基于的电机转速测量

只看该作者 · 2014-9-12 08:53

只有转速的高精度检测才能得到高精度的控制系统。目前工业中测量转速的方式主要有两种。一种是将转速转化为模拟信号,对模拟信号进行测量。如测

速发电机是将转速直接转换为电压信号,然后测量其电压。这种方法的

缺点是被测信号易受电磁干扰和温度

变化的影响。另一种是将转速信号转化为脉冲信号,然后用数字系统

内部的时钟来对脉冲信号的频率进行测量。这种方法的优点在于抗干扰能力强、不受温度变化影响、稳定‘陛好,。工业现场往往存在许多的干扰因素,因此工业测控系统中普遍采用数字式转速测量方法。目前户因其高可靠性已经成为工业控制的一个重要设备。采用尸测量电机转速可以保证测量的稳定性和高精度。常用的数字式转速测最方法法频率法在规定的检测时间内,检测光电

脉冲发生器所产生的脉冲信号的个数来确定转速。频率计算公式为二二其中为规定的检测时间,为规定的检测时间内测得的脉冲信号的

个数。虽然检测时间一定,但检测

的起止时间具有随机性,因此法测量转速在极端情况下会产生士个转速脉冲的误差。法精度为里兰卫匕人其中毋是由待测信号的首末脉冲读数的不确定性造成的测量结果的不确定性,是待测信号的频率,兀是待测信号的周期,兀为基准时钟的周期,是丁时间内基准时钟的脉冲个

数。可见待测信号的频率越高,频率

测量的精度也越高信号的频率越低,测量的精度也越低。当被测转速较高或电机转动一圈发出的转速脉冲

信号的个数较大时,才有较高的测量精度,因此法适合于高速测量。下法‘周期法

它是测量光电脉冲发生器所产生

的相邻两个转速脉冲信号的时间间隔来确定转速。相邻两个转速脉冲信号时间的测量是采用对已知高频脉冲

信号进行计数来实现的。在极端情况下,时间的测量会产生士个高频

脉冲周期的误差。频率计算公式为一牛《》其中兀为高频脉冲信号的周期,是高频脉冲的个数。下法精度为竺互玉兀其中是由基准时钟信号的首

末脉冲读数的不确定性造成的测量结果的不确定性兀是待测信号的周期,是待测信号的频率,是基准时钟

的频率,可见待测信号的频率越低,测量的精度越高待测信号的频率越高,测量的精度越低。因此法在被

测转速较低相邻两个转速脉冲信号时间间隔较大时,才有较高的测量精度,所以法适合于低速测量。法频率周期法它是同时测量检测时间和在此检测时间内光电脉冲发生器所产生的转速脉冲信号的个数来确定转速。由于

同时对两种脉冲信号进行计数,因此只要“同时性”处理得当,下法实现测速具有较高的测速精度。价格较高,一般都要上千元,主要用于转速较高,或对测量精度要求较高的场合。如果转速较低,或对测量的精度要求不高时,高性能的高速计数单元就有些浪费了。本文所设计

的转速测量方法主要用于转矩流变仪

测控系统,对于转矩流变仪来说,电

机转速最高为,,采用分辨

率为的编码器,输入尸的光电

脉冲的最高频率为。而带有高速计数功能的计数脉冲的频率一般都可达以上,大部分都能达

到,甚至更高。用于转矩流变

仪中测量转速,虽然精度高,但却有很大的浪费。而一般的国产户模块

市场价格都在以内。转矩流变仪转速测量环节采用了普通模块

在本设计中选用了德维森科技深圳

有限公司生产的一一,通过的开关量输入单元来测量脉冲信号的频率,既满足了测量的精度要求,又大大降低了成本,同时保留了的高度可靠性。所设计的转速测量的梯形图

程序如附图所示。又简化了程序。为了提高计时精度采用了精度为的定时器,并用同一信号控制定时器和软高速计数器的起停。结束语作者在转矩流变仪的研发中,成功实现了利用开关量输入单元测量电机转速的方法,当电机在最高转

速下运行时,转速

测量精度为。。在时,精度为。实验证明,这种测量

方法具有较高的精度和稳定性。作者简介王鹏一男哈尔滨理工大学教师主要从事工业自动化、技术及光纤传感等方面的研究。转速测的实现电机转速数字检测的基本方法是利用与电动机同轴连接的光电脉冲发生器的输出脉冲频率与转速成正比的原理。对光电脉冲信号频率的测量,目前常用的实现方式有两种一种以单片机为核心,扩展计数器等外围器件构成的电路另一种是用。由于可靠性高,抗干扰能力强,所以被广泛地用于工业控

制。这里采用户来测量电机转速。具体实现方法为将光电编码器固定在电机的转轴上,并与电机同轴,随电机同步旋转,产生与转速

成正比的电脉冲信号。采用实现对检测时间和转速脉冲信号的计

数,并将测得的频率保存在内部的寄存器中。目前,实现脉冲信号的测量

主要是用的高速计数单元来实现。但是,带有高速计数功能的参考文献【于炳亮电机转速测量方法研究?山东科学,,呼秀山,钱利民,李迎春一种基于开关量输入单元的转速信号测量方法【微计算机信息,,一高玉芹电机转速的高精度快速测量』?自动化与仪表?,何立民单片机应用系统设计【』?北京航空航天大学出版社,,附图转速测量梯形图程序为了使用普通模块实现高速

脉冲的计数,采用了专用的软高速

计数指令,既保证了测量的精度,《》