涡轮发电机依托高速气流旋转，不光为引信作业供给电源，而且其输出脉冲的巨细在某种程度能够算出子弹的飞行速度。子弹在空中发射后，涡轮电机检测到的脉冲频率、起伏与子弹的飞行速度有密不可分的联系。因而，丈量涡轮发电机输出信号的频率和幅值能够得出弹丸飞行速度，并取得弹道特征，一起也能够取得引信作业状况。涡轮发电机输出信号的频率和幅值是经过测涡轮发电机的转速取得的，因而，丈量涡轮发电机的转速关于引信来说，特别对运用广泛电引信来说是非常重要且必不可少的。
本课题以单片机为中心，规划的全数字化涡轮发电机转速丈量体系，不只适用于引信，它在军用工业操控和通用电器中也有巨大的运用价值。
1 涡轮电机转速丈量体系的规划思路
1.1 转速检测的一般办法
通常状况下电机转速丈量体系组成内容，转速丈量流程图如图1。
1.2 转速信号拾取
有的传感器很简略，只由一个灵敏元件组成，它感触被丈量时直接输出电，有的传感器则不同。当需求运用传感器进行搜集信号时，咱们将灵敏元件和其丈量电路、传递组织搭配成所需求丈量的功用进行丈量转化。比方土壤湿度传感器仅仅把土壤的温度转化成能够处理的电压或电流信号(一般是电压，依据作业的原理输出其电量)。
1.3 整形和倍频
传感器输出的信号不能直接衔接单片机，这是因为需求将信号处理成契合单片机需求的信号类型，且因为体系传感器部分硬件电路规划的状况和对所运用的传感器不同，而且杂乱的实践状况，都会对所取得的信号形成负面影响。咱们能够运用触发器电路来整形;除此之外，要处理转速时丈量精度问题及码盘的刻度差错所形成的精度下降问题，咱们能够运用倍频电路。选用的办法即在涡轮每转一圈，来相应的添加脉冲的个数，以便进步取得的精度。
1.4 单片机
在整个涡轮发电机转速丈量体系规划中，单片机作为一个重要的交通枢纽，作用着对发来的脉冲信号的搜集、运算以及转速计时等多方面需求，其次，将得到的转速脉冲信息经过单片机的核算剖析后，再次把信号发送到串口上，运用液晶显现器或许数码管都能够显现出来。依据涡轮发电机的运用状况因为考虑数据的精确性、可靠性，传感器类型和编程的简化，本文将首选用89C51单片机。
2 硬件和软件规划总体方案
2.1 硬件规划方案
本转速丈量体系由光电传感器HC-020K、单片机和显现器等构成。传感器部分选用SH130076S光电传感器，担任将被丈量的转速转化为脉冲信号，经过LM393芯片处进行处理，再将脉冲信号送进单片机收拾所取得的数据。运用的单片机与上述相同AT89C51，之后显现器选用4个7段LED数码管动态显现。
各部分模块一些功用：
1)光电传感器：首要是搜集信号。
2)放大和整形电路：将传感器所测得到的信号进行放大和整形，再经过单片机后进行所得数据处理。
3)单片机：把处理后的信号经过软件编程得到实践转数，并送入LED液晶或许数码管进行显现。
4)LED显现：即该丈量体系的显现部分。
2.2 软件规划思路
咱们在编程时分需求首要处理外部中止的编写和内部守时器的运用，能够一起丈量转速的必定规模，所以低速和高速都要在这个规模之中，需求进行四字节到三字节程序的编写。终究成果中则只需求把二进制转化成十进制数位，然后把成果转化成非紧缩BCD的程序，只要这样终究把测速成果精确的显现出来。
软件运转过程：光电码盘宣布一个T内的一切脉冲送入单片机的外部中止即P3.5口，便发生一个中止信号，守时器此刻开端守时，运用软件将记数器和守时器0中止的次数设定为初始两个高位字节。再将TH0、TL0初始值设定为0，用作两个低位字节。若干个中止结束后读出此刻记数的个数便得到电机转速，从而把成果一系列改换后显现程序，终究送入数码管。
软件规划转速程序思路：将接收到的传感器信号送入外部中止P3.5口。首要是规划编写单片机外部中止服务程序INT0，将记数值的三个字节读取，不断的再次清0记数初值循环核算下次的记数。调用子程序BCD用于三字节十进制(BCD)两字节二进制的转化，再一并转化为十进制，终究送入显现部分。
3 涡轮发电机转速丈量体系的转速剖析
本涡轮发电机转速丈量体系能够运用M法进行测速，因为它的硬件电路较为简略，其丈量办法所合适的测速规模后文将剖析，丈量的精度在本次实验中需求经过传感器的设置和类型来操控。
1)在本软件规划中，闸口时刻预设为1 s，T1所容许的计数值为65 536，所以，其计数量在1 s内最大值不会大过65 535，便可得出此阶段最大计数频率L。设电机计数频率为f，它的周期是1/f，当计数累积成65 535个数据时，此刻周期是：
T=65 535*1/f
所以按以上的要求：每逢T=1 s时，这时极大值是L=65 535*1/f
因而：f=65 535(Hz)
2)此次进行实验丈量时，咱们装备了20点的码盘，则每转过一圈，会发生20个脉冲，所以，轴的频率是：
f=65 535/20=3 276.75(Hz)
核算成转速是：
n=f*60=196 605(r/min)
3)选用这种核算办法咱们能够得到一种抱负的转速数值。假如仍然达不到终究的要求，则还能够换一种软件进行计时，就能够增大它的最高极限，从而它的最大极限只跟守时器和计数器最高答应的输入频率有相关，但因为此刻的晶振为11.059 2 MHz的，所要求的频率会到达500 kHz，因为对所丈量的物体特性进行要点剖析，所以，能够运用简略到达M法来丈量，其上限也彻底能到达咱们的需求。选用这种测速办法的下限实践上也很低，可是转速假如低到必定值时，则其差错会很大，所以，它答应的丈量差错和测速下限有不可分割的联系。
4 定论
4.1 硬件电路
单片机用于转速丈量办法有许多，在硬件规划上要因其要求、功用和运用场合不同，运用的电路也彻底不同，80C51系列的单片机有用80C31和80C51等，再进行扩展和延伸，串口运用的是8155、7279A等作为终究的显现。涡轮发电机所运用的是89C51单片机，因为能够最大化地运用该单片机里自身所带的两个16位守时器和计数器来进行设置，充沛的发挥了该种单片机自己所带的显着长处，选用的接口为89C51的P0口，因为它有很强的电流驱动才能等显着的特色，能够用来拓宽所运用的实验芯片，然后经过单片机来操控，极尽或许简略化了部分硬件电路。有显着的开展长处且较高的性价比，在整个测速职业中，不只可用于工业操控中的转速检测体系且民用电器等规模中也可涉及到。
4.2 丈量办法
咱们之所以选用M法进行丈量，这是因为单位时刻短时刻内首尾脉冲或许测不到，便简略发生较高的差错。所以M法合适丈量高速，也能够进步编码器，运用一次搜集的脉冲数多些。
4.3 改善和展望
关于涡轮发电机叶片转速的守时时刻长短是不同的，因为咱们能够人为估量初始值，则需求依据其详细实践的运用不必，经过涡轮发电机转速的实际景象用来增大或削减守时时刻。在机械能转化为电能的能量改变中，涡轮发电机的输出与涡轮叶片的转速具有必定的联系，电机的转速决议了引信供电体系的继续输出才能，未来作业能够对这个方向进行研究。
