光電轉(zhuǎn)速傳感器測(cè)速實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一、實(shí)驗(yàn)原理

光電轉(zhuǎn)速傳感器是一種基于光電效應(yīng)的測(cè)速裝置。當(dāng)被測(cè)物體旋轉(zhuǎn)時(shí)，其上的反射面（如金屬箔或反射紙帶）會(huì)隨之旋轉(zhuǎn)。光線(xiàn)通過(guò)透鏡形成平行光，照射到反射面上，反射光經(jīng)過(guò)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(dòng)時(shí)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(shí)，電脈沖便與轉(zhuǎn)速成正比。通過(guò)測(cè)量電脈沖的頻率，即可計(jì)算出轉(zhuǎn)速。

二、實(shí)驗(yàn)裝置及過(guò)程

實(shí)驗(yàn)裝置：光電轉(zhuǎn)速傳感器、電機(jī)、轉(zhuǎn)速/頻率表、直流穩(wěn)壓電源、傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、虛擬示波器等。

實(shí)驗(yàn)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(tái)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(shí)驗(yàn)?zāi)K“0~24V轉(zhuǎn)動(dòng)電源”輸入端，為電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電壓。

（5）合上主控箱電源開(kāi)關(guān)，使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。觀察轉(zhuǎn)速/頻率表上的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，并通過(guò)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(pán)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(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

通過(guò)實(shí)驗(yàn)，我們記錄了不同電壓下電機(jī)的轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，并繪制了轉(zhuǎn)速-電壓曲線(xiàn)圖。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光電轉(zhuǎn)速傳感器的測(cè)速精度高，測(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)速表基本一致，誤差在±2%以?xún)?nèi)。同時(shí)，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(shí)，反射光較強(qiáng)，光電元件產(chǎn)生的光電流較大，對(duì)應(yīng)方波的高電平；當(dāng)反射面為黑色時(shí)，反射光較弱，光電元件產(chǎn)生的光電流較小，對(duì)應(yīng)方波的低電平。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了光電轉(zhuǎn)速傳感器的工作原理和測(cè)速精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，光電轉(zhuǎn)速傳感器具有較高的測(cè)速精度和靈敏度，能夠滿(mǎn)足高精度測(cè)速的需求。此外，通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們還了解了方波波形與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，進(jìn)一步加深了對(duì)光電轉(zhuǎn)速傳感器的理解。

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