转速表是一种测量转动速率的计量仪表，机械式转速表必须将转轴接触被测转动体，以获得同步转速，通过齿轮变速后用指针式表头示数，所以使用机械式转速表势必干扰被测物体的运动。本文介绍的红外线数字转速表无需接触转动体，它发射红外线，并接收从被测物体反射回来的红外线，因此不影响物体运动，并可测量深缩在机壳内部的某个局部物体的转速。由于发射和接收的都是不可见的红外线，所以不受可见光的干扰，保证了测量的准确可靠。
这种红外数字转速表，主要包括探测器和电路两大部分。
探测器包括红外发射、反射、接收以及光电转换部分。红外发射器有多种，测量短距离的转动体，可用小功率砷化镓红外发光二极管，现有的国产器件型号如5GL（上海元件五厂）、HG41、HG42（北京光电器件厂），用直流电源供电，工作电流约20毫安，可接在1.5伏至几十伏的直流电源上，只要串接电位器，调到额定工作电流，便产生不可见的红外线。发射的红外线波长为0.92微米，带宽300埃，功耗100毫瓦，响应时间小于10毫微秒，寿命大于5千小时，直径为5毫米。红外线接收管采用硅光电三极管，型号如3DU5C、3DU5B，峰值波长0.9微米，暗电流小于0.2微安，光电流3毫安，功耗100毫瓦，直径5毫米。
测量近距离转速采用反射式探测器，如图1所示，发射管和接收管都固定在探测架上，通过透镜聚焦。半透膜（光学器材商店有售）既能使发射的红外线射向转动物体，又能使从转动物体反射回来的红外线通过半透膜射向接收管。在转动体上贴一小片红外反射纸，这种反射纸上涂有一层玻璃微珠反射膜，它是将直径1～2微米的玻璃微粒粘在纸上制成的，具有定向反射特性。
测量距离较远的转动物体，宜用砷化镓单异质结激光二极管（如上海半导体器件六厂生产的2EJD系列），峰值波长0.90微米，输出功率2～10瓦，额定工作电流15～45安培，发射距离较远。相应的接收管仍可采用硅光电三极管3DU5C。
时基信号单元的信号源产生50赫方波信号，经50分频后获得“1秒”信号，又经6分频后获得“6秒（0.1分）”信号，将它们作为测量频率的时基信号，由选择开关K\(_{1}\)来选取。当K1置于“秒”位置时，从图3中的门控双稳输出端Q\(_{1}\)得到宽度为1秒的脉冲；当K1置于“0.1分”时，从门控双稳得到宽度为6秒的脉冲。用这个时基信号宽度去控制主控门。图4中第一和第二行的波形即是时基信号脉冲CP\(_{1}\)和控制主控门的脉冲Q1。
在Q\(_{1}\)呈高电平的时间里（即1秒或6秒钟内），主控门允许被测信号通过，并进入计数单元，计数单元记忆并显示出接收到的红外光电信号。
当1秒（或6秒）时间结束，Q\(_{1}\)变为低电平，立即关闭主控门。这时，显示出的表示转速的数字（1秒表示每秒转数；将6秒的读数乘10表示每分钟转数），必须保持一段时间，让测量者看清读数，然后才能清零。为此需要一个延时单元，延迟的时间为图4中的τ，一般取2～3秒钟。延迟时间结束，自动产生延时清零脉冲（图4中最后一行P3），使计数器复位。
让我们再来详细地分析一下电路图3。门1、2和3组成环形振荡器，产生50赫信号，振荡频率由电容C\(_{1}\)和电位器RW1决定。分频器用了三片CMOS集成电路“C186任意进制非同步加法计数器”，图3中画出了连成五分频、十分频、六分频的引线连接方法。
红外光电信号变换单元中， 3DU5C最好加一组负偏压，如图3中的-6V当3DU5C受红外线照射时，处于导通状态，B点为低电平。当没有红外线照射时，接收管截止，B点便呈高电平，使BG\(_{1}\)（3DG6C）的集电极C变成低电平。从C点引出的负脉冲，经过门12、13和C5、R\(_{11}\)组成的单稳态电路，去掉光电转换信号上升沿和下降沿可能产生的抖动，并进行整形。再经门14反相，得到宽度一定的光电信号脉冲，送入主控门。
门控双稳和锁闭双稳是两个D触发器，用一片CMOS电路“C043双D触发器”就可以了。门控双稳前有一个与非门15，它的一个输入端接时基信号，另一个输入端连到锁闭双稳的Q-\(_{2}\)端。门控双稳的输出端Q1控制着主控门11，门控双稳和锁闭双稳配合起来，使主控门严格地“开放” 1秒钟（或6秒钟），在这1（或6）秒钟内，允许被测信号通过，计数单元则记下这1（或6）秒钟内的被测信号数，也就是被测转动速率。接着再“关闭”一段时间τ，在τ时间内，显示转速的数字不变。待τ时间结束，便自动复位。如此不断重复以上过程。
锁闭双稳有两个作用，一个作用是当Q\(_{1}\)下降后，用锁闭双稳Q-2端的低电平锁住门15（见图3和4），不让时基信号进入门控双稳，以保证在显示读数的时间τ内，Q\(_{1}\)保持低电平，计数器停止计数；锁闭双稳的第二个作用是产生清零（复位）信号，经延时单元延迟后，将清零信号引入计数器，同时也使门控双稳和锁闭双稳自身复位。
延时复位信号是怎样形成的呢？从图3中看出，Q\(_{2}\)产生的上升沿经C4、R\(_{5}\)微分后，由二极管D选出上升尖脉冲，再经门4、5和R3、R\(_{4}\)组成的斯密脱电路整形，然后送入延时电路。延时电路由一个D触发器（图中C043（2））、积分电路（RW2和C\(_{3}\)）、反相门6、斯密脱电路（门7、8和R6、R\(_{7}\)）组成延迟时间由RW2和C\(_{3}\)决定。门9和门10是驱动门，用一片CMOS电路“C042双互补对加反相器”组成。
四位十进加法计数器采用四片CMOS电路“C180十进同步加法计数器”。译码器采用四片C303。C303的七个输出端 a、b、c…… g接到液晶显示板的相应的七个段电极。四片C303的显示频率输出端Df\(_{0}\)连在一起，接到液晶显示板的背电极，四片C303的显示频率输入端Dfi连在一起，接50赫方波信号。
由此可见，整个红外线数字转速表，只用了十七片CMOS集成电路，如下表所示。
名称 型号 数量 图3中符号
任意进制计数器 C186 三片 C186（1），（2），（3）
十进制同步计数器 C180 四片 C180（1），（2），（3），（4）
液晶显示译码器 C303 四片 C303（1），（2），（3），（4）
双D触发器 C043 二片 C043（1a），（1b），（2）
双互补对加反相器 C042 一片 门9，10
二输入端四与非门 C036 一片 门11，12，15
六反相器 C033 二片 门1，2，3，4，5；6，7，8，13，14。
由于CMOS电路功耗很低，电源可采用小型氧化银电池串联，每节电池电动势1.5伏，工作电流40毫安，直径16毫米，高度8毫米，体积很小。也可以用普通干电池串联供电。CMOS集成电路的V\(_{DD}\)接+10V，VSS接地。（凌肇元）