CN103837697A - 连续测速的光电测速仪及测速方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续测速的方法及装置，1)检查是否有结束测速指令，有结束测速指令，则结测速程序，无无结束测速指令或达到预先设定测速时间时，检测光接收单元的触发信号，当有触发信号时，准备测速，当无触发信号时，继续检测触发信号；2）触发信号停止，开始计时；3）再次接收到触发信号，计时结束；4）计算速度，并将速度值存储到存储单元；5）重复执行步骤1)。包括与被测对象运动方向平行的反射板和反射式光电传感单元，反射板朝向光电传感单元的一面，沿反射板长度方向交替设有反射区和不反射区，不反射区的宽度相同，光电传感单元固定在被测对象上，光电传感单元的输出信号输入至处理单元，处理单元连接存储单元、定时器、输入装置、显示装置。精确度高、操作简便。

Description

连续测速的光电测速仪及测速方法

技术领域

本发明涉及一种移动测速方法及测速装置，具体涉及一种在测速实验中测速方法及记录速度的装置。

背景技术

目前在测速实验中应用光电门测试速度的方式已得到广泛的应用，特别在物理实验中这种方式简单方便，测速准确。测速方法为，在被测物体的上安装挡光片，在物体运动的路径上设置有光电门，当物体运动经过光电门时，挡光片遮挡光电门发出的光，光电门检测挡光的时间t，挡光片的宽度为c，则速度v=c/t。这种方法只能测得一次运动的速度，无法记录在物体运动过程中速度的变化。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种连续测速的光电测速仪及测速方法。

连续测速的方法：

1) 检查是否有结束测速指令，有结束测速指令，则结测速程序，无无结束测速指令或达到预先设定测速时间时，检测光接收单元的触发信号，当有触发信号时，准备测速，当无触发信号时，继续检测触发信号；

2）触发信号停止，开始计时；

3）再次接收到触发信号，计时结束；

4）计算速度，并将速度值存储到存储单元；

5）重复执行步骤1)。

为实现上述的测速方法，本发明通过以下装置实现的：

包括与被测对象运动方向平行的反射板和反射式光电传感单元，反射板朝向光电传感单元的一面，沿反射板长度方向交替设有反射区和不反射区，不反射区的宽度相同，光电传感单元固定在被测对象上，光电传感单元的输出信号输入至处理单元，处理单元连接存储单元、定时器、输入装置、显示装置。

上述方案的优选方式，反射区为白色，不反射区为黑色矩形或者为矩形通孔。

上述方案的优选方式，反射板下端至少设置有两个支撑架，支撑架由底座和支撑杆构成，支撑杆下端连接底座，上端连接反射板，支撑杆包括以螺纹连接的内杆和外杆，内杆下端固定在底座上，外杆上端通过转轴与反射板连接。

上述方案的优选方式，光电传感单元包括发射器、接收器、光电检测电路，发射器、接收器朝向反射板，光电检测电路的输出信号输入放大电路，放大电路的输出信号输入至处理单元。

上述方案的优选方式，存储单元的一种形式为扩展存储器，另一种形式存储单元设置在计算机上，显示装置设置在计算机上，处理单元通过无线传输模块连接计算机。具体的方式为处理单元连接蓝牙发射端，蓝牙接收端的输出信号连接至计算机的RS232接口。

与现有技术相比本发明具有以下明显的优点：实现了连续测得物体运动的速度，利用外存储器记录连续的速度，精确度高、操作简便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为实施例一的反射板正视图；

图3为光电检测连接示意图；

图4为放大连接示意图；

图5为实施例一单片机连接示意图；

图6为实施二的反射板正视图；

图7为实施二的处理单元与PC机示意图；

图8为处理单元与蓝牙连接示意图；

图9为PC机与蓝牙连接示意图；

图10为主程序流程图；

图11为测速序流程图；

图中，1-反射板，101-反射区，102-不反射区，103-支撑架，2-光电传感单元，201-红外发光二极管，202-接受红外光三极管。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述：

实施例一

如图1所示的连续测速的光电测速仪，包括与被测对象运动方向平行的反射板1和反射式光电传感单元2，反射板1放置在被测对象的的侧面，光电传感单元2固定在被测对象上，反射板1朝向光电传感单元2的一面，如图2所示，沿反射板1长度方向交替设有反射区101和不反射区102，不反射区102的宽度相同，反射区101为白色矩形，不反射区102为黑色矩形。

反射板1下端有两个支撑架103，支撑架103由底座和支撑杆构成，支撑杆包括以螺纹连接的内杆和外杆，内杆下端固定在底座上，外杆上端通过转轴与反射板1连接。

如图3、如图4所示，光电传感单元2由一个红外发光二极管D1、一个接受红外光三极管Q1和检测电路组成，红外发光二极管D1与电阻R1串联，接受红外光三极管Q1的集电极与电阻R2连接，检测电路由接受红外光三极管Q1的集电极输出，输出信号输入TL084运算放大器将信号放大。

如图5所示，实施例一还包括处理单元、存储单元、定时器、输入装置、显示装置。处理单元采用AT89C51，定时器、输入装置、显示装置及周边电路为现有的技术。放大的信号输入AT89C51的INT0端口，AT89C51的P1端口连接通过键盘电路连接至键盘，T0、T1端口连接定时器，为了存储连续的速度值，增加了扩展存储单元，将计算结果存入扩展存储单元，扩展存储单元采用74LS373P0芯片，AT89C51的P0、P2端口同时与74LS373芯片和显示电路连接，ALE、RD、WR端口分别连接74LS373的G、OE、WE端口。

AT89C51内包含测速的程序，主程序流程见图10，测速程序流程见图11。

实施例二

基本与实施例一相同，区别在于两点，一是反射板结构不同；二是存储单元、显示装置为计算机系统的一部分。

如图6所示，反射板的不反射区为矩形的通孔，其余部分为白色的反射区。

如图7所示，AT89C51通过蓝牙模块与计算相连，利用PC机的程序将数据存储在磁盘上，以便于读取数据。蓝牙模块采用BlueCore02，蓝牙模块与AT89C51或PC机之间采用MAX232芯片完成数据转换。 

具体的连接方式为，如图8所示，AT89C51的RXD、WXR端口分别连接到MAX232芯片的R1OUT、T2IN端口，MAX232芯片的T1IN、R2OUT端口分别连接BlueCore02发射器的UART_TX、UART_RX端口，如图9所示，BlueCore02接收器的UART_TX、UART_RX端口分别连接MAX232芯片的T1IN、R2OUT端口, MAX232芯片的T1OUT、R2IN端口分别连接PC机的RS232串行接口的2、3接口。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.连续测速的方法，其特征是：

1)检查是否有结束测速指令，有结束测速指令，则结测速程序，无结束测速指令或达到预先设定测速时间时，检测光接收单元的触发信号，当有触发信号时，准备测速，当无触发信号时，继续检测触发信号；

2）触发信号停止，开始计时；

3）再次接收到触发信号，计时结束；

4）计算速度，并将速度值存储到存储单元；

5）重复执行步骤1)。

2.实现权利要求1所述的连续测速的方法的连续测速的光电测速仪，包括反射式光电传感单元、处理单元、定时器、输入装置、显示装置，其特征是：还包括与被测对象运动方向平行的反射板、存储单元，所述反射板朝向所述光电传感单元的一面，沿所述反射板长度方向交替设有反射区和不反射区，所述不反射区的宽度相同，所述光电传感单元固定在被测对象上，所述光电传感单元的输出信号输入至所述处理单元，所述处理单元连接所述存储单元、定时器、输入装置、显示装置。

3.根据权利要求2所述的连续测速的光电测速仪，其特征是：所述反射区为白色，所述不反射区为黑色矩形或者矩形通孔。

4.根据权利要求2所述的连续测速的光电测速仪，其特征是：所述反射板下端至少设置有两个支撑架，所述支撑架由底座和支撑杆构成，所述支撑杆下端连接所述底座，上端连接所述反射板。

5.根据权利要求4所述的连续测速的光电测速仪，其特征是：所述支撑杆包括以螺纹连接的内杆和外杆，所述内杆下端固定在所述底座上，所述外杆上端通过转轴与所述反射板连接。

6.根据权利要求2所述的连续测速的光电测速仪，其特征是：所述光电传感单元包括发射器、接收器、光电检测电路，所述发射器、接收器朝向所述反射板，所述光电检测电路的输出信号输入处理单元。

7.根据权利要求2所述的连续测速的光电测速仪，其特征是：所示光电检测电路与处理单元之间有放大电路。

8.根据权利要求2所述的连续测速的光电测速仪，其特征是：所述存储单元、显示装置设置在计算机上，所述处理单元通过无线传输模块连接所述计算机。

9.根据权利要求8所述的连续测速的光电测速仪，其特征是：所述处理单元通过蓝牙模块连接至计算机。

10.根据权利要求9所述的连续测速的光电测速仪，其特征是：所示处理单元连接蓝牙模块的发射端，蓝牙模块的接收端的输出信号连接所示计算机的RS232接口。

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