當(dāng)紅外線接收管被正面遮擋時，周圍障礙物體反射由紅外線發(fā)射管發(fā)出的紅外線。此時微弱的信號會隨著紅外線接收管內(nèi)部自動增益控制調(diào)節(jié)到最大而產(chǎn)生方波波形，對紅外線接收管造成干擾。干擾使采集到的信號復(fù)雜，需要采用濾波手段將雜波干擾濾除。經(jīng)過分析和示波器觀察，雜波的頻率大于1 kHz。在紅外線接收管輸出端接入有源濾波電路，能夠?qū)⒏哂? kHz的雜波濾掉。由此輸出的波形為紅外線接收管導(dǎo)通和未導(dǎo)通兩種狀態(tài)下的信號，未摻雜干擾，較容易區(qū)分，可以根據(jù)特點(diǎn)編寫算法，判斷是否有物體從紅外線對射管中間通過。

3 紅外線測速傳感器軟件設(shè)計
控制軟件需要保證紅外線對射管一對一工作，且對信號采集處理，對采集的信號編寫算法程序，完成對物體是否遮擋紅外線對射管的判定，即分辨紅外線接收管是否被導(dǎo)通。通過單片機(jī)內(nèi)部計數(shù)器計取脈沖個數(shù)，可以將物體遮擋某個紅外線接收管的時間記錄下來。程序流程如圖5(a)所示，需要不斷判定第一個紅外線接收管的輸出狀態(tài)，當(dāng)確定有物體遮擋時，將開始標(biāo)志位置為1，單片機(jī)開始讀取其他接收管狀態(tài)，同時啟動定時器，下一對紅外線對射管的接收管被遮擋停止計時。紅外線發(fā)射管按順序依次發(fā)射紅外線，處理單元依次讀取紅外線接收管狀態(tài)，可以防止鳥或人無意遮擋引起的誤判現(xiàn)象。判斷有物體遮擋的程序思想為判斷1 ms內(nèi)，是否有物體遮擋，若沒有物體遮擋，紅外線接收管輸出的脈沖波形保持不變；若有物體遮擋，紅外線接收管輸出高電平持續(xù)1 ms以上。紅外線接收管輸出狀態(tài)是否為高電平，可以判斷是否有物體遮擋。當(dāng)按順序掃描的前一對紅外線對管被判定遮擋時，開始掃描下一對管子的脈沖個數(shù)，同時開啟定時器。延時50 μs，判定接收管接收到的是否為脈沖，判定是否為脈沖則需要判定引腳是否為低電平，如果引腳為低電平，計數(shù)值清零。計數(shù)值并不是計數(shù)器的值，而是計算延時50μs的次數(shù)是否達(dá)到28。

當(dāng)判斷相應(yīng)的接收管被遮擋時，相應(yīng)的紅外線對管序號累加。程序流程如圖5(b)所示。

4 整體結(jié)構(gòu)
紅外線對射管構(gòu)成一對紅外傳感器收發(fā)子單元。若干對紅外傳感器收發(fā)子單元構(gòu)成完整的紅外線測速傳感器，其紅外線對射管分離距離和紅外傳感器收發(fā)子單元間距可以調(diào)整。如圖6所示，Ⅳ需要大于2，分離距離超過5 m。在兩對紅外線對射管之間測量物體經(jīng)過的時間T，間距設(shè)置為L，可以得到后一對紅外線對射管的即時速度V：

5 結(jié)束語
紅外線對射管方法，能夠動態(tài)地反應(yīng)物體運(yùn)動經(jīng)過紅外對管時的即時速度和階段加速度。紅外線在速度測量中的應(yīng)用，可以作為其他設(shè)備或者系統(tǒng)的技術(shù)支持，為后續(xù)的設(shè)備校準(zhǔn)和分析提供數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。CD4051等模擬開關(guān)芯片可以作為增加測量點(diǎn)數(shù)量的編碼、譯碼器，控制紅外線接收管一對一工作，得到精確采樣點(diǎn)的速度和階段的加速度的信息。完整的速度測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括傳感器、處理單元以及人機(jī)交互單元，適合于小型企業(yè)和研究所。紅外線對射管工藝上，不需要嚴(yán)格的管子對射標(biāo)準(zhǔn)，紅外線對射管間距加工略有偏差不影響測量精度和紅外線對射管導(dǎo)通。