，数据显示。体积小巧，结构紧凑，系统稳定，能适合各种设备和工业环境的测量。论文研究的目的和内容现代机械应用了自动化测量技术后机构简化，性能改善，质量提高，操作方便，提升了设备的档次和水平采用单片机控制测量后的效果表现为简化了复杂的传统机械式测量结构，取消了接触式测量装置。应用键盘输入人机界面，操作十分方便。可以测量长度，测量速度，记录长度，定时报警。测量误差米。数字显示测量结果数据。机器生产效率有较明显的提高。由于单片机价格低廉，功能强大，稳定性好，此技术有很好的应用前景。非接触自动化测量装置在国产机械设备上的广泛应用，推动了国产机器的机电体化发展，缩小了与国外的差距。第二章非接触自动测长测速仪系统原理概述非接触自动测长测速系统基本原理非接触自动测长测速系统特点和技术指标本文研究的非接触自动测长测速仪，系统采用单片机做控制，传感器采用红外发光二极管，利用反射条，由光敏三极管接收。此为非接触方式测量。同时，在叶轮上贴反射条，使用方便，性能价格比高。采用单片机进行实时控制，不仅可以测长，还可输入数据，数字显示，定时报警，测量速度。比以往单的接触式测长仪器功增强了。具有以下主要功能测量长度。测量速度。米，米，米的设置停机记录长度，定时报警。测量误差米。数字显示测量结果。非接触自动测长测速系统基本组成非接触自动测长测速仪由传感部分电路及信号处理电路组成。原理框图如下图硬件原理框图非接触自动测长测速系统基本原理在被测物如电缆的叶轮上贴有反射条。当红外光电传感器的发射电路发出的信号驱动红外发光二极管发射红外光时，被反射纸条反射回，由光敏三极管接受，并转换为电脉冲信号作为光电敏感的接收电路的输入信号。红外光电传感器测得的脉冲信号送如脉冲检测电路。检测电路由定时器计数器和相应的逻辑电路组成，它实现了高精度的数字测量长度。当红外光电传感器的发射电路发出的信号驱动红外发光二极管发射红外光时，照向轮轴。被其上的反射纸条反射回，由光敏三极管接受，并转换为电脉冲信号作为光电敏感的接收电路的输入信号。此脉冲信号送到计数器定时器计算个数，个脉冲信号既为个轮轴旋转周的周长。通过计算，轮轴半径乘以∏得到周长的长度，就是我们所测的物品的长度。在将脉冲信号的个数求和，就得到了被测物品的实际长度。速度的测量在系统中，由定时器产生高频脉冲，用来作为计时的标准脉冲。在对被测脉冲个数计数的同时，对标准脉冲也同时进行计数，标准脉冲个数反映了测量时间。通过计算，被测脉冲个数长度除以标准脉冲个数时间所得结果，既为测量物品时的速度值。该方法不受转速高低的限制，在高速和低速时都能获得较高的测量精度。预设定的测量时间由被测脉冲序列来同步。整个测量过程如下。点时计数器对被测脉冲和高频基准脉冲同时计数。到达点时，预设定的测速时间已到。系统发出停止计数命令。而此时，由于预设定的时间不定恰好等于整数个被测脉冲的脉冲周期。所以计数器仍对高频基准脉冲继续进行计数。在点被测脉冲的上升沿使计数器停止计数。这样，高频基准脉冲个数所对应的计时时间就代表了个被测脉冲周期的时间，那么该高频基准脉冲频率为，传感器每转发过个脉冲，则转速可精确求出。由于测量过程中，从整数个被测脉冲开始计时，整数个被测脉冲结束。记录的是整个脉冲，从而消除了其他计数法中，正负个被测脉冲引入的误差，从而有了较高的精度。图计数脉冲时序图为被测脉冲个数为用于计数计时的高频脉冲个数为预设定的定时时间为实测到的个脉冲时间第三章非接触自动测长测速系统硬件设计构成应用系统的基本方法单片机应用系统的范围很广，在不同领域的应用，其要求各不相同，构成的方案也千差万别，没有完全固定的方法可循。但处理问题的基本方法大体相似。研究者接到项任务后，在进行应用系统设计时，大都要经历以下步骤。确定指标接到研制任务后，首先要进行系统的需求分析，以确定系统要实现的功能。在对系统的工作过程进行深入分析之后，把系统最终要达到的性能指标明确下来。可行性研究可行性研究的目的是分析完成这个项目的可能性。根据可行性研究的结论来决定系统的开发研制工作是否值得进行下去。在完成这项工作时，查阅了国内外的相关资料，看是否有人成功地做过类似的系统。如果有，可以借鉴他们的优点，若有可能对其不足之处进行改进。若查不到成功的实例，则作进步的研究，此时的重点要放在能否实现这个环节上。经理论分析和实际调研后，若可行，就制定出开发计划，同时进入总体方案设计阶段。若不行，或放弃或该用其他的控制系统。系统总体方案设计在明确了任务确立了指标及可行性研究后，下步工作就是系统总体方案的设计。在对应用系统进行总体方案设计时，应根据应用系统要完成的各项功能，把工作重点放在技术难点上。此时，可参考国内外类似系统的技术资料，取长补短以减少重复性劳动，提出合理可行的技术指标。最后拟定出性能价格比最高的套方案。总体方案确定以后，下步的工作重点应放在硬件选型及软硬件设计上。对于单片机测控系统而言，传感器的选择至关重要，对不同传感器的选择原则及方法，以下章节均有介绍。对系统中软硬件的设计要明确分工，原则上要尽可能发挥单片机以软件代替硬件的长处，能够由软件来完成的任务，就，低位为码。程序如下，显示子程序通用显示子程序的功能是将显示缓冲区中的字码转换成段码送入显示器中，显示各种字型。几乎所有程序中都要用到这程序，因此称之为通用显示子程序，以便与显示功能块相区别。图显示子程序流程图第六章传感器的概述传感器概述信息处理技术取得的进展以及微处理器和计算机技术的高速发展，都需要在传感器的开发方面有相应的进展。微处理器现在已经在测量和控制系统中得到了广泛的应用。随着这些系统能力的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件，作为系统中的个结构组成，其重要性变得越来越明显。最广义地来说，传感器是种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。国际电工委员会国际电工的定义为传感器是测量系统中的种前置部件，它将输入变量转换成可供测量的信号。按照等的说法是传感器是包括承载体和电路连接的敏感元件，而传感器系统则是组合有种信息处理模拟或数字能力的传感器。传感器是传感器系统的个组成部分，它是被测量信号输入的第道关口。进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有干扰信号和噪声。为了方便随后的处理过程，首先要将信号整形成具有最佳特性的波形，有时还需要将信号线性化，该工作是由放大器滤波器以及其他些模拟电路完成的。在些情况下，这些电路的部分是和传感器部件直接相邻的。成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处理器。在介绍光电传感器的选择之前，首先介绍在测控系统中选择传感器的总原则，本原则适用于各种传感器的选择。选择传感器的总原则现代传感器在原则和结构上千差万别，如何根据具体的测控目的测控对象以及测控环境合理地选择传感器，是单片机测控系统首先要解决的问题。当传感器选定之后，与之相配套的测控电路也就可以确定了。测控结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选择是否合理。作为单片机测控系统前向通道的关键部件，在选择传感器时应考虑以下几方面根据测控对象与测控环境确定传感器的类型首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同物理量，也有多种原理的传感器可供选择，哪种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量对象的特点和传感器的使用条件综合考虑以下些具体问题传感器的量程被测位置对传感器体积的要求测量方式为接触式还是非接触式④传感器信号的引出是有线还是无线是购买传感器还是自行研制传感器以及价格因素等。在综合考虑上述因素之后就能确定选择何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。传感器灵敏度的选择通常情况下，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为灵敏度越高，与被测量变化无关的外界噪声越容易混入，噪声被放大系统放大后会影响测量精度。因此，要求传感器本身应具有较高的信噪比，尽量减少从外界引入的干扰信号。另外，些传感器的灵敏度是有方向性的。当被测量是单向量，而且对其方向性要求较高，则应选择其他方向灵敏度小的传感器如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越小越好。传感器频率响应性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，传感器的频率响应好，可测的信号频率范围就宽，传感器的输出信号必须在允许的频率范围内保持不失真，实际上传感器的响应总有定的延迟，希望延迟时间越短越好。传感器线性范围传感器的线性范围是指输出信号与输入量呈正比的范围。从理论上讲，在此范围内灵敏度应保持定值。传感器的线性范围越宽，其量程越大，并且能保证定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定之后首先要看其量程是否满足要求。实际上任何传感器都不能保证绝对的线性，其线性度也是相对的。当所要求测量精度比较低时，在定的范围内，可将非线性误差较小的传感器近似看作线性，这样就给测量带来极大的方便。传感器稳定性传感器使用段时间以后，其性能保持不变化的能力称为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。在选择传感器之前，首先应对其使用环境进行调查，并根据具体的使用环境选择合适的传感器，或采取适当措施以减小环境的影响。传感器的稳定性有定量指标，在超过使用期后，在使用前应重新进行标定，以确定传感器的性能是否发生变化。对于些要求传感器能长期使用而又不能轻易更换或标定的场合，所选择的传感器稳定性要求更严格，要能够经受住长时间考验。传感器精度的选择精度是传感器的个重要的性能指标，它是关系到整个测控系统测量精度的个重要环节。