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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的測速裝置。當被測物體旋轉(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)生相應的電脈沖。當間隔數(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、傳感器實驗模塊、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，接到傳感器實驗模塊“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)果與標準轉(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，對應方波的高電平；當反射面為黑色時，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