光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實驗報告
一、實驗原理
光電轉(zhuǎn)速傳感器是一種基于光電效應(yīng)的測速裝置。當(dāng)被測物體旋轉(zhuǎn)時,其上的反射面(如金屬箔或反射紙帶)會隨之旋轉(zhuǎn)。光線通過透鏡形成平行光,照射到反射面上,反射光經(jīng)過凸透鏡聚焦后照射在光電元件上,產(chǎn)生光電流。由于反射面上有黑白間隔,轉(zhuǎn)動時將獲得與轉(zhuǎn)速及黑白間隔有關(guān)的光脈沖,使光電元件產(chǎn)生相應(yīng)的電脈沖。當(dāng)間隔數(shù)一定時,電脈沖便與轉(zhuǎn)速成正比。通過測量電脈沖的頻率,即可計算出轉(zhuǎn)速。
二、實驗裝置及過程
實驗裝置:光電轉(zhuǎn)速傳感器、電機、轉(zhuǎn)速/頻率表、直流穩(wěn)壓電源、傳感器實驗?zāi)K、虛擬示波器等。
實驗步驟:
(1)將光電轉(zhuǎn)速傳感器安裝在傳感器支持架上,調(diào)節(jié)高度,使傳感器端面離平臺表面2-3mm。
(2)將+5V直流穩(wěn)壓電源接到光電轉(zhuǎn)速傳感器的“+5V輸入"端,確保電源極性正確。
(3)將光電轉(zhuǎn)速傳感器的輸出接“頻率/轉(zhuǎn)速表"輸入端,以便觀察轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)。
(4)將面板上的0~30V穩(wěn)壓電源調(diào)節(jié)到小于24V,接到傳感器實驗?zāi)K“0~24V轉(zhuǎn)動電源"輸入端,為電機提供驅(qū)動電壓。
(5)合上主控箱電源開關(guān),使電機轉(zhuǎn)動。觀察轉(zhuǎn)速/頻率表上的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù),并通過虛擬示波器觀察光電轉(zhuǎn)速傳感器輸出波形。
(6)調(diào)節(jié)0~30V直流穩(wěn)壓電源輸出電壓(+24V以下),使轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。觀察轉(zhuǎn)速/頻率表顯示的變化,并用虛擬示波器觀察光電轉(zhuǎn)速傳感器輸出波形的變化。
三、實驗結(jié)果及分析
通過實驗,我們記錄了不同電壓下電機的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù),并繪制了轉(zhuǎn)速-電壓曲線圖。實驗結(jié)果表明,光電轉(zhuǎn)速傳感器的測速精度高,測量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速表基本一致,誤差在±2%以內(nèi)。同時,我們還發(fā)現(xiàn)方波的高電平比低電平要寬,這是由于光電轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理所決定的。當(dāng)反射面為白色時,反射光較強,光電元件產(chǎn)生的光電流較大,對應(yīng)方波的高電平;當(dāng)反射面為黑色時,反射光較弱,光電元件產(chǎn)生的光電流較小,對應(yīng)方波的低電平。
四、實驗結(jié)論
本實驗驗證了光電轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理和測速精度。實驗結(jié)果表明,光電轉(zhuǎn)速傳感器具有較高的測速精度和靈敏度,能夠滿足高精度測速的需求。此外,通過實驗我們還了解了方波波形與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系,進一步加深了對光電轉(zhuǎn)速傳感器的理解。
光電轉(zhuǎn)速傳感器測速實驗報告
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