基于红外线光电开关的测速系统设计与应用

时间:2011-10-19来源:网络
2.2 软件设计

  LabView 是一种用图标代替文本行创建应用程序的图形化编程语言,由NI 公司研制开发。现被广泛应用于虚拟仪器设计相关的科研领域。根据测速系统原理和人机交互优化原则设计软件流程如图3所示。

  

  图3 软件设计流程图

  根据软件设计流程图编写上位机软件如图4、图5 所示。

  

  图4 虚拟仪器界面设计图

  

  图5 虚拟仪器底程序设计图

  3 误差分析

  随着科学技术的日益发展和人们认识水平的不断提高,虽然可以将误差控制的越来越小,但终究不能完全消除它。误差的分析与评定在测试领域中尤为关键,是检验测试系统性能的重要指标。

  3.1 误差来源

  本系统的误差来源主要是在测量传感器之间距离s 时来自量具的仪器误差Δs 和来自于计数器计时的误差。计数误差表现为当时间计数器清零并开始计数时, 由于计数器由时标脉冲下降沿触发,所以可能出现计数器刚开始计数时时标脉冲就出现一个下降沿,而停止计数正好在一个下降沿结束后,这样所计数的时间比实际时间多一个脉冲;同样,如果开始计数是在下降沿刚出现后,而结束计数是在下降沿出现前, 会导致计数时间比实际时间少一个脉冲,造成计数误差。计数误差范围为(-1/f,1/f),在此区间上平均分布。

  此外, 环境因素所带来的影响是多方面的,由于温度、气压和水汽的影响,空气折射率分布不均匀,折射率的梯度造成的光线发生弯曲;由于高速运动还会带来空气的气流变化和气体震动而引起对光路的干扰。加之一些不确定因素,主要反映在电信号上,环境影响带入了电平的抖动以及一些高频和低频的干扰。但这些干扰一般在电路中可以去掉或忽略。

  3.2 误差综合评定

  根据以上误差的来源分析和误差理论, 对式(2)求导得到误差:

  

  将式(3)转换成最大误差:

  

  计时电路计时最大误差

  

  为依据国标QBT2443-1999 的规定计算。规定一级钢卷尺自零点端起到任意线纹的示值误差限为:Δ=(0.1+0.1L)mm,L 单位为m。若测试距离取0.3m,Δs 取0.03mm,待测运动物体速度为300m/s,那么将数据代入式(4)得到系统测速的最大相对误差为:

  

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关键词: 设计 应用 系统 光电开关 红外线 基于

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