【正文】 電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)方法的不足,闡明了利用等精度測(cè)量方法對(duì)實(shí)驗(yàn)室電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控報(bào)警的具體原理。這兩種方法的測(cè)量精度與記錄的脈沖個(gè)數(shù)有關(guān),隨著被測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化,在極端的情況下會(huì)產(chǎn)生177。電機(jī)轉(zhuǎn)速是判斷電機(jī)運(yùn)行狀況的重要標(biāo)志之一?；诩铀俣扔?jì)的電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量方法,給出了硬件電路的設(shè)計(jì)和測(cè)試原理。但在機(jī)床側(cè)面、粉塵環(huán)境等惡劣的情況下,光電傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速的方法存在較大誤差。隨著微電子技術(shù)不斷的發(fā)展,尤其是出現(xiàn)了高性價(jià)比的新型單片機(jī),為測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速提供了廣闊的空間。轉(zhuǎn)速是電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)很重要的狀態(tài)參數(shù),在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的一般測(cè)量中,大多需要測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速,然而直接影響系統(tǒng)控制情況的因素是轉(zhuǎn)速測(cè)量的精度,它是影響測(cè)控結(jié)果的一個(gè)因素?？紤]到上述因素,我們?cè)囼?yàn)研制一種非接觸式(磁電)測(cè)速傳感器,同時(shí)采用了峰—峰值電路,在二次儀表上可直觀地獲得鋼管的在線速度,為實(shí)現(xiàn)微機(jī)自動(dòng)控制提供可靠依據(jù)[4]。目前,技術(shù)先進(jìn)國(guó)家的冶金廠,在自動(dòng)化程度上的進(jìn)展很迅速,其中對(duì)檢測(cè)鋼管的在線速度所采用的裝置大都是壓輥接觸式的測(cè)速儀表,這種裝置有丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象,造價(jià)較高,且壽命較短,現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)不便。針對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)圈型磁電傳感器的缺點(diǎn),需要研究一種改進(jìn)的差動(dòng)動(dòng)磁鐵型磁電傳感器。磁電式振動(dòng)速度傳感器用于測(cè)量轉(zhuǎn)子的振動(dòng)量,是全自動(dòng)平衡機(jī)的關(guān)鍵部件,而全自動(dòng)平衡機(jī)是全天候長(zhǎng)周期的工作設(shè)備,因此要求傳感器有很好的穩(wěn)定性和可靠性。動(dòng)平衡是中小型電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)和制造過(guò)程中必須解決的問(wèn)題。一對(duì)易磁化軸相互垂直的磁電阻元件構(gòu)成二維磁場(chǎng)探頭，用它檢測(cè)鋼板上人工微裂縫附近的磁場(chǎng)分布。由于它是強(qiáng)磁性合金材料制成,物理化學(xué)性能穩(wěn)定,具有長(zhǎng)壽命、高可靠、高靈敏度、溫度系數(shù)小、范圍寬、線性度好等特點(diǎn)[1]。但磁電式傳感器是速度傳感器, 若要獲取被測(cè)位移或加速度信號(hào), 則需要配用積分或微分電路。磁電式傳感器具有雙向轉(zhuǎn)換特性，利用其逆轉(zhuǎn)換效應(yīng)可構(gòu)成力(矩)發(fā)生器和電磁激振器等。 磁電傳感器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)磁電式傳感器有時(shí)也稱作電動(dòng)式或感應(yīng)式傳感器，它只適合進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量。本設(shè)計(jì)中，運(yùn)用單片機(jī)對(duì)磁電傳感器測(cè)量得到的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，再通過(guò)一定的計(jì)算公式，將轉(zhuǎn)速通過(guò)LCD顯示屏顯示出來(lái)。因?yàn)閱纹瑱C(jī)具有低功耗，小體積，大容量，高性能，低價(jià)格等特點(diǎn)，所以單片機(jī)廣泛存在于我們的生活中。它是一種微型計(jì)算機(jī)，并集成了中央處理器(CPU)、輸入/輸出端口(I/0)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)等主要計(jì)算機(jī)功能部件在一塊集成電路芯片上。因此研究基于磁電傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)有一定的實(shí)際意義。它不需要外加電源，就能把被測(cè)對(duì)象的機(jī)械能變換成便于測(cè)量的電信號(hào)，是一種有源的傳感器。另一方面，在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速檢測(cè)也是電機(jī)速度或位置控制的基礎(chǔ)。在實(shí)際應(yīng)用中，選擇不同的轉(zhuǎn)速檢測(cè)設(shè)計(jì)方案，得到的效果也不盡相同。頻率測(cè)量的方法很多，不同的方法有各自適用的范圍。32V常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1 緒論 課題研究的意義在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)遇到各種轉(zhuǎn)速的測(cè)量和控制問(wèn)題。30附錄B23 測(cè)速誤差215 轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速分析20 單片機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算程序19 單片機(jī)程序設(shè)計(jì)思路18 硬件調(diào)試17 報(bào)警電路14 顯示電路11 復(fù)位電路11 STC12C5A60S2單片機(jī)簡(jiǎn)介9 二次電路原件8 磁電傳感器結(jié)構(gòu)7 磁電傳感器的簡(jiǎn)介single chip microputer。其優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，軟件功能完善，具有測(cè)量速度快、精度高、控制可靠、性價(jià)比高等特點(diǎn)。最終，編寫程序調(diào)試運(yùn)行，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。文中首先闡述了該設(shè)計(jì)的總體方案、實(shí)驗(yàn)的步驟，并討論合適的測(cè)量方法。本文開(kāi)發(fā)了基于單片機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。 學(xué)號(hào)： 10463330 常 州 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（2014屆）題 目 基于磁電傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué) 生 虞錦培 學(xué) 院 懷德學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 電氣101 校內(nèi)指導(dǎo)教師 李云峰 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 講師 二○一三年六月基于磁電傳感器的電機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要：在工程實(shí)踐中，經(jīng)常會(huì)遇到測(cè)量轉(zhuǎn)速的情況。因此，轉(zhuǎn)速的測(cè)量具有一定的工程意義。選用的磁電傳感器將電機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，所設(shè)計(jì)的放大電路將磁電傳感器輸出的電壓信號(hào)放大，經(jīng)過(guò)整形電路將正弦信號(hào)轉(zhuǎn)換為方波，由單片機(jī)進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，并且通過(guò)LCD顯示電機(jī)的轉(zhuǎn)速。其次，介紹選用的單片機(jī)和LCD顯示等電子元件，并分析電路圖各部分的功能。本設(shè)計(jì)主要用單片機(jī)作為控制核心，由磁電傳感器、LCD顯示組成。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)速測(cè)量；磁電傳感器；單片機(jī)；LCD顯示Design of automatic motor speed detection system based on magnetoelectricity sensor Abstract：In engineering practice, we often encounter the situation of speed measurement, therefore, speed measurement has a certain engineering significance. This paper has developed motor speed detection system based on single chip magnetoelectric sensor selected , the speed signal of motor into voltage designed amplifier circuit,will amplify the voltage signal of magnetoelectric sensor output, After shaping circuit，sine signal will be converted into square wave, pulse counting by single chip microputer,and through the LCD display of the motor speed.This paper first expounds the design of overall scheme, experiment steps, and discuss the appropriate measurement method. Secondly, this paper introduces the selection of single chip microputer and LCD displays and other electronic ponents, and analyzes the functions of the parts of the circuit the end,write programs debugging and running, analyze the results of experimental.This design mainly used singlechip microputer as control core, and consists of magnetoelectric sensor, LCD advantage is simple circuit, software function is perfect, measuring speed, high precision, reliable control,high cost performance,etc.Key words：Speed measurement；Magnetic sensors。 LCD display摘要Ⅰ目次Ⅲ1 緒論1 課題研究的目的和意義1 磁電傳感器的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1 電機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)檢測(cè)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)2 轉(zhuǎn)速測(cè)量主要內(nèi)容32 轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)的總體方案3 電機(jī)測(cè)速的方案3 電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量臺(tái)裝置示意圖3 軟件設(shè)計(jì)思路43 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)5 轉(zhuǎn)速測(cè)量原理5 測(cè)頻法“M法”5 測(cè)周期法“T法”6 測(cè)頻測(cè)周法“M/T法”6 轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)中應(yīng)用的方法7 磁電感應(yīng)8 磁電傳感器的應(yīng)用9 單片機(jī)及其接口的設(shè)計(jì)14 時(shí)鐘電路15 按鍵電路174 硬件調(diào)試和軟件設(shè)計(jì)18 單片機(jī)轉(zhuǎn)速程序設(shè)計(jì)思路及過(guò)程19 子程序的設(shè)計(jì)20 二十進(jìn)制轉(zhuǎn)換程序20 顯示程序23 測(cè)速范圍24 測(cè)速分析25 故障分析與解決方案26參考文獻(xiàn)28致謝29附錄A31附錄C在這種情況下，我們可以通過(guò)磁電的方法，將轉(zhuǎn)速測(cè)量轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率測(cè)量。近年來(lái)隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)測(cè)控設(shè)備的不斷更新，頻率測(cè)量的方法和設(shè)備也有新的進(jìn)展。電機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，需要對(duì)其運(yùn)行的平穩(wěn)性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，適時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量可以有效地反應(yīng)電機(jī)的狀況。磁電式傳感器主要是通過(guò)電磁感應(yīng)的原理，將輸入運(yùn)動(dòng)速度變換成感應(yīng)的電勢(shì)輸出的一種傳感器。它廣泛的用于建筑工業(yè)等領(lǐng)域中振動(dòng)、速度、加速度，轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)數(shù)等非電量的測(cè)量。單片機(jī),也可以稱單片微型計(jì)算機(jī)或單片微電腦。單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了三個(gè)階段，即SCM、MCU、SoC。在我們的現(xiàn)實(shí)生活中，單片機(jī)的應(yīng)用無(wú)時(shí)無(wú)刻不在改變我們的生活，小到手機(jī)、水表、遙控，大到導(dǎo)彈導(dǎo)航、飛機(jī)控制，單片機(jī)的應(yīng)用都在影響著我們身邊的一切。以此來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量。由于它有較大的輸出功率，故配用電路較簡(jiǎn)單；零位及性能穩(wěn)定；工作頻帶一般為10～1000Hz。磁電式傳感器直接輸出感應(yīng)電勢(shì), 且傳感器通常具有較高的靈敏度, 所以一般不需要高增益放大器。磁電阻傳感元件是利用磁性材料的磁電阻效應(yīng),采用半導(dǎo)體工藝制成,還可進(jìn)一步和半導(dǎo)體電路集成在一塊芯片上,做成專用性器件?，F(xiàn)在有一種81NiFe/Cr多層膜制作的磁電阻式傳感器的新應(yīng)用[2]。磁電阻元件與永磁塊組合構(gòu)成力矩傳感器，用于人體重心搖擺檢測(cè)。隨著全自動(dòng)動(dòng)平衡修正研究技術(shù)的發(fā)展,全自動(dòng)平衡機(jī)成為高品質(zhì)電機(jī)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)的必要設(shè)備。傳統(tǒng)的動(dòng)圈型磁電傳感器由于其固有的結(jié)構(gòu)缺陷,經(jīng)常產(chǎn)生斷線故障,嚴(yán)重影響了設(shè)備的日常使用。我們的主要工作在于：(1)差動(dòng)動(dòng)磁鐵型磁電速度傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(2)有限元軟件分析(3)傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)影響分析(4)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[3]。近年我國(guó)從日本、意大利引進(jìn)的幾套機(jī)組就采用了這種測(cè)速裝置。 電機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)檢測(cè)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)電機(jī)在各行各業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，而電機(jī)轉(zhuǎn)速是電機(jī)重要的性能指標(biāo)之一，因而需要測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速，使它滿足人們的各種需求。不論是交流調(diào)速系統(tǒng)還是直流調(diào)速系統(tǒng),只有高精度轉(zhuǎn)速的檢測(cè)才能得到高精度的控制系統(tǒng)[5]。在一般情況下,基于霍爾傳感器、光電傳感器的轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)都可以準(zhǔn)確的測(cè)量電機(jī)的轉(zhuǎn)速。無(wú)線電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量方法,給出了各個(gè)單元模塊。通過(guò)對(duì)比研究可以看出,本測(cè)試方法具有一定的應(yīng)用價(jià)值[6]。目前,實(shí)驗(yàn)室電機(jī)轉(zhuǎn)速一般通過(guò)轉(zhuǎn)速表來(lái)測(cè)量,通常采用測(cè)周法和測(cè)頻法。1個(gè)字的誤差。以FPGA（Field－Programmable Gate Array，即現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）控制芯片為核心,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電路系統(tǒng),并通過(guò)MAX+PLUSH進(jìn)行了仿真分析[7]。為了達(dá)到上述目的，需要同步、長(zhǎng)時(shí)間地采集異步電機(jī)端部電壓信號(hào)、電流信號(hào)、電機(jī)轉(zhuǎn)速等多路信號(hào)，并對(duì)采得的信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)存儲(chǔ)、動(dòng)態(tài)回放和分析處理，采用傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器已經(jīng)不能滿足這些要求，采用數(shù)字存儲(chǔ)示波器記錄數(shù)據(jù)，存在存儲(chǔ)深度不夠及數(shù)據(jù)分析處理的問(wèn)題。針對(duì)異步電機(jī)控制系統(tǒng)的測(cè)試要求，需要研制基于虛擬儀器技術(shù)的異步電機(jī)運(yùn)行工況測(cè)試系統(tǒng)[8]。定性地比較三種方法所針對(duì)的轉(zhuǎn)速特征，分析高、中、低轉(zhuǎn)速情況下各自的適用狀況，從而，在保持一定的測(cè)量精度情況下，應(yīng)用“M”法，說(shuō)明轉(zhuǎn)