测速原理伺服电机转速监测系统设计测速原理和

电机转速监测系统的设计与测速原理。

一、测速原理详解

在电机转速监测系统中，我们采用了一种基于红外对管技术的测速方法。红外对管，包括红外发射管和红外接收管，是自动和自动控制中常用的光电元件。

我们所使用的红外对管，由东芝的红外发射二极管和红外敏感三级管组成。当发射管和接收管之间没有障碍物时，红外敏感三极管接收到红外辐射而导通，输出电平为低；而当两者之间有障碍物时，三极管截止，输出电平升高。通过这种变化，我们可以轻易判断红外对管之间是否存在障碍物。

二、脉冲信号的产生与采集

为了获取电机的转速，我们自制了一个带有60个牙齿的齿，并将其固连在电机的中轴上。当伺服电机带动齿匀速旋转时，齿的牙齿会间断性地遮挡在红外对管的发射极和接收极之间，从而产生脉冲信号。

我们通过PCI－6251数据采集卡来采集这些脉冲信号。通过计算5秒内采集的脉冲数，并结合齿的牙齿个数，我们可以精确地计算出电机的转速。转速的计算公式为：V=n/5×k（V为转速，n为5秒内采集的脉冲数，k为齿牙齿个数）。

三、电机驱动细节

在测试伺服电机的转速时，我们需要为电机提供激磁和控制电压。由于测试是在离线状态下进行，且本文中测试的是进口电机，配套的工作电压价格昂贵，因此我们自行研制了伺服电机驱动器。

我们的伺服电机驱动器主要由PCI－6251数据采集卡和驱动放大单元组成。6251输出的信号电压峰值为10V，功率较小，无法直接为交流伺服电机提供激磁和控制电压。我们必须通过驱动放大单元对信号进行电压及功率的放大。驱动放大单元中包含两路结构相似的电路，分别用于激磁电压和控制电压的放大。两者之间的90°相位差通过放大板中的电容实现。

通过红外对管技术、齿的设计以及精确的脉冲信号采集和处理，我们能够实现对伺服电机转速的精确监测。我们自行研制的伺服电机驱动器，为整个系统提供了稳定可靠的驱动源。这一系统不仅适用于进口电机的测试，也适用于各种类型电机的转速监测，具有广泛的应用前景。