3.光電式測轉速方法

光電式測轉速是利用某些金屬或半導體物質的光電效應制成的，分為反射式和透射式兩大類。它們都由光源、光路系統(tǒng)、調制器和光敏元件組成。在轉速測量系統(tǒng)中，常采用的光電式變換元件有光敏電阻，光電池，光敏二、三極管等。光敏電阻是利用某些半導體材料的電阻隨光照強度的增大而減小的這一性質制成的。光電池則是利用光生伏特效應直接把光能轉換為電能。

圖2-66所示為透射式光電轉速儀的工作原理。在轉動軸上安裝開有長方孔的遮光盤，該遮光盤的作用是作為光路調制器，它將連續(xù)光調制成光脈沖信號。當被測軸旋轉時，圓盤調制器使光路周期性地交替斷和通，因而使光敏元件產生周期性變化的電信號。顯然孔多則分辨力高。圖2-67所示為反射式光電轉速儀的工作原理，在轉動軸上涂抹黑白標記，用聚焦后的光線照射，根據反射光的強度變動次數計數。黑白條紋數多則分辨力強。

光電式測轉速儀輸出的電脈沖的頻率f和周期T與被測轉速N的關系為

光電式測轉速儀測速范圍可達每分鐘幾十萬轉，且使用方便，對被測旋轉體無干擾。但采用光電式測轉速時應注意避免環(huán)境光的干擾，因此宜用紅外波段，故半導體發(fā)光管及三極管都是紅外線型。

4.激光測轉速法

激光測轉速是激光在測量領域的另一個新的應用，它也是基于光電式測轉速原理，見圖2-68。氦一氖激光器發(fā)出的激光束穿過半透鏡后，透射的光束經過由透鏡組成的光學系統(tǒng)后，聚焦在旋轉物體的表面。在旋轉物體的表面上貼有一小塊定向反射材料。當激光束照射到沒有貼反射材料的表面時，大部分激光沿空間各個方向散射，能夠沿發(fā)射光軸返回的光束極其微弱，因此光電管感受不到任何信息。一旦激光光束照射到反射材料上，由于反射材料的“定向反射”特性，有一部分激光會沿發(fā)射光軸原路返回到半透鏡上，經過反射，由透鏡會聚到光電三極管上。于是物體每旋轉一周，反射材料就被激光照射一次，一個激光脈沖返回到光電三極管，經轉換后產生一個電脈沖信號。物體不停地旋轉，光電管就輸出一系列的電脈沖，這就是激光轉速傳感器所獲取的旋轉物體的轉速信息。

激光轉速儀與其他非接觸轉速測量儀相比有如下優(yōu)點：①其他非接觸轉速測量儀工作距離近，而激光轉速儀工作距離遠，可達10m;②當被測物體除了旋轉外，還有振動和回轉運動時，只有激光轉速儀才能測量轉速，而且操作簡單，讀數可靠;③抗干擾能力強，當工作環(huán)境存在雜光干擾時，其他非接觸轉速測量儀往往難以正常工作，而激光轉速儀就可以不受其干擾;④由于激光亮度高，即使在激光束的通路上有幾層厚玻璃板，激光轉速儀仍能進行正常測量，例如可以測量風洞中試驗模型的轉速。