光电测速设置设计(一)信息工程毕业论文(3)

图1-2  T法测速原理
 T法测速的技术指标有：
 分辨率：其计算公式如（1-5）
                      （1-5）
 可见，在极端情况下，时间的检测会产生士1个高频脉冲周期。因此T法在被测转速较低(相邻两个转速脉冲信号时间较大)时，才有较高的测量精度。亦即随着转速的升高，Q值增大，转速愈低，Q值愈小，T法测速在低速时有较高的分辨率。
 测量精度：由于光电脉冲发生器制造误差为，导致测速的绝对误差随着转速的升高而增加。另外，时钟脉冲计数时，总有一个脉冲的误差，由此造成的相对误差为。随着转速增加，计数值减小，此项误差也随之增大。可见，T法在低速时有较高的精度和分辨率，适合于低速时测量。
 检测时间：检测时间T等于测速脉冲周期，如式（1-6）所示
                              （1-6）
 可见，随着转速的升高，检测时间将减小。确定检测时间的原则是：既要使T尽可能短，又要使计算机在电机最高速运行时有足够时间对数据进行处理。
 时钟脉冲的确定：由式（1-5）可知，愈高，分辨率愈高，测速精度愈高；但过高又会使过大，使计数器字长加大，影响运算速度。确定方法是：根据最低转速和计算机字长设计出最大计数，由式（1-4）得
                               （1-7）
    M/T法测速：同时测量检测时间和在此检测时间内脉冲发生器发送的脉冲数来确定被测转速，其原理如图1-3所示。它是用规定时间间隔以后的第一个测速脉冲去终止时钟脉冲计数器，并由此计数器值来确定检测时间T。检测时间为 （转载自http://www.ＮＳＥＡＣ.com中国科教评价网）
                                  （1-8）设电机在T（s）时间内转过的角度位移为X（rad），则其实际转速值为
                         （1-9）如果电机每转动一圈脉冲发生器输出P个脉冲，在T时间内，计数值为，则
角位移X为。同时，考虑在检测时间内，由计数频率为的参考时钟脉冲来定时，且计数值为，则检测时间T可表示为，于是被测转速为
                            （1-10）
 上式中的项是常数，在检测时间T内，分别计取测速脉冲和时钟脉冲的脉冲个数和，即可计算出电机转速值。计取时间内的测速脉冲的个数相当于M法，而计取T（）时间内参考时钟脉冲的个数相当于T法，所以这种测速方法兼有M法和T法的优点，在高速和低速段均可获得较高的分辨能力，M/T法由此而得名。
 通过上面的分析可知：M法测量转速在极端情况下会产生士1个转速脉冲的误差，而T法在极端情况下，时间的测量会产生士1个高频脉冲周期，由于转速脉冲的频率远小于高频脉冲的频率，因此如果用转速脉冲信号的上升沿/下降沿来同步计数器的起止，在预定的测速时间内，转速脉冲信号的计数值将为整数(无误差)，只有高频时钟脉冲会产生土1的误差，因其很小，影响可以忽略，所以M/T法可适用于测量高、低速的场合，且具有较高的测速精度，但检测时间不宜过长。虽然M/T法测速可满足一些快速性要求不高的速度伺服控制的要求，它具有宽的调速范围、高精度和高分辨率的特点，但对于快速响应的伺服系统，M/T法在低速运行时，会使检测时间过分加长，这是速度闭环所不能忍受的。