電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)儀（數(shù)字頻率計(jì)）的設(shè)計(jì)制作

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1、蕿薁蝿膀蒅薀袂羃莁蕿羄膈芇薈螄羈芃薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薅螀肈芀蚄袃芃膆蚃羅肆蒄螞蚅芁蒀蟻袇肄莆蝕罿莀節(jié)蠆肂膂薁蠆螁羅蕆蚈袃膁莃螇羆羄艿螆蚅腿膅螅螈羂薄螄羀膇蒀螃肂肀莆螃螂芆節(jié)螂襖肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿蝿節(jié)羋蒆袁肅膄蒅肅芀薃蒄螃膃葿蒃裊荿蒞蒂羇膂芁蒁肀羄蕿薁蝿膀蒅薀袂羃莁蕿羄膈芇薈螄羈芃薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薅螀肈芀蚄袃芃膆蚃羅肆蒄螞蚅芁蒀蟻袇肄莆蝕罿莀節(jié)蠆肂膂薁蠆螁羅蕆蚈袃膁莃螇羆羄艿螆蚅腿膅螅螈羂薄螄羀膇蒀螃肂肀莆螃螂芆節(jié)螂襖肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿蝿節(jié)羋蒆袁肅膄蒅肅芀薃蒄螃膃葿蒃裊荿蒞蒂羇膂芁蒁肀

2、羄蕿薁蝿膀蒅薀袂羃莁蕿羄膈芇薈螄羈芃薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薅螀肈芀蚄袃芃膆蚃羅肆蒄螞蚅芁蒀蟻袇肄莆蝕罿莀節(jié)蠆肂膂薁蠆螁羅蕆蚈袃膁莃螇羆羄艿螆蚅腿膅螅螈羂薄螄羀膇蒀螃肂肀莆螃螂芆節(jié)螂襖肈薀螁羇芄蒆袀聿肇莂衿蝿節(jié)羋蒆袁肅膄蒅肅芀薃蒄螃膃葿蒃裊荿蒞蒂羇膂芁蒁肀羄蕿薁蝿膀蒅薀袂羃莁蕿羄膈芇薈螄羈芃薇袆芆薂薆羈聿蒈薅肁芅莄薅螀肈芀蚄袃電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)儀（數(shù)字頻率計(jì)）的設(shè)計(jì)制作指導(dǎo)老師：學(xué)生：一．設(shè)計(jì)任務(wù)和要求各種電機(jī)在工業(yè)得到廣泛應(yīng)用，為了能方便的對(duì)電機(jī)進(jìn)行控制、監(jiān)視、調(diào)速，有必要對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，從而提高自動(dòng)化

3、程度。同時(shí)電路能擴(kuò)展其應(yīng)用功能，具有測(cè)量頻率的功能，因此對(duì)電路提出以下基本要求：1．對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，并數(shù)字顯示，采樣單位為每秒幾轉(zhuǎn)。2．電機(jī)轉(zhuǎn)速一般每秒不超過100轉(zhuǎn)，采用2位十進(jìn)制已經(jīng)足夠（既2個(gè)數(shù)碼管），但是考慮到此電路有其他用途，所以仍采用四位數(shù)碼管，最大可以計(jì)數(shù)4位十進(jìn)制，同時(shí)可以升級(jí)為頻率計(jì)使用。3．轉(zhuǎn)速測(cè)量誤差每秒不超過一圈，內(nèi)部時(shí)鐘穩(wěn)定度每天不超一秒。4．電路原理要求簡(jiǎn)單，便于制作調(diào)試，元件成本低廉易購(gòu)。二．總體方案設(shè)計(jì)1．設(shè)計(jì)思路（1）利用光電開關(guān)管做電機(jī)轉(zhuǎn)速的信號(hào)拾取元件，在電機(jī)的轉(zhuǎn)

4、軸上安裝一圓盤，在圓盤上挖一小洞，小洞上下分別對(duì)應(yīng)著光發(fā)射和光接受開關(guān)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)一圈既光電管導(dǎo)通一次，利用此信號(hào)做為脈沖計(jì)數(shù)所需。（2）計(jì)數(shù)脈沖通過計(jì)數(shù)電路進(jìn)行有效的計(jì)數(shù)，按照設(shè)計(jì)要求每一秒種都必須對(duì)計(jì)數(shù)器清零一次，因?yàn)殡娐穼?shí)行秒更新，所以計(jì)數(shù)器到譯碼電路之間有鎖存電路，在計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)的過程中對(duì)上一次的數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存顯示，這樣做不僅解決了數(shù)碼顯示的邏輯混亂，而且避免了數(shù)碼顯示的閃爍問題。（3）對(duì)于脈沖記數(shù)，有測(cè)周和測(cè)頻的方式。測(cè)周電路的測(cè)量精度主要受電路系統(tǒng)的脈沖產(chǎn)生電路的影響，對(duì)于低頻率信號(hào)，其精度較高

5、。測(cè)頻電路其對(duì)于正負(fù)一的信號(hào)差比較敏感，對(duì)于低頻率信號(hào)的測(cè)量誤差較大，但是本電路仍然采用測(cè)頻方式，原因是本電路對(duì)于馬達(dá)電機(jī)轉(zhuǎn)速精度要求較低，本電路還有升級(jí)為頻率計(jì)使用，而測(cè)頻方式對(duì)高頻的精度還是很高的。（4）顯示電路采用靜態(tài)顯示方法，由于靜態(tài)顯示易于制作和調(diào)試，原理也較簡(jiǎn)單，所需元易于購(gòu)買。（5）電路時(shí)鐘是整個(gè)電路的關(guān)鍵，他是整個(gè)電路有效工作的核心，負(fù)責(zé)電路的鎖存和清零。其基本思路是：產(chǎn)生頻率一秒是時(shí)鐘，當(dāng)秒時(shí)鐘到來(lái)時(shí)，既上升沿到來(lái)時(shí)，對(duì)鎖存電路進(jìn)行鎖存，鎖存以后才能對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零，鎖存和清零間隔要充分

6、小，否則就影響電路的計(jì)數(shù)準(zhǔn)確度。鑒于此，對(duì)鎖存集成必須采用邊沿觸發(fā)形式的集成，并且計(jì)數(shù)器應(yīng)該與鎖存同步工作，既都在秒時(shí)鐘的上升沿觸發(fā)工作。另外大多的譯碼器都帶有鎖存功能，但是他的鎖存方式基本上都是電平觸發(fā)，若設(shè)計(jì)成電平觸發(fā)的話，勢(shì)必會(huì)增加電路的復(fù)雜度，還不如直接采用邊沿瑣存的單集成，所以不使用譯碼器中的鎖存電路。時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)方法很多，本電路采用晶振電路，已求得高精度的時(shí)鐘需求。132．原理框圖如圖下。譯碼器鎖存器計(jì)數(shù)器整形電路單穩(wěn)態(tài)時(shí)鐘電路顯示電路圖1一．設(shè)計(jì)，原理分析1．信號(hào)拾取與整形信號(hào)拾取基本原理圖如下

7、：電路核心由一個(gè)光電開關(guān)管組成，平時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)輪靜止，發(fā)光二極管所發(fā)出的光被輪子擋住，所以接收管處于截止?fàn)顟B(tài)，1端為高電平。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，會(huì)使接收管導(dǎo)通一次，1端輸出一個(gè)低電平，1端波形為：在實(shí)際電機(jī)工作狀態(tài)中，會(huì)受到各方面的干擾，波形會(huì)存在許多雜波成分，需要對(duì)波形進(jìn)行處理，處理成符合記計(jì)數(shù)器所需要的矩型波。波形處理電路有一個(gè)施密特觸發(fā)器組成，如上圖。當(dāng)輸入電壓逐步升高時(shí)，致使VI>施密特上VT+，內(nèi)部觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)。當(dāng)VI逐步下降時(shí)，致使VIVT-。所以只要VI

8、T-電路就能穩(wěn)定在低電平，VI>VT+電路就穩(wěn)定在高電平，這樣就有效的防止了雜波的干擾，并使輸出得到矩形脈沖，符合了下級(jí)計(jì)數(shù)的需求。典型的施密特其工作波形如下：13本施密特觸發(fā)器選用40106，管腳如下，可以看出內(nèi)部含有六路同樣的施密特觸發(fā)器，我們只使用其中一組，1．計(jì)數(shù)電路本電路采用四個(gè)同步計(jì)數(shù)器接成串行工作方式，查數(shù)字電路產(chǎn)品資料后，準(zhǔn)備采用CD4518，管腳如下圖，該IC是一種同步加數(shù)器，在一個(gè)封裝中含有兩個(gè)可互換二/十