基于磁敏電阻傳感器測電機轉(zhuǎn)速的畢業(yè)設計-在線瀏覽
2025-08-11 00:43本頁面
【正文】 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?？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。4) 系統(tǒng)中各硬件模塊設計和軟件設計；5) 系統(tǒng)調(diào)試。（“M”）在一定測量時間T內(nèi)，測量脈沖發(fā)生器（替代輸入脈沖）產(chǎn)生的脈沖數(shù)m1來測量轉(zhuǎn)速，如圖21所示，設在時間T內(nèi)，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的弧度數(shù)為X，則轉(zhuǎn)速n由式（21）計算得到。 式（22） 圖21 “M”法測脈沖寬度 將式（22）代入式（21），則轉(zhuǎn)速n的表達式見式（23）。在該方法中，由于定時時間T和脈沖不能保證嚴格同步，以及在T內(nèi)能否正好測量外部脈沖的完整的周期不確定，所以可能產(chǎn)生1個脈沖的量化誤差。定時時間可根據(jù)測量對象預先設置。而且在規(guī)定的檢測時間內(nèi)對脈沖個數(shù)計數(shù)，雖然檢測時間一定，但檢測的旗幟時間具有隨機性，當被測轉(zhuǎn)速較高時，才有較高的測量精度，并且測量準確度隨轉(zhuǎn)速的減小而降低，該方法適合于高速測量。如圖22所示。定時器對時鐘脈沖（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)。 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。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。T法適合于低速測量，轉(zhuǎn)速增高，誤差增大。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。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。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。 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。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。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。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。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。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。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。 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，使用時間長了會出現(xiàn)磁性變小，影響脈沖的采樣精度。核心部件是采用磁敏電阻作為檢測的元件，再經(jīng)過全新的信號處理電路令噪聲降低,功能更完善。它的感應對象為磁性材料或?qū)Т挪牧希绱配?、鐵和電工鋼等。由于磁敏電阻轉(zhuǎn)速傳感器靈敏度高；信號觸發(fā)為鐵（軟）磁材料，可實現(xiàn)遠距離輸送、 抗電磁干擾能力強、 良好的抗沖擊性和抗震性。 所以本設計采用方案四，使用磁敏電阻傳感器采集脈沖信號。STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)集成了8kb可重復編程的FLASH程序存儲器。方案
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