毕业设计（论文）-基于ZJ型传感器的转矩转速测量仪研制.doc.doc

引 言 转矩和转速是电机最重要的两个参数,要合理地选用电机,必须要准确地对转矩和转速进行测量。而且转矩转速的测量是各种机械产品的开发研究、测试分析、质量检验、型式鉴定和节能、安全或优化控制等工作中所必不可少的内容。转矩转速测量仪器是科研部门和工业生产过程中必备的测试工具。因而研制出一种数字式、高精度的转矩转速测量仪具有非常现实的意义。 在以往的转矩和转速测量中,通常将电机与传感器和负载直接连接起来,这种方法构成的电机转矩转速测量仪具有结构简单,测量平稳等优点。但是其结构庞大、能耗大、价格昂贵且测量误差大，如果测量各种大转矩电机,需要加大负载,将导致测量仪体积和重量增加,且受旋转轴固有频率的影响,不适于测量高速电机。为此，本次设计以ZJ型传感器为基础，以单片机为核心设计了一款数字化高精度转矩转速测量仪。 本次设计的转矩转速测量仪可以对各种电机进行测量，转矩的测量范围预计可达到0~500.0Nm，转速的测量范围可达到0~6000转/min。本测量仪具有测量范围广、精度高等特点。现在的测量仪正在朝着高精度、宽测量范围、小体积、低价格等方向发展。在这样的背景下，可以说本测量仪在转矩转速测量领域里具有很强的实用性和广阔的发展前景。 第1章 绪 论 1.1 课题背景及理论与实际意义 随着生产和科学技术的迅速发展，测量和试验技术——作为涉及多种学科的综合科学技术，正在形成独立的学科体系。 转矩和转速是工业生产过程中的两个重要参数，为了保证生产正常进行，必须对转矩和转速进行检测和控制。转矩转速的测量是各种机械产品的开发研究、测试分析、质量检验、型式鉴定和节能、安全或优化控制等工作中所必不可少的内容。例如在各种发动机的研制和调试过程中，需要知道发动机的性能是否满足要求以及是否正常运行，这就需要对转矩和转速进行测量。其次，在各种电机的运行过程中往往需要设置一个转矩转速的上限值，以确保电机的安全运行，通过对转矩和转速的测量，当超过上限值时发出报警信号。 测量转矩转速的传感器、仪器和装置已成为科研单位、院校、工厂实验室或检验部门的必备测试工具；也是电子计算机控制的生产或试验系统中提供转矩转速信息所必需的组成部分。 在现代化测量仪中，数字显示仪表得到了迅速发展。这种仪表有读数直观，信号可以原传或遥传，不容易受到干扰；测量准确度高；测量结果便于自动纪录，或输入到电子计算机中进行数据处理等等优点。数字转矩转速测量仪表在现代科学试验工作中的应用日益广泛。 伴随数字时代的到来，以单片机为核心的微型测控系统获得了飞速发展，现已应用于生产生活的各个方面，并且快速取代了传统的同类产品。对于大多数转矩转速测量系统而言，运行稳定可靠、操作灵活简便、节省时间、性能价格比高、扩展兼容性强和易于维护是基本的要求，然而对于大多数企业用户来说,精度和实时性并不像实验室要求那么高，中等精度的转矩转速测量系统已基本能满足使用上的要求。 1.2 课题的发展状况 在人们的日常生产和生活中，转矩转速的测量是随处可见的，小到微型轴承、录音机、缝纫机、洗衣机，大到汽车发动机、机床主轴、舰船推进器、飞机发动机等等，都需要测量转矩转速值。随着生产生活要求的提高，传统的低精度测量仪器已不能满足人们的需要，现在的测量仪正在朝着高精度、宽测量范围、小体积、低价格等方向发展。单片机的出现使科技发展跃进了一大步，它在家用电器及工业上的用途更为广泛，采用单片机进行控制,可以使转矩转速测量仪的控制更准确、灵活、直观，它使转矩转速测量仪电路设计更为简易，而且实现了非人工调节性能。数字时代的到来更为这些科技产品带来了更为有效、准确的数字信息。总之，现代的转矩转速测量仪是结合了前沿科技于一体的产物。 在现代社会的生产和生活中，对转矩和转速测量的精度提出越来越高的要求，传统的测量仪表，由于自身的诸多缺陷，逐渐被高精度的数字式测量仪所取代，而由单片机系统组成的高精度数字式测量仪的核心部件之一——传感器又显得特别重要。人们已经相继研制出了多种类型的转矩转速传感器，如ZJ型传感器、WS-1型智能传感器和CZ型传感器等。 1.3本课题的来源及设计要求和主要内容 本课题来源于明光市消防器材厂消防车的转矩转速的测量。 目前市场上的转矩转速测量仪器很多，既有传统的机械类产品，也有现代的高精度多功能产品，后者主要是基于现代单片机系统而设计的，本次设计的转矩转速测量仪就是基于AT89C52单片机系统研制而成的。其中涉及了传感器技术，看门狗X5045保护电路，AT89C52单片机应用系统，ZLG7289显示驱动及键盘扫描管理等多个环节。 本次设计要求及主要内容有： 转矩的测量范围是0-500.0Nm，转速的测量范围是0-6000转/min。 以ZJ型传感器为对象，配合信号调理电路的研究与设计。 单片机存储和测控电路的设计。 看门狗电