Тахометрия – измерение скорости вращения вращающихся объектов – является распространенным приложением. Однако некоторые из этих объектов имеют необычные особенности, которые делают их чрезвычайно интересными и даже пугающими. К одной из таких категорий относится наружное бесконтактное измерение параметров вращения больших, быстрых и потенциально опасных объектов, таких как ветряные мельницы, водяные колеса и воздушные винты самолетов. Периферийное устройство тахометра, показанное на Рисунке 1, реализует оптическое считывание с использованием доступного окружающего освещения, обеспечивая формирование сигнала логического уровня для цифрового входа микроконтроллера, который легко адаптируется к различным уровням освещенности и механическим условиям.
Безопасное считывание параметров вращения крупных объектов лучше всего осуществлять с безопасного (большого) расстояния, и очевидным решением являются пассивные оптические методы с использованием доступного окружающего света. Если перед детектором не используются сложные системы линз, оптический сигнал будет иметь относительно низкую амплитуду из-за того, что вращающийся объект (лопасти винта и т. п.) заполняет лишь малую часть поля зрения простых детекторов. Этот тахометр (Рисунок 1) позволяет обойтись несложным детектором (фототранзистор Q1 с простым световым экраном) с использованием после него связанного по переменному току логарифмического порогового детектора с высоким коэффициентом усиления.
 |
|
| Рисунок 1. | Логарифмическое измерение контраста позволяет учитывать изменчивость освещенности в диапазоне нескольких декад. |
Фототок фототранзистора Q1 создает сигнал на транзисторах Q2 и Q3, изменяющийся приблизительно на 500 мкВ пик-пик на каждый 1% изменения интенсивности падающего света, уровень которого примерно (например, без учета различных температурных коэффициентов) определяется по формуле:
Это приблизительное логарифмическое соотношение работает в диапазоне фототоков от наноампер до миллиампер и, следовательно, способно обеспечить надежную работу схемы, несмотря на изменение интенсивности света на несколько порядков. Операционный усилитель A1 и окружающие его дискретные компоненты обеспечивают большое усиление (80 дБ), благодаря которому формируются прямоугольные импульсы размахом 5 В, подаваемые на вход микроконтроллера.
Программирование внутренней логики вывода-ввода для подсчета импульсов позволяет с помощью простой программной процедуры разделить накопленное количество импульсов на соответствующий интервал времени и на количество подсчитанных отражающих элементов вращающегося объекта (например, количество лопастей пропеллера) для получения точного показания числа оборотов в минуту.
Купить TLV9162 на РадиоЛоцман.Цены
