【正文】 處理167。 轉(zhuǎn)速信號(hào)采集轉(zhuǎn)速信號(hào)是通過(guò)輪齒轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致 磁場(chǎng)變化產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)。依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律： （31）dEkt???k 為比例系數(shù)，E 為感應(yīng)電勢(shì)，φ 為磁通。當(dāng) E 的單位為伏特（V） ，φ 的單位為韋伯（Wb ） ，t 的單位為秒（s）時(shí)，k＝1，這時(shí)感應(yīng)電勢(shì)為： （32）dt??磁通量 Ф 的變化實(shí)現(xiàn)辦法:磁鐵與線圈之間做相對(duì)運(yùn)動(dòng)；磁路中磁阻的變化；恒定磁場(chǎng)中線圈面積的變化.齒盤(pán)旋轉(zhuǎn)引起磁脈沖傳感器線圈內(nèi)磁通變化而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)的變化。感應(yīng)電勢(shì)為 （33）810dENt????式(33)中 N 為線圈匝數(shù)， 為磁通變化率。若每齒轉(zhuǎn)過(guò)引起的磁通變化率為 ，所需的時(shí)間為 ，則 ??t? (34)60tzn?假設(shè)齒輪轉(zhuǎn)速為 n，那么 （35）2(/)603rads??式(35)中 Z 為齒數(shù)，n 為轉(zhuǎn)速(r/nin)．式(1)可改寫(xiě)為河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26 （36）8106NznE?????式(36)中 與傳感器和齒盤(pán)之間隙的太小有關(guān)，且受齒盤(pán)與轉(zhuǎn)軸同心度及??軸承精密度等因素的影響。E 為毫伏級(jí)信號(hào)，較難用其幅值的變量來(lái)確定轉(zhuǎn)速。而 E 的頻率取決于磁通的變化率，僅與轉(zhuǎn)速和齒盤(pán)的齒數(shù)直接相關(guān)．該頻率可描述為 （37）60znf?每當(dāng)齒盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，E 發(fā)生一次周期變化。對(duì)于制成的齒盤(pán)，齒數(shù)為常數(shù)，于是頻率與轉(zhuǎn)速有一一對(duì)應(yīng)的確定關(guān)系；因此頻率變量可準(zhǔn)確地表達(dá)轉(zhuǎn)速變量。傳感器的輸出電勢(shì)取決于線圈中磁場(chǎng)變化速度，因而它是與被測(cè)速度成一定比例關(guān)系的。當(dāng)轉(zhuǎn)速太低時(shí)，輸出電勢(shì)很小，以致無(wú)法測(cè)量。所以這種傳感器有一個(gè)下限工作頻率，一般為 50Hz 左右。167。 脈沖信號(hào)形成通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器獲得的信號(hào)是交變的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)，其中混淆有許多其他頻率信號(hào)的干擾。由于干擾的存在，有用的信號(hào)可能被淹沒(méi)在干擾噪聲中。為了突出有用信號(hào)，抑制噪聲干擾，就要對(duì)傳感器獲得的信號(hào)進(jìn)行濾波，從而獲得一個(gè)相對(duì)較為規(guī)則的類(lèi)似正弦波的波形。為了測(cè)量轉(zhuǎn)速的便利，我們把正弦波轉(zhuǎn)換為易于測(cè)量的脈沖信號(hào)并對(duì)其整形處理。在設(shè)計(jì)中，將信號(hào)處理電路置于傳感器中，電路不需外部供電，這樣可以實(shí)現(xiàn)傳感器直接輸出易于檢測(cè)的脈沖信號(hào)。河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27圖 51 轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路從轉(zhuǎn)速傳感器中拾取的感應(yīng)電勢(shì)信號(hào)，由于附帶有一些其他頻率的干擾信號(hào)，所以首先要經(jīng)過(guò)二極管 1N5189 進(jìn)行整流，得到所需的頻率信號(hào)，然后再經(jīng)過(guò)比較器 ADCMP354 進(jìn)行波形轉(zhuǎn)換，得到易于量的脈沖信號(hào)。其波形變化如圖 52 所示。圖 52 波形變化圖河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）281N5189 是一種肖特基（Schottky）二極管，它是一種低功耗、超高速半導(dǎo)體器件，廣泛應(yīng)用于開(kāi)關(guān)電源、變頻器、驅(qū)動(dòng)器等電路，作高頻、低壓、大電流整流二極管、續(xù)流二極管、保護(hù)二極管使用，或在微波通信等電路中作整流二極管、小信號(hào)檢波二極管使用。在此電路中起到整流檢波的作用。ADCMP354：內(nèi)置 基準(zhǔn)電壓源、開(kāi)漏高電平有效輸出比較器，采用 4SC70 封裝。內(nèi)部電路如圖 53 所示。其適合一般應(yīng)用的比較器與基準(zhǔn)電壓源電路。此器件在40176。C 至+125176。C 溫度范圍內(nèi)仍具有高性能，適合汽車(chē)及其它環(huán)境惡劣的高溫高熱應(yīng)用，而低功耗性和節(jié)省空間的 SC70 封裝則使之成為電池供電便攜式設(shè)備的理想之選。在這里其作用是將正弦波信號(hào)轉(zhuǎn)化為方波即脈沖信號(hào)。圖 53 ADCMP354 比較器河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29結(jié) 論經(jīng)過(guò)了近三個(gè)月的日日夜夜的奮戰(zhàn)，時(shí)至今日，緊張而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下了帷幕。從最初的茫然，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對(duì)思路逐漸的清晰，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程難以用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)?；厥走@段日子的經(jīng)歷，我感慨萬(wàn)千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我付出很多，也收獲很多。在脈沖輸出式轉(zhuǎn)速傳感器的設(shè)計(jì)之初，著手資料的收集工作時(shí)，面對(duì)浩瀚的書(shū)海真是有些茫然，不知所措。但經(jīng)過(guò)課題的分析和研究，最終制定的設(shè)計(jì)方案。而后逐步的探索和嘗試終于完成了整個(gè)設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)涉及到了測(cè)量技術(shù)、傳感器技術(shù)、機(jī)械制圖、CAD 制圖、機(jī)械制造電磁學(xué)以及 Protel、Ansoft 等方面的知識(shí)，對(duì)我來(lái)說(shuō)既總結(jié)復(fù)習(xí)了以往所學(xué)的知識(shí)，又學(xué)習(xí)了本設(shè)計(jì)所用到的其他知識(shí)。對(duì)我來(lái)說(shuō)，這即是對(duì)理論聯(lián)系實(shí)際的一次檢驗(yàn)，又是對(duì)今后工作學(xué)習(xí)的一個(gè)引導(dǎo)。我們?cè)O(shè)計(jì)的脈沖輸出式轉(zhuǎn)速傳感器采用磁電感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)測(cè)速，當(dāng)被測(cè)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)傳感器線圈的磁通量發(fā)生變化，從而傳感器線圈中產(chǎn)生周期性的電壓，通過(guò)對(duì)該電壓處理計(jì)數(shù)，就能測(cè)出齒輪的轉(zhuǎn)速。該傳感器輸出信號(hào)強(qiáng)，抗干擾性能好，不需要供電，安裝使用方便，可在煙霧、油氣、水氣等惡劣環(huán)境中使用。但由于時(shí)間倉(cāng)促、資料的不足和本人知識(shí)的局限性，所以對(duì)于脈沖輸出式轉(zhuǎn)速傳感器的設(shè)計(jì)并非很完善，一些設(shè)計(jì)內(nèi)容是根據(jù)前輩的經(jīng)驗(yàn)參考所得，設(shè)計(jì)方案可能還有很大優(yōu)化的空間，希望在以后的工作中進(jìn)一步學(xué)習(xí)。通過(guò)這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，我感覺(jué)自己收獲頗多！它不僅使我所學(xué)的理論知識(shí)在設(shè)計(jì)中得到運(yùn)用，也讓我學(xué)會(huì)了如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題，增強(qiáng)了動(dòng)手能力；不僅是對(duì)所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)檢驗(yàn)，更是對(duì)個(gè)人能力的一次綜合評(píng)估。河南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30參考文獻(xiàn)[1] 孫建民，楊青梅．傳感器技術(shù)．北京：清華大學(xué)出版社，2022[2] 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謝本設(shè)計(jì)從選題到設(shè)計(jì)方案的確定和設(shè)計(jì)完成，再到論文的最后定稿都得到了我的指導(dǎo)老師王程遠(yuǎn)老師的悉心指導(dǎo)和不懈支持。他多次為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓思路，精心點(diǎn)撥，熱忱幫助。他嚴(yán)肅的教學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)深深地感染和激勵(lì)著我。在此，謹(jǐn)向王程遠(yuǎn)老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。另外，我還要感謝梁坤峰老師。他盡管不是我的指導(dǎo)老師，但在我的設(shè)計(jì)過(guò)程中熱情為我提供資料，修改設(shè)計(jì)，讓我認(rèn)識(shí)到了什么是高尚的師德。此外，還要感謝在設(shè)計(jì)中為我提供幫助的李德鑫、朱長(zhǎng)松、吳元海等同學(xué)。感謝為我提供良好學(xué)習(xí)環(huán)境的河南科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，感謝為我提供資料的圖書(shū)館工作人員。在論文即將完成之際，我的內(nèi)心滿(mǎn)懷感激，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!回首大學(xué)四年，彷佛就在昨天，那些美好的回憶依舊那么清晰，歷歷在目。我的朋友們，我的同學(xué)們，難說(shuō)再見(jiàn)，但還要再見(jiàn)，雖然我們就要各奔前程，可我們還會(huì)再見(jiàn)。感謝大學(xué)四年生活，讓我逐步成長(zhǎng)起來(lái)