轉(zhuǎn)速表電路圖基礎(chǔ)解析：定義、應(yīng)用及簡易電路設(shè)計(jì)

轉(zhuǎn)速表，顧名思義，是用來測量和顯示旋轉(zhuǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)速的儀表。它通常被安裝在需要監(jiān)測轉(zhuǎn)速的設(shè)備上，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、風(fēng)扇、造紙機(jī)、塑料加工機(jī)械等。轉(zhuǎn)速表通過接收并處理來自旋轉(zhuǎn)設(shè)備的信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換為可讀的轉(zhuǎn)速值，并顯示在儀表盤上。這一功能使得操作者能夠?qū)崟r(shí)了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而進(jìn)行必要的調(diào)整和維護(hù)。

一、轉(zhuǎn)速表的工作原理

轉(zhuǎn)速表的工作原理基于電磁感應(yīng)或光電效應(yīng)等物理原理，具體取決于其設(shè)計(jì)類型。以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表為例，其工作原理大致如下：

信號(hào)接收：轉(zhuǎn)速表通過傳感器接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火線圈或曲軸位置傳感器的脈沖信號(hào)。這些脈沖信號(hào)與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，即發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越快，產(chǎn)生的脈沖次數(shù)越多。

信號(hào)處理：接收到的脈沖信號(hào)經(jīng)過電路處理后，被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)或模擬信號(hào)，并送入轉(zhuǎn)速表的顯示單元。

顯示轉(zhuǎn)速：在顯示單元中，經(jīng)過處理的信號(hào)被轉(zhuǎn)換為可讀的轉(zhuǎn)速值，并通過指針、數(shù)字顯示屏等方式顯示出來。對于指針式轉(zhuǎn)速表，其內(nèi)部通常包含一個(gè)步進(jìn)電機(jī)或類似裝置，用于驅(qū)動(dòng)指針旋轉(zhuǎn)以指示當(dāng)前的轉(zhuǎn)速值。

二、轉(zhuǎn)速表的應(yīng)用領(lǐng)域

轉(zhuǎn)速表的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，幾乎涵蓋了所有需要監(jiān)測旋轉(zhuǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)速的場合。以下是一些主要的應(yīng)用領(lǐng)域：

汽車工業(yè)：在汽車中，轉(zhuǎn)速表是儀表盤上不可或缺的組成部分之一。它用于顯示發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速信息，幫助駕駛員了解發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)并適時(shí)換擋。

電機(jī)行業(yè)：在電機(jī)制造和使用過程中，轉(zhuǎn)速表用于測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速以確保其正常運(yùn)行。通過監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在的問題。

制造業(yè)：在造紙、塑料、化纖等制造業(yè)中，轉(zhuǎn)速表被廣泛應(yīng)用于各種旋轉(zhuǎn)設(shè)備的監(jiān)測和控制中。例如，在造紙機(jī)中，轉(zhuǎn)速表用于監(jiān)測紙張的生產(chǎn)速度;在塑料加工機(jī)械中，轉(zhuǎn)速表用于控制擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速等。

航空航天：在航空航天領(lǐng)域，轉(zhuǎn)速表同樣扮演著重要角色。它用于監(jiān)測飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、螺旋槳等旋轉(zhuǎn)部件的轉(zhuǎn)速信息，確保飛行安全。

三、轉(zhuǎn)速表的技術(shù)發(fā)展

隨著科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的不斷深入，轉(zhuǎn)速表技術(shù)也在不斷發(fā)展。以下是一些主要的發(fā)展趨勢：

數(shù)字化和智能化：現(xiàn)代轉(zhuǎn)速表越來越傾向于數(shù)字化和智能化方向發(fā)展。數(shù)字顯示屏和微處理器等技術(shù)的應(yīng)用使得轉(zhuǎn)速表的讀數(shù)更加準(zhǔn)確、直觀且易于操作。同時(shí)，智能化技術(shù)還使得轉(zhuǎn)速表能夠具備更多的功能，如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、故障診斷等。

高精度和高穩(wěn)定性：隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展和對產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高，對轉(zhuǎn)速表的精度和穩(wěn)定性也提出了更高的要求。現(xiàn)代轉(zhuǎn)速表通過采用更先進(jìn)的傳感器和電路設(shè)計(jì)以及更嚴(yán)格的制造工藝等手段來提高其精度和穩(wěn)定性。

多功能化：為了滿足不同領(lǐng)域和不同用戶的需求，現(xiàn)代轉(zhuǎn)速表還趨向于多功能化方向發(fā)展。例如，一些轉(zhuǎn)速表除了能夠測量和顯示轉(zhuǎn)速外還能夠測量溫度、壓力等其他參數(shù);一些轉(zhuǎn)速表還具備無線傳輸功能能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測和控制等。

轉(zhuǎn)速表作為一種重要的測量儀器在各個(gè)領(lǐng)域中都發(fā)揮著重要作用。它不僅能夠提供準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)速信息幫助操作者了解設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)還能夠通過數(shù)字化和智能化技術(shù)實(shí)現(xiàn)更多的功能以滿足不同領(lǐng)域和不同用戶的需求。隨著科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的不斷深入相信轉(zhuǎn)速表技術(shù)將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。

四、簡單轉(zhuǎn)速表電路圖

1、基于MOC7811的轉(zhuǎn)速表電路圖

為了識(shí)別旋轉(zhuǎn)軸或輪的轉(zhuǎn)速或每秒轉(zhuǎn)數(shù)(RPS)，我們需要轉(zhuǎn)速計(jì)，這里簡單的轉(zhuǎn)速計(jì)電路是通過使用易于獲得的元件開槽光電隔離器模塊MOC7811和兩個(gè)七段顯示單元設(shè)計(jì)的，通過使用該電路我們可以測量旋轉(zhuǎn)軸或圓盤速度(以 RPS 為單位)。該電路能夠從 00 到 99 計(jì)數(shù) RPS，如果您想要更多值，請?zhí)砑恿硪粋€(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級。

MOC7811 是一款廣泛應(yīng)用于電子和通信應(yīng)用的光電槽式耦合器/中斷器模塊器件。該組件由紅外發(fā)射器和光電晶體管組成，其排列配置能夠有效檢測物體或發(fā)射紅外光的中斷。它通常用于位置感測、物體檢測和旋轉(zhuǎn)編碼應(yīng)用。

電路原理圖

電路工作原理

該電路包含IC555、MOC 7811、IC CD4081、IC CD4069和IC 4033，最后是七段顯示單元LTS 543。首先定時(shí)器IC 555配置為單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器，當(dāng)按下開關(guān)S2時(shí)，它產(chǎn)生定時(shí)脈沖，綠色LED1指示感應(yīng)持續(xù)時(shí)間。

MOC 7811 IC2 包含紅外發(fā)射器和光電二極管，可根據(jù)阻擋或中斷紅外光束產(chǎn)生變化的邏輯電平。 AND邏輯門N1 啟用約翰遜十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 (CD 4033)，該計(jì)數(shù)器驅(qū)動(dòng) LTS 543 七段顯示器。

有兩個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器和兩個(gè)七段顯示器來顯示從00到99的RPS。

此圖顯示了如何制作旋轉(zhuǎn)滅弧室，測量 MOC 7811 的槽寬和深度，并制作旋轉(zhuǎn)軸鼻，鼻子對紅外光束的一次中斷將計(jì)為一次計(jì)數(shù)，總旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)為 RPS，由我們可以將 60 乘以 RPS 來了解每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) (RPM)。

七段LED

2、簡單的轉(zhuǎn)速計(jì)電路圖

這是一個(gè)可用作轉(zhuǎn)速計(jì)的簡單電路。該電路基本上是一個(gè)頻率電流轉(zhuǎn)換器，它將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成比例電流來驅(qū)動(dòng)儀表。安培計(jì)上的偏轉(zhuǎn)與輸入信號(hào)的頻率成正比。將該電路用作汽車轉(zhuǎn)速表時(shí)，輸入端子A應(yīng)連接到火花塞電纜，端子B應(yīng)連接到車輛接地。

為了校準(zhǔn)電路，將 R2 設(shè)置為 25K，將 R4 設(shè)置為 5K。給電路加電，并從函數(shù)發(fā)生器向輸入端子提供 60Hz 方波。調(diào)節(jié) R2 使儀表顯示 0.36 mA(等于 3600rpm)?，F(xiàn)在斷開輸入信號(hào)并調(diào)整 R3，使儀表顯示 0mA?，F(xiàn)在再次連接 60Hz 信號(hào)，如果儀表不顯示 0.36mA，則調(diào)整 R4。完全校準(zhǔn)的電路將在 0Hz 時(shí)顯示 0mA，在 60Hz 時(shí)顯示 0.36mA。

3、使用 8051 的非接觸式數(shù)字轉(zhuǎn)速計(jì)電路圖

該非接觸式轉(zhuǎn)速計(jì)采用8051微控制器設(shè)計(jì)了一種三位數(shù)非接觸式數(shù)字轉(zhuǎn)速計(jì)，可用于測量車輪、盤、軸等的轉(zhuǎn)數(shù)。

該電路使用各種組件，例如微控制器、光電晶體管、運(yùn)算放大器、七段 LED 顯示屏和其他雜項(xiàng)組件。除此之外，傳感器還放置在反射條附近，例如固定在旋轉(zhuǎn)表面上的鋁箔。當(dāng)光電晶體管檢測到條帶時(shí)，從該設(shè)備發(fā)出的 LED 會(huì)被反射。

運(yùn)算放大器LM 324作為比較器，將該晶體管集電極的電壓與固定電壓進(jìn)行比較。因此，它會(huì)產(chǎn)生連續(xù)的脈沖用于軸的旋轉(zhuǎn)。這些脈沖串被施加到微控制器，然后微控制器對它們進(jìn)行計(jì)數(shù)并按照編程將它們轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)速。此外，它們顯示在七段顯示器中，該顯示器以晶體管驅(qū)動(dòng)的共陽極配置連接。