一種風(fēng)速測量電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型的風(fēng)速測量電路，包括增量式光電編碼器、施密特觸發(fā)器U1、電阻R1、電阻R2、三極管Q1、光耦U2、電阻R3，增量式光電編碼器的兩個輸入端分別連接5V電壓和地端，增量式光電編碼器的輸出端連接施密特觸發(fā)器U1的第一引腳，施密特觸發(fā)器U1的第二引腳連接電阻R1一端，電阻R1的另一端連接三極管Q1的基極，三極管Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的集電極連接光耦U2的第二引腳，光耦U2第一引腳通過電阻R2接5V電壓，光耦U2第三引腳通過電阻R3接5V電壓，光耦U2第四引腳接地。該裝置基于增量式光電編碼器，將感官的風(fēng)速轉(zhuǎn)化為精確的數(shù)字顯示出來，對風(fēng)速范圍在0－9999rpm內(nèi)的測量誤差不超過5%。
【專利說明】-種風(fēng)速測量電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種測量電路，具體地說是一種風(fēng)速測量電路。

【背景技術(shù)】
[0002]早期的風(fēng)速測量系統(tǒng)無論是結(jié)構(gòu)上還是測量方法上都比較簡單，大多數(shù)情況下就 是使用一些簡單的儀表，完全由人來進行轉(zhuǎn)速測量，整個系統(tǒng)雖然成本較低，但實現(xiàn)的功能 單一，可靠性不高，測量范圍和測量精度都較低。 實用新型內(nèi)容
[0003] 為了解決上述問題，本實用新型提供了一種風(fēng)速測量電路，采用光電式的電路設(shè) 計，可以實現(xiàn)風(fēng)速的高精度、大范圍實時測量。
[0004] 本實用新型采用以下技術(shù)方案：一種風(fēng)速測量電路，其特征在于，包括增量式光電 編碼器、施密特觸發(fā)器Ul、電阻Rl、電阻R2、三極管Ql、光耦U2、電阻R3,所述增量式光電編 碼器的兩個輸入端分別連接5V電壓和地端，所述增量式光電編碼器的輸出端連接施密特 觸發(fā)器Ul的第一引腳，所述施密特觸發(fā)器Ul的第二引腳連接電阻Rl-端，電阻Rl的另一 端連接三極管Ql的基極，三極管Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極連接光耦U2的第二 引腳，光耦U2的第一引腳通過電阻R2接5V電壓，光耦U2的第三引腳通過電阻R3接5V電 壓，光耦U2的第四引腳接地。
[0005] 進一步的，所述施密特觸發(fā)器Ul的型號為74HC14N。
[0006] 進一步的，所述的光耦U2的型號為6N137。
[0007] 進一步的，所述的三極管Ql為NPN型三極管。
[0008] 本實用新型的有益效果是：該裝置基于光電式的測量原理，設(shè)計了全新的風(fēng)速測 量電路，通過對信號的快速處理，將感官的風(fēng)速轉(zhuǎn)化為精確的數(shù)字顯示出來，可以對風(fēng)速范 圍在0 - 9999rpm內(nèi)的測量誤差不超過5%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1是本實用新型的原理結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0010]如圖1所示的風(fēng)速測量電路包括增量式光電編碼器、施密特觸發(fā)器Ul、電阻Rl、電 阻R2、NPN型三極管Q1、光耦U2、電阻R3,所述增量式光電編碼器的兩個輸入端分別連接5V 電壓和地端，所述增量式光電編碼器的輸出端連接施密特觸發(fā)器Ul的第一引腳，所述施密 特觸發(fā)器Ul的第二引腳連接電阻Rl -端，電阻Rl的另一端連接三極管Ql的基極，三極管 Ql的發(fā)射極接地，三極管Ql的集電極連接光耦U2的第二引腳，光耦U2的第一引腳通過電 阻R2接5V電壓，光耦U2的第三引腳通過電阻R3接5V電壓，光耦U2的第四引腳接地。
[0011]增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號，再把這個電信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈 沖，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小，由于增量式編碼器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，除可以直接測量 角位移，還常用于測轉(zhuǎn)軸速度，所以風(fēng)速測量裝置采用增量式編碼器。
[0012]目前，在以光電編碼器構(gòu)成的測速系統(tǒng)中，常用的數(shù)字式轉(zhuǎn)速測量方法主要有三 種，分別是M法(頻率法)、T法(周期法)、M/T法(頻率/周期法)。M法是在既定的檢測時間 內(nèi)，測量所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速脈沖信號的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)速，比較適合于高速場合；T法是測量相鄰 兩個轉(zhuǎn)速脈沖信號的時間來確定轉(zhuǎn)速，適合速度比較低的場合;M/T法是同時測量檢測時 間和在此時間內(nèi)的轉(zhuǎn)速脈沖信號的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)速。對于本裝置的風(fēng)速測量模塊，采用的 方法為：低速時采用T法，高速時采用M法。
[0013] 施密特觸發(fā)器是MOS觸發(fā)器的一種，主要應(yīng)用于波形變換，此處采用的型號為 74HC14N。
[0014] 光耦合器是一種通過輸入端發(fā)光二極管發(fā)光，控制輸出光電管導(dǎo)通，即利用光耦 合方式傳送數(shù)字信息的特殊器件，最大特點是能將輸入和輸出兩部分隔離開來。在電子計 算機與外圍設(shè)備相連的情況下，會出現(xiàn)感應(yīng)噪聲，接地回路噪聲等問題，為了使干擾不能傳 入計算機，以便提高系統(tǒng)的可靠性，所以使用光電耦合器將輸入信號與計算機隔開，單片機 和計算機的情況一樣，都要抗干擾，并且外圍的設(shè)備可能以為某些原因發(fā)生短路等情況，為 了不影響單片機的工作，保護單片機，也要將單片機與外圍設(shè)備隔開，所以在風(fēng)向和風(fēng)速測 量模塊中，采用6N137光電耦合器經(jīng)輸入信號與單片機進行隔離。
[0015] 使用時，將光耦U2的第三引腳連接到單片機上即可。
[0016] 根據(jù)增量絕對式光電編碼器的工作原理，增量式編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳 感器增量式，增量式絕對式光電編碼器輸出低電平，經(jīng)74HC14N反相器反向得到高電平，Ql 三極管導(dǎo)通，使得6N137光耦導(dǎo)通，單片機引腳得到低電平。
[0017] 限流電阻大小的選擇，應(yīng)以發(fā)光二極管能正常工作為前提，一般通過發(fā)光二極管 的電流不應(yīng)大于10mA，據(jù)此計算R2應(yīng)選以上I. 2K，為安全起見，本系統(tǒng)中為2K。接收端電 阻的選擇應(yīng)以能正確表示邏輯關(guān)系為準，當輸入端為高電平"1"時，接收端光敏二極管導(dǎo) 通，輸出應(yīng)為低電平，由TTL電平特性知，輸出端電平應(yīng)小于0.8V，據(jù)此計算的R3應(yīng)為IOK Cl左右,實驗結(jié)果表明當輸出為低電壓"0"時，電壓低于0.6V,完全滿足電平特性。
[0018] 除本實用新型所述的結(jié)構(gòu)外，其余均為現(xiàn)有技術(shù)。
[0019] 以上所述只是本實用新型的優(yōu)選實施方式，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來 說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也被 視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種風(fēng)速測量電路，其特征在于，包括增量式光電編碼器、施密特觸發(fā)器U1、電阻 R1、電阻R2、三極管Q1、光耦U2、電阻R3,所述增量式光電編碼器的兩個輸入端分別連接5V 電壓和地端，所述增量式光電編碼器的輸出端連接施密特觸發(fā)器U1的第一引腳，所述施密 特觸發(fā)器U1的第二引腳連接電阻R1 -端，電阻R1的另一端連接三極管Q1的基極，三極管 Q1的發(fā)射極接地，三極管Q1的集電極連接光耦U2的第二引腳，光耦U2的第一引腳通過電 阻R2接5V電壓，光耦U2的第三引腳通過電阻R3接5V電壓，光耦U2的第四引腳接地。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速測量電路，其特征在于，所述施密特觸發(fā)器U1的型 號為 74HC14N。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速測量電路，其特征在于，所述的光耦U2的型號為 6N137。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)速測量電路，其特征在于，所述的三極管Q1為NPN型 三極管。
【文檔編號】G01P5/06GK204044177SQ201420464636
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】賈玉鳳 申請人:濟南職業(yè)學(xué)院