多普勒测速系统研究, 研究与开发,2011,30(5):48-50. [20] 汪 涛，饶 杰,基于TMS32．0VC5402的激光多普勒测速系统,物理实验，2011，31(3)：18-21 [21]张艳艳,巩轲,何淑芳,霍玉晶.激光多普勒测速技术进展[J].激光与红外,2010,40(11):1157-1162. [22]陈益萍.激光多普勒测速技术原理及其应用[J].电子世界,2013(07):35-37. |
