一種風(fēng)速測(cè)量電路的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型的風(fēng)速測(cè)量電路，包括增量式光電編碼器、施密特觸發(fā)器U1、電阻R1、電阻R2、三極管Q1、光耦U2、電阻R3，增量式光電編碼器的兩個(gè)輸入端分別連接5V電壓和地端，增量式光電編碼器的輸出端連接施密特觸發(fā)器U1的第一引腳，施密特觸發(fā)器U1的第二引腳連接電阻R1一端，電阻R1的另一端連接三極管Q1的基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的集電極連接光耦U2的第二引腳，光耦U2第一引腳通過(guò)電阻R2接5V電壓，光耦U2第三引腳通過(guò)電阻R3接5V電壓，光耦U2第四引腳接地。該裝置基于增量式光電編碼器，將感官的風(fēng)速轉(zhuǎn)化為精確的數(shù)字顯示出來(lái)，對(duì)風(fēng)速范圍在0－9999rpm內(nèi)的測(cè)量誤差不超過(guò)5%。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種風(fēng)速測(cè)量電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量電路，具體地說(shuō)是一種風(fēng)速測(cè)量電路。

【背景技術(shù)】
[0002]早期的風(fēng)速測(cè)量系統(tǒng)無(wú)論是結(jié)構(gòu)上還是測(cè)量方法上都比較簡(jiǎn)單，大多數(shù)情況下就 是使用一些簡(jiǎn)單的儀表，完全由人來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)速測(cè)量，整個(gè)系統(tǒng)雖然成本較低，但實(shí)現(xiàn)的功能 單一，可靠性不高，測(cè)量范圍和測(cè)量精度都較低。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種風(fēng)速測(cè)量電路，采用光電式的電路設(shè) 計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)速的高精度、大范圍實(shí)時(shí)測(cè)量。
[0004] 本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種風(fēng)速測(cè)量電路，其特征在于，包括增量式光電 編碼器、施密特觸發(fā)器Ul、電阻Rl、電阻R2、三極管Ql、光耦U2、電阻R3,所述增量式光電編 碼器的兩個(gè)輸入端分別連接5V電壓和地端，所述增量式光電編碼器的輸出端連接施密特 觸發(fā)器Ul的第一引腳，所述施密特觸發(fā)器Ul的第二引腳連接電阻Rl-端，電阻Rl的另一 端連接三極管Ql的基極，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極連接光耦U2的第二 引腳，光耦U2的第一引腳通過(guò)電阻R2接5V電壓，光耦U2的第三引腳通過(guò)電阻R3接5V電 壓，光耦U2的第四引腳接地。
[0005] 進(jìn)一步的，所述施密特觸發(fā)器Ul的型號(hào)為74HC14N。
[0006] 進(jìn)一步的，所述的光耦U2的型號(hào)為6N137。
[0007] 進(jìn)一步的，所述的三極管Ql為NPN型三極管。
[0008] 本實(shí)用新型的有益效果是：該裝置基于光電式的測(cè)量原理，設(shè)計(jì)了全新的風(fēng)速測(cè) 量電路，通過(guò)對(duì)信號(hào)的快速處理，將感官的風(fēng)速轉(zhuǎn)化為精確的數(shù)字顯示出來(lái)，可以對(duì)風(fēng)速范 圍在0 - 9999rpm內(nèi)的測(cè)量誤差不超過(guò)5%。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1是本實(shí)用新型的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示的風(fēng)速測(cè)量電路包括增量式光電編碼器、施密特觸發(fā)器Ul、電阻Rl、電 阻R2、NPN型三極管Q1、光耦U2、電阻R3,所述增量式光電編碼器的兩個(gè)輸入端分別連接5V 電壓和地端，所述增量式光電編碼器的輸出端連接施密特觸發(fā)器Ul的第一引腳，所述施密 特觸發(fā)器Ul的第二引腳連接電阻Rl -端，電阻Rl的另一端連接三極管Ql的基極，三極管 Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極連接光耦U2的第二引腳，光耦U2的第一引腳通過(guò)電 阻R2接5V電壓，光耦U2的第三引腳通過(guò)電阻R3接5V電壓，光耦U2的第四引腳接地。
[0011]增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號(hào)，再把這個(gè)電信號(hào)轉(zhuǎn)變成計(jì)數(shù)脈 沖，用脈沖的個(gè)數(shù)表示位移的大小，由于增量式編碼器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，除可以直接測(cè)量 角位移，還常用于測(cè)轉(zhuǎn)軸速度，所以風(fēng)速測(cè)量裝置采用增量式編碼器。
[0012]目前，在以光電編碼器構(gòu)成的測(cè)速系統(tǒng)中，常用的數(shù)字式轉(zhuǎn)速測(cè)量方法主要有三 種，分別是M法(頻率法)、T法(周期法)、M/T法(頻率/周期法)。M法是在既定的檢測(cè)時(shí)間 內(nèi)，測(cè)量所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)來(lái)確定轉(zhuǎn)速，比較適合于高速場(chǎng)合；T法是測(cè)量相鄰 兩個(gè)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的時(shí)間來(lái)確定轉(zhuǎn)速，適合速度比較低的場(chǎng)合;M/T法是同時(shí)測(cè)量檢測(cè)時(shí) 間和在此時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)來(lái)確定轉(zhuǎn)速。對(duì)于本裝置的風(fēng)速測(cè)量模塊，采用的 方法為：低速時(shí)采用T法，高速時(shí)采用M法。
[0013] 施密特觸發(fā)器是MOS觸發(fā)器的一種，主要應(yīng)用于波形變換，此處采用的型號(hào)為 74HC14N。
[0014] 光耦合器是一種通過(guò)輸入端發(fā)光二極管發(fā)光，控制輸出光電管導(dǎo)通，即利用光耦 合方式傳送數(shù)字信息的特殊器件，最大特點(diǎn)是能將輸入和輸出兩部分隔離開(kāi)來(lái)。在電子計(jì) 算機(jī)與外圍設(shè)備相連的情況下，會(huì)出現(xiàn)感應(yīng)噪聲，接地回路噪聲等問(wèn)題，為了使干擾不能傳 入計(jì)算機(jī)，以便提高系統(tǒng)的可靠性，所以使用光電耦合器將輸入信號(hào)與計(jì)算機(jī)隔開(kāi)，單片機(jī) 和計(jì)算機(jī)的情況一樣，都要抗干擾，并且外圍的設(shè)備可能以為某些原因發(fā)生短路等情況，為 了不影響單片機(jī)的工作，保護(hù)單片機(jī)，也要將單片機(jī)與外圍設(shè)備隔開(kāi)，所以在風(fēng)向和風(fēng)速測(cè) 量模塊中，采用6N137光電耦合器經(jīng)輸入信號(hào)與單片機(jī)進(jìn)行隔離。
[0015] 使用時(shí)，將光耦U2的第三引腳連接到單片機(jī)上即可。
[0016] 根據(jù)增量絕對(duì)式光電編碼器的工作原理，增量式編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳 感器增量式，增量式絕對(duì)式光電編碼器輸出低電平，經(jīng)74HC14N反相器反向得到高電平，Ql 三極管導(dǎo)通，使得6N137光耦導(dǎo)通，單片機(jī)引腳得到低電平。
[0017] 限流電阻大小的選擇，應(yīng)以發(fā)光二極管能正常工作為前提，一般通過(guò)發(fā)光二極管 的電流不應(yīng)大于10mA，據(jù)此計(jì)算R2應(yīng)選以上I. 2K，為安全起見(jiàn)，本系統(tǒng)中為2K。接收端電 阻的選擇應(yīng)以能正確表示邏輯關(guān)系為準(zhǔn)，當(dāng)輸入端為高電平"1"時(shí)，接收端光敏二極管導(dǎo) 通，輸出應(yīng)為低電平，由TTL電平特性知，輸出端電平應(yīng)小于0.8V，據(jù)此計(jì)算的R3應(yīng)為IOK Cl左右,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明當(dāng)輸出為低電壓"0"時(shí)，電壓低于0.6V,完全滿(mǎn)足電平特性。
[0018] 除本實(shí)用新型所述的結(jié)構(gòu)外，其余均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0019] 以上所述只是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái) 說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也被 視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種風(fēng)速測(cè)量電路，其特征在于，包括增量式光電編碼器、施密特觸發(fā)器U1、電阻 R1、電阻R2、三極管Q1、光耦U2、電阻R3,所述增量式光電編碼器的兩個(gè)輸入端分別連接5V 電壓和地端，所述增量式光電編碼器的輸出端連接施密特觸發(fā)器U1的第一引腳，所述施密 特觸發(fā)器U1的第二引腳連接電阻R1 -端，電阻R1的另一端連接三極管Q1的基極，三極管 Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的集電極連接光耦U2的第二引腳，光耦U2的第一引腳通過(guò)電 阻R2接5V電壓，光耦U2的第三引腳通過(guò)電阻R3接5V電壓，光耦U2的第四引腳接地。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速測(cè)量電路，其特征在于，所述施密特觸發(fā)器U1的型 號(hào)為 74HC14N。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速測(cè)量電路，其特征在于，所述的光耦U2的型號(hào)為 6N137。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速測(cè)量電路，其特征在于，所述的三極管Q1為NPN型 三極管。
【文檔編號(hào)】G01P5/06GK204044177SQ201420464636
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】賈玉鳳 申請(qǐng)人:濟(jì)南職業(yè)學(xué)院