基于磁敏電阻傳感器測電機轉(zhuǎn)速的畢業(yè)設計(編輯修改稿)
2025-07-21 00:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 時器對時鐘脈沖（fc頻率）進行計數(shù)定時，在Tp內(nèi)計數(shù)值若為m2，則計算公式見式（24)。 式（24）即 n= 式（25）式中P——表示為轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一周脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖數(shù)；fc—————表示硬件產(chǎn)生的基準時鐘脈沖頻率；單位（Hz）；n———表示轉(zhuǎn)速單位：（轉(zhuǎn)/分）；m2———表示時基脈沖。 圖22 “T”法測脈沖寬度 由“T”法可知，該法測量精度的誤差主要有兩個方面，一是由兩脈沖的上升沿觸發(fā)時機不一致而產(chǎn)生的；二是由計數(shù)和定時起始不一致而產(chǎn)生的。因此要求脈沖的上升沿（或下降沿）陡峭以及計數(shù)和定時嚴格同步。該方法在被測轉(zhuǎn)速較低（相鄰兩個轉(zhuǎn)速脈沖信號時間間隔較大）時，才有較高的測量精度，其測量準確度隨著轉(zhuǎn)速的增大而降低，適于低速測量。 本設計系統(tǒng)中采用的方法 通過分析可知，M法適合于高速測量，當轉(zhuǎn)速較低，產(chǎn)生的誤差會越大。T法適合于低速測量，轉(zhuǎn)速增高，誤差增大。由于本系統(tǒng)中所測的電機轉(zhuǎn)速較高，且基于M法的測量，其電路和程序較為簡單，所以本設計中采用M法進行測量。3 系統(tǒng)總體方案設計 傳感器論證與選擇方案一：光電傳感器 光電傳感器是應用非常廣泛的一種器件，有各種各樣的形式，如透射式、反射式等，光電轉(zhuǎn)速傳感器是根據(jù)光敏二極管工作原理制造的一種感應接收強度變化的電子器件，當它發(fā)出的光被目標反射或阻斷時，則接收器感應出相應的電信號。它包含調(diào)制光源，由光敏元件等組成的光學系統(tǒng)、放大器、開關或模擬量輸出裝置。光電式傳感器由獨立且相對放置的光發(fā)射器和收光器組成。以透射式為例，如圖31所示，當不透光的物體擋住發(fā)射與接收之間的間隙時，開關管關斷，否則打開。為此可以制作一個遮光葉片如圖32所示，安裝在轉(zhuǎn)軸上，當扇葉經(jīng)過時，產(chǎn)生脈沖信號。當葉片數(shù)較多時，旋轉(zhuǎn)一周可以獲得多個脈沖信號。 圖32 遮光葉片方案二：光電編碼器 光電編碼器的工作原理與光電傳感器的一樣，不過它將光電傳感器、電子電路、碼盤等做成一個整體，只要用聯(lián)軸器將光電傳感器的軸與轉(zhuǎn)軸相連，就能獲得多種輸出信號。它廣泛應用于數(shù)控機床、回轉(zhuǎn)臺、伺服傳動、機器人、雷達、軍事目標測定等需要檢測角度的裝置和設備中。講旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在電機軸上，這樣每當電機轉(zhuǎn)過一圈編碼器就會發(fā)出一個脈沖，利用脈沖數(shù)對轉(zhuǎn)速進行測量。如圖33所示，是某光電編碼器的外形。圖33 光電編碼器成品方案三：霍爾傳感器 霍爾傳感器是磁敏感的傳感元件，常用于開關信號采集的有CS30CS30A04E、A44E等，這種傳感器是一個3端器件，外形與三極管相似，只要接上電源、地即可工作，輸出通常是集電極開路（OC）們輸出，工作電壓范圍寬，使用非常方便。使用霍爾傳感器獲得脈沖信號，其機械結(jié)構(gòu)也可以做的較為簡單，只要在轉(zhuǎn)軸的圓周上粘上一粒磁鋼，讓霍爾開關靠近磁鋼，就有信號輸出，轉(zhuǎn)軸選擇時，就會不斷地產(chǎn)生脈沖信號。如果在圓周上粘上多粒磁鋼，就可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)一周獲得多個脈沖輸出，單片機根據(jù)脈沖數(shù)來計算轉(zhuǎn)速值?；魻栐痛配撊鐖D34所示。在粘磁鋼時要注意，霍爾傳感器對磁場方向敏感粘之前可以先手動接近一下傳感器，如果沒有信號輸出，可以換一個方向再試。方案四：磁敏電阻傳感器 磁阻傳感器具有很高的磁場檢測靈敏度，可以測量微弱的磁場。它的感應對象為磁性材料或?qū)Т挪牧?，如磁鋼、鐵和電工鋼等。當被測體上帶有凸起（或凹陷）的磁性或?qū)Т挪牧?，隨著被測物體轉(zhuǎn)動時，傳感器輸出與旋轉(zhuǎn)頻率相關的脈沖信號，達到測速或位移檢測的發(fā)訊目的。利用磁敏電阻傳感器測電機轉(zhuǎn)速具有高靈敏度、高可靠性、觸發(fā)距離遠、信號觸發(fā)為鐵（軟）磁材料?？蓪崿F(xiàn)遠距離輸送、抗電磁干擾能力強、具有良好的抗沖擊性和抗震性。 由于光電傳感器受環(huán)境影響較大，且光電編碼器安裝不方便，由于軟連接的原因，很容易松動，可靠性差，而霍爾傳感器在信號采樣時，會出現(xiàn)采樣不精確，因為它是靠磁性感應才采集脈沖的，
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