光電式轉速感測器

光電式轉速感測器

它分為投射式和反射式兩類。投射式光電轉速感測器的讀數盤和測量盤有間隔相同的縫隙。測量盤隨被測物體轉動，每轉過一條縫隙，從光源投射到光敏元件（見光電式感測器）上的光線產生一次明暗變化，光敏元件即輸出電流脈衝信號（圖1）。反射式光電感測器在被測轉軸上設有反射記號，由光源發出的光線通過透鏡和半透膜入射到被測轉軸上。轉軸轉動時，反射記號對投射光點的反射率發生變化。反射率變大時，反射光線經透鏡投射到光敏元件上即發出一個脈衝信號；反射率變小時，光敏元件無信號。在一定時間內對信號計數便可測出轉軸的轉速值。

直接測量電機轉速的方法很多，可以採用各種光電感測器，也可以採用霍爾元件。本實驗採用光電感測器來測量電機的轉速。

由於光電測量方法靈活多樣，可測參數眾多，一般情況下又具有非接觸、高精度、高解析度、高可靠性和相應快等優點，加之激光光源、光柵、光學碼盤、CCD器件、光導纖維等的相繼出現和成功應用，使得光電感測器在檢測和控制領域得到了廣泛的應用。光電感測器在工業上的應用可歸納為吸收式、遮光式、反射式、輻射式四種基本形式。圖20.1說明了這四種形式的工作方式。

圖20.1 光電感測器的工作方式

直射式光電轉速感測器的結構見圖20.2。它由開孔圓盤、光源、光敏元件及縫隙板等組成。開孔圓盤的輸入軸與被測軸相連接，光源發出的光，通過開孔圓盤和縫隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收，將光信號轉為電信號輸出。開孔圓盤上有許多小孔，開孔圓盤旋轉一周，光敏元件輸出的電脈衝個數等於圓盤的開孔數，因此，可通過測量光敏元件輸出的脈衝頻率，得知被測轉速，即

n=f/N

式中：n - 轉速 f - 脈衝頻率 N - 圓盤開孔數。

圖20.2直射式光電轉速感測器的結構圖

反射式光電感測器的工作原理見圖20.3，主要由被測旋轉部件、反光片（或反光貼紙）、反射式光電感測器組成，在可以進行精確定位的情況下，在被測部件上對稱安裝多個反光片或反光貼紙會取得較好的測量效果。在本實驗中，由於測試距離近且測試要求不高，僅在被測部件上只安裝了一片反光貼紙，因此，當旋轉部件上的反光貼紙通過光電感測器前時，光電感測器的輸出就會跳變一次。通過測出這個跳變頻率f，就可知道轉速n。

n=f

如果在被測部件上對稱安裝多個反光片或反光貼紙，那麼，n=f/N。N-反光片或反光貼紙的數量。

圖20.3 反射式光電轉速感測器的結構圖