1 系统设计原理

        根据电缆的生产工艺要求，不同型号的电缆，其走线速度是恒定的。通常，电缆的运行速度是由电缆带动旋转编码器来检测的。电缆线速度测速示意图如图1所示。

       根据在一定时间内检测到的脉冲数，就可以计算出电缆的走线速度。实际应用中，将其与一加工精度极高、周长为500 mm的旋转编码器测量主动轮与旋转编码器同轴安装，主动轮与电缆接触。在电缆生产运动过程中，依靠摩擦力拉动测量轮旋转，这样就把电缆的直线位移(长度) 转化为旋转编码器的脉冲数字信号输出。

        设旋转编码器每旋转一周，其计数脉冲个数为NP(脉冲个数／转)，则旋转编码器角分辨率(单位：(°)／个)为：

         P=360／NP

        假定固定在旋转编码器转轴上的主动导向轮半径为r m，则旋转编码器位移分辨率(单位：m／个)为：

         Ps=27πr／NP

         这时，若计数脉冲个数为N(个)，则由旋转编码器测量的位移量S(单位：m)为：

         S=Ps·N

         线缆走线速度V(单位：m／s)为：

          V=S／T

         公式中：T为接收N个脉冲所用的时间(单位：s)。

        2 硬件电路设计原理

       该 检测电路以AT89C51单片机为控制核心，如图2所示，旋转编码器输出的脉冲，经过电平转换，变成O～5 V的TTL电平脉冲，送到AT89 C51单片机的外部中断INT0端。每收到一个脉冲，单片机中断一次，同时计数脉冲存储器加1，与标准脉冲值比较后，单片机的P0口输出给定值数字量，再 经过D／A转换变成给定值模拟量，送给收线电机调速器，控制电机转速。这里的D／A转换芯片采用8位数据输入，四路模拟量输出的TLC7226IDW。如 果需要提高电机转速控制精度，可以选用其他10位、12位数据输入的D／A转换芯片。

        工作时，当收线电机带动电缆运动时，带动旋转编码器的主动轮旋转，从而旋转编码器旋转，输出脉冲。该脉冲送入光电耦合器，进行隔离、整形、电平转换，送给 AT89C51的12脚，外部中断INTO进行脉冲计数。每接收到一个脉冲，单片机执行外部中断INT0子程序一次，脉冲计数存储器加1。例如，每间隔1 s读取一次，从而可以根据计数脉冲的个数，与标准脉冲数比较，因此，可以判断当前线速度的大小。

       线速度的计算方法如下：

       例如，要求线速度V为0．1 m／s。

       旋转编码器每秒输出脉冲数=V·Np／C

       其中：C为旋转编码器主动轮周长(单位：m)。所以，线速度为O．1 m／s时，旋转编码器每秒输出标准脉冲数=0.1×1000/0.5=200个/s。

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