基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量的研究與設(shè)計79486(編輯修改稿)
2024-07-24 20:06 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 速 ?；?爾 器 件 是 有 半 導(dǎo) 體 材 料 制 成 的 一 種 薄 片 ， 其 長 為 l， 寬為 b， 厚 度 為 d。 若 在 垂 直 于 薄 片 方 向 （ 即 沿 厚 度 d 的 方 向 ）施 加 外 磁 場 ， 在 沿 長 為 l 的 方 向 的 兩 端 面 加 外 電 場 ， 則 其 內(nèi)部 會 有 一 定 的 電 流 通 過 。 由 于 電 子 在 磁 場 中 運 動 ， 所 以 將 受 到一 個 洛 侖 茲 力 ， 其 大 小 為 ： F=qVB,式 中 ： F 為 洛 倫 茲 力 ； q 為 載 流 子 電 荷 ， V 為 載 流 子 運 動 速 度 ，B 為 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 。 由 于 受 洛 倫 茲 力 ， 電 子 的 運 動 方 向 軌 跡 將 發(fā) 生 偏 移 ， 在 霍爾 元 器 件 薄 片 的 兩 個 側(cè) 面 分 別 產(chǎn) 生 電 茲 積 聚 或 電 荷 過 剩 ， 形 成霍 爾 電 場 。 在 霍 爾 器 件 兩 個 側(cè) 面 間 形 成 的 電 位 差 為 霍 爾 電 壓 ，其 大 小 為 ： U=RBI/d式 中 ： R 為 霍 爾 常 數(shù) ， I 為 控 制 電 流 。 設(shè) K=R/d,它 稱 為 霍 爾器 件 的 靈 敏 系 統(tǒng) ， 表 示 該 霍 爾 元 件 在 單 位 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 和 單 位 控制 電 流 下 輸 出 霍 爾 電 動 勢 的 大 小 。 若 控 制 電 流 保 持 不 變 ， 則 霍武漢大學(xué)本科畢業(yè)論文 關(guān)于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速原理的研究與設(shè)計5爾 感 應(yīng) 電 壓 將 隨 外 界 磁 場 強(qiáng) 度 而 變 化 。 根 據(jù) 這 一 原 理 ， 可 將 一塊 永 久 磁 鋼 固 定 在 電 動 機(jī) 轉(zhuǎn) 軸 上 轉(zhuǎn) 盤 的 邊 沿 ， 轉(zhuǎn) 盤 隨 被 轉(zhuǎn) 軸 旋轉(zhuǎn) ， 磁 鋼 也 將 跟 著 同 步 旋 轉(zhuǎn) ， 在 轉(zhuǎn) 盤 附 近 安 裝 一 個 霍 爾 元 件 ，電 機(jī) 旋 轉(zhuǎn) 時 ， 霍 爾 元 件 受 到 磁 鋼 所 產(chǎn) 生 的 磁 場 影 響 ， 故 可 輸 出脈 沖 信 號 ， 其 頻 率 和 轉(zhuǎn) 速 成 正 比 ， 測 出 霍 爾 元 器 件 輸 出 的 脈 沖周 期 或 頻 率 即 可 計 算 出 轉(zhuǎn) 速 。 轉(zhuǎn)速的測量方法 測頻測周法 M/T 法所 謂 測 頻 測 周 法 ， 即 是 綜 合 了 “T”法 和 “M”法 分 別 對 高 、低 轉(zhuǎn) 速 具 有 的 不 同 精 度 ， 利 用 各 自 的 優(yōu) 點 而 產(chǎn) 生 的 方 法 ， 精 度位 于 兩 者 之 間 。 如 圖 23 所 示 。 Tc Tdab cm1m2圖 23“M/T”法 定 時 /計 數(shù) 測 量轉(zhuǎn) 速 計 算 如 下 ： 設(shè) 高 頻 脈 沖 的 頻 率 為 fc， 脈 沖 發(fā) 生 器 每 轉(zhuǎn) 發(fā)出 P 個 脈 沖 ， 由 式 （ 22） 和 （ 25） 可 得 M/T 法 轉(zhuǎn) 速 計 算 公式 為 ： （ 26）2160pmfnc?轉(zhuǎn) 速 值 。 單 位 ： （ 轉(zhuǎn) /分 ） 。n晶 體 震 蕩 頻 率 。 單 位 Hz。fc武漢大學(xué)本科畢業(yè)論文 關(guān)于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速原理的研究與設(shè)計6輸 入 脈 沖 數(shù) ， 反 映 轉(zhuǎn) 角 。1m時 基 脈 沖 數(shù) 。2 誤差和精度分析 “M/T 法”測量誤差分析由 其 測 量 原 理 可 知 。 輸 入 計 數(shù) 脈 沖 和 計 數(shù) 定 時 值 在 理 論 上 是嚴(yán) 格 同 步 的 ， 因 此 ， 在 理 論 上 ， m1（ 定 時 器 的 計 數(shù) 值 ） 不 考慮 誤 差 ， 由 于 實 際 啟 動 是 由 程 序 來 控 制 的 （ 系 統(tǒng) 應(yīng) 采 取 由 輸 入計 數(shù) 脈 沖 來 同 步 ） ， 故 可 能 會 產(chǎn) 生 一 個 脈 沖 的 量 化 誤 差 ， 因 而 ，轉(zhuǎn) 速 變 化 為 ： 其 相 對 誤 差 為 ： (213)由 上 式 可 知 ：這 種 轉(zhuǎn) 速 測 量 方 法 的 相 對 誤 差 與 轉(zhuǎn) 速 n 無 關(guān) ， 只 與 晶 體 振蕩 產(chǎn) 生 的 脈 沖 有 關(guān) ， 故 可 適 合 各 種 轉(zhuǎn) 速 下 的 測 量 。 保 證 其 測 量精 度 的 途 徑 是 增 大 定 時 時 間 T， 或 提 高 時 基 脈 沖 的 頻 率 fc。因 此 ， 在 實 際 操 作 時 往 往 采 用 一 種 稱 變 M/T 的 測 量 方 法 ， 即所 謂 變 M/T 法 ， 在 M/T 法 的 基 礎(chǔ) 上 ， 讓 測 量 時 間 Tc 始 終 等于 轉(zhuǎn) 速 輸 入 脈 沖 信 號 的 周 期 之 和 。 并 根 據(jù) 第 一 次 的 所 測 轉(zhuǎn) 速 及時 調(diào) 整 預(yù) 測 時 間 Tc， 兼 顧 高 低 轉(zhuǎn) 速 時 的 測 量 精 度 。 方案一武漢大學(xué)本科畢業(yè)論文 關(guān)于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速原理的研究與設(shè)計7第 3 章 基于單片機(jī)的溫度測量原理 數(shù)字溫度計設(shè)計方案 由于本設(shè)計實現(xiàn)的是測溫電路，首先我們可以使用熱敏電阻之類的器件，利用其感溫效應(yīng)，將其隨被測溫度變化的電壓或電流值采集過來，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，通過顯示電路就可以將被測溫度顯示出來，這種設(shè)計需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路，感溫電路比較麻煩。因此，我們引出第二種方案。 方案二我們可以采用技術(shù)成熟、操作簡單、精確度高的溫度傳感器，在此，可以選用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20，根據(jù)它的特點和測溫原理，很容易就能直接讀取被測溫度值并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這樣就可以滿足設(shè)計要求。 方案選擇 從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，軟件設(shè)計也比較簡單，故在本設(shè)計中采用了方案二。通過方案二設(shè)計的溫度計總體電路圖如附錄圖 C 所示，控制器采用單片機(jī) STC89C52，溫度傳感器采用 DS18B20，用 4 位 LED 數(shù)碼管以串口并行輸出方式傳送數(shù)據(jù)實現(xiàn)溫度顯示。武漢大學(xué)本科畢業(yè)論文 關(guān)于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速原理的研究與設(shè)計8 基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)的研究與設(shè)計10第三章 電機(jī)轉(zhuǎn)速測量電路設(shè)計 硬件電路設(shè)計一 個 單 片 機(jī) 應(yīng) 用 系 統(tǒng) 的 硬 件 電 路 設(shè) 計 應(yīng) 包 含 有 兩 個 部 分 內(nèi) 容 ：第 一 是 系 統(tǒng) 擴(kuò) 展 ， 即 當(dāng) 單 片 機(jī) 內(nèi) 部 的 功 能 單 元 ， 如ROM、 RAM、 I/O 口 、 定 時 /計 數(shù) 器 、 中 斷 系 統(tǒng) 等 容 量 不 能 滿 足應(yīng) 用 系 統(tǒng) 要 求 時 ， 必 須 在 片 外 進(jìn) 行 擴(kuò) 展 ， 選 擇 適 當(dāng) 的 芯 片 ， 設(shè)計 相 應(yīng) 的 電 路 。第 二 是 系 統(tǒng) 配 置 ， 即 按 照 系 統(tǒng) 功 能 要 求 配 置 外 圍 設(shè) 備 ， 如 鍵盤 、 顯 示 器 、 打 印 機(jī) 、 D/A、 A/D 轉(zhuǎn) 換 器 等 ， 并 設(shè) 計 相 應(yīng) 的 接口 電 路 。 因 此 ， 系 統(tǒng) 的 擴(kuò) 展 和 配 置 應(yīng) 遵 循 下 列 原 則 ：? 盡 可 能 選 擇 典 型 電 路 ， 并 符 合 單 片 機(jī) 的 常 規(guī) 用 法 。? 系 統(tǒng) 的 擴(kuò) 展 與 外 圍 設(shè) 備 配 置 應(yīng) 滿 足 系 統(tǒng) 功 能 的 要 求 ， 并留 有 適 當(dāng) 的 余 量 ， 以 便 進(jìn) 行 二 次 開 發(fā) 。? 硬 件 結(jié) 構(gòu) 應(yīng) 與 應(yīng) 用 軟 件 方 案 統(tǒng) 一 考 慮 ， 軟 件 能 實 現(xiàn) 的 硬
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