霍尔传感器的转速测量-2
霍尔转速传感器测速实验
实验九霍尔转速传感器测速实验一、实验目的了解霍尔转速传感器的应用。
二、基本原理根据霍尔效应表达示U H=K H IB，当K H I不变时，在转速圆盘上装上N只磁性体，并在磁钢上方安装一霍尔元件。
圆盘每转一周，表面的磁场B从无到有就变化N次，霍尔电势也相应变化N次。
此电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转体的转速。
三、需用器件与单元霍尔转速传感器、转速测量控制仪。
四、实验步骤1、根据图9-1，将霍尔转速传感器装于转动源的传感器调节支架上，探头对准转盘内的磁钢。
图9-1 霍尔转速传感器安装示意图2、将+15V直流电源加于霍尔转速器的电源输入端，红（+）、绿（ ），不要接错。
3、将霍尔传感器输出端（黄线）接示波器或者频率计。
4、调节电动转速电位器使转速变化，用示波器观察波形的变化（特别注意脉宽的变化），或用频率计观察输出频率的变化。
五、实验结果分析与处理1、记录频率计六组输出频率数值如下：由以上数据可得：最快转速对应的频率f1=152.83Hz，最慢转速对应频率f6=20.1Hz。
随着转速的减小，脉宽T1逐渐变大，但占空比基本保持不变，而且速度不能无限减小。
六、思考题1、利用霍尔元件测转速，在测量上是否有所限制？答：有，测量速度不能过慢，因为磁感应强度发生变化的周期过长，大于读取脉冲信号的电路的工作周期，就会导致计数错误。
2、本实验装置上用了二只磁钢，能否只用一只磁钢？答：如果霍尔是单极的，可以只用一只磁钢，但可靠性和精度会差一些；如果霍尔是双极的，那么必须要有一组分别为n/s极的磁钢去开启关断它，那么至少要两只磁钢。
1。
霍尔传感器测转速报告
霍尔传感器测转速报告一、引言转速测量是许多工业应用中的重要环节，可以用于监控机械设备的状态、调整设备的运行参数以及判断设备是否正常工作。
为了实现转速测量，人们通常使用霍尔传感器这样的设备。
本文将介绍霍尔传感器的原理、测量转速的方法以及该方法的优势。
二、霍尔传感器的原理霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器，通过测量磁场的变化来感知物体的位置、运动或者其他相关信息。
其工作原理如下：1.当电流通过霍尔元件时，会产生一个与电流方向垂直的磁场。
2.当磁场通过霍尔元件时，会在其两端产生电势差。
3.电势差的大小与磁场的强度成正比，可以被测量。
三、转速测量方法基于霍尔传感器的转速测量方法如下：1.将霍尔传感器安装在待测转动物体的表面上，使其与物体的运动轨迹保持一定的距离。
2.通过霍尔传感器采集到的电势差数据，可以计算出物体的转速。
3.可以通过采集连续的电势差数据，求取其平均值，从而提高测量精度。
4.如果转速过高，可以通过减小采样间隔或者使用更高精度的霍尔传感器来提高测量精度。
四、优势与其他传统的转速测量方法相比，基于霍尔传感器的转速测量具有以下优势：1.霍尔传感器可以非接触地测量转速，不会对待测物体产生摩擦和测量误差。
2.霍尔传感器体积小巧、重量轻，易于安装和使用。
3.霍尔传感器的响应速度快，可以实时获取转速数据。
4.霍尔传感器的测量范围广，可以适用于不同转速的测量需求。
五、总结霍尔传感器是一种基于霍尔效应的传感器，可以用于测量转速。
本文介绍了霍尔传感器的工作原理、转速测量方法以及其优势。
相比传统的转速测量方法，基于霍尔传感器的转速测量具有非接触、高精度和快速响应的特点，适用于许多工业应用中的转速监测和控制。
（精品）霍尔传感器测量电机转速（整理）
霍尔传感器测量电机转速一、背景随着单片机的不断推陈出新，特别是高性价比的单片机的涌现，转速测量控制普遍采用了以单片机为核心的数字化、智能化的系统。
本文介绍了一种由单片机C8051F060作为主控制器，使用霍尔传感器进行测量的直流电机转速测量系统。
二、工作原理1、转速测量原理转速的测量方法很多，根据脉冲计数来实现转速测量的方法主要有M法(测频法)、T法(测周期法)和MPT法(频率周期法)，该系统采用了M法(测频法)。
由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。
根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘下方安装一个霍尔器件，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比。
脉冲信号的周期与电机的转速有以下关系：式中：n为电机转速；P为电机转一圈的脉冲数；T为输出方波信号周期根据式(1)即可计算出直流电机的转速。
霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场B，在沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的2个侧面之间产生霍尔电势。
其大小和外磁场及电流大小成比例。
霍尔开关传感器由于其体积小、无触点、动态特性好、使用寿命长等特点，故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。
在这里选用美国史普拉格公司(SPRAGUE)生产的3000系列霍尔开关传感器3013，它是一种硅单片集成电路，器件的内部含有稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、史密特触发器和集电极开路输出电路，具有工作电压范围宽、可靠性高、外电路简单<输出电平可与各种数字电路兼容等特点。
2、转速控制原理直流电机的转速与施加于电机两端的电压大小有关，可以采用C8051F060片内的D／A转换器DAC0的输出控制直流电机的电压从而控制电机的转速。
在这里采用简单的比例调节器算法(简单的加一、减一法)。
简述霍尔式转速传感器的检测方法
简述霍尔式转速传感器的检测方法
霍尔式转速传感器是一种常用的转速传感器,通过检测霍尔效应
来实现对转速的测量。
以下是霍尔式转速传感器的检测方法:
1. 校准:霍尔式转速传感器需要经过校准才能准确测量转速。
校准方法一般为将传感器固定在一个已知转速的电机上,观察传感器输
出的脉冲数或电压值是否与电机转速相匹配,如果不匹配则需要进行
校准。
2. 测量输出电压:霍尔式转速传感器通常输出一个霍尔电压,这
个电压与电机转速成正比。
可以通过测量输出电压来估算电机转速。
3. 测量输出脉冲数:霍尔式转速传感器也输出一个脉冲数,这个
脉冲数与电机转速成反比。
可以通过测量输出脉冲数来估算电机转速。
4. 使用比较器:可以使用比较器来比较传感器输出脉冲数和电
机转速,从而估算电机转速。
需要注意的是,霍尔式转速传感器的输出精度受到霍尔元件本身
的影响,同时也受到机械损耗和电流误差等因素的影响,因此需要进
行校准和不断优化,以提高测量精度和稳定性。
霍尔传感器测量转速原理
霍尔传感器测量转速原理
霍尔传感器是一种基于霍尔效应原理的传感器，可以用于测量转速、位置、磁场等物
理量。
在测量转速时，霍尔传感器被安装在旋转物体的表面上，当旋转物体通过传感器时，会产生磁场变化，霍尔传感器可以测量出这种磁场变化，并从中计算出旋转物体的转速。
在霍尔传感器测量转速时，需要注意以下几个方面：
1.传感器的安装位置：传感器的位置应该尽可能靠近旋转轴心，保持与旋转轴心间的
距离尽量小，这样可以最大程度地提高测量的精度。
2.磁场变化的探测：传感器需要探测旋转物体所产生的磁场变化，因此需要使用磁铁
或者其他磁性材料来产生磁场。
磁铁应该与传感器保持一定的距离，以避免磁场过强影响
传感器的工作。
3.霍尔元件的特性：霍尔元件在磁场变化时会产生电压信号，这个信号的大小与磁场
变化的大小成正比。
不同的霍尔元件具有不同的灵敏度和线性度，因此需要选择合适的元件，以保证测量的精度和可靠性。
4.信号处理和计算：传感器采集到的信号需要进行放大、滤波、A/D转换等处理，最
终计算出旋转物体的转速。
为了提高测量精度和稳定性，可以采用多种信号处理技术，如
数字滤波、PID调节等。
《霍尔传感器测速》课件
测速原理
根据霍尔电压的变化，可以推导出物体的速度。
应用领域
汽车工业
用于测量车辆的转速和速度。
工业应用
应用于生产线监控和设备运行 的测速。
风能领域
用于测量风力涡轮机的旋转速 度。
优点和局限性寿命长，测量准确度高。
受到外界磁场和杂散信号的影响。
《霍尔传感器测速》PPT 课件
在本节中，我们将介绍霍尔传感器测速的原理、应用领域、优点和局限性， 以及基本的计算公式。
什么是霍尔传感器测速
霍尔传感器测速是一种使用霍尔效应进行测量的技术，可以准确地测量物体 的速度。
霍尔传感器的工作原理
霍尔效应
当电流通过通过载流子时，会在磁场中产生霍尔电压。
霍尔传感器结构
基本的计算公式
根据霍尔电压和磁场的关系，可以使用以下公式计算速度：
V
=
UH / (k × B) UH: 霍尔电压 k: 定义常数 B: 磁场强度
实验步骤和操作
1
步骤一
准备霍尔传感器和磁场源。
2
步骤二
连接电路和测量设备。
3
步骤三
将磁场源靠近霍尔传感器，记录霍尔电压。
结论和建议
霍尔传感器测速是一种准确、可靠的测量技术，在各个领域有着广泛的应用。建议在实际应用中注意外 界磁场和杂散信号的影响。
实验九 开关式霍尔传感器测转速实验
姓名____________班级____________学号____________实验九开关式霍尔传感器测转速实验一、实验目的：了解开关式霍尔传感器测转速的应用。
掌握测量方法。
二、基本原理：开关式霍尔传感器是线性霍尔元件的输出信号经放大器放大，再经施密特电路整形成矩形波（开关信号）输出的传感器。
开关式霍尔传感器测转速的原理框图9—1所示。
当被测圆盘上装上6只磁性体时，圆盘每转一周磁场就变化6次，开关式霍尔传感器就同频率f相应变化输出，再经转速表显示转速n。
图9—1开关式霍尔传感器测转速原理框图三、需用器件与单元：主机箱中的转速调节0～24V直流稳压电源、+5V直流稳压电源、电压表、频率\转速表；霍尔转速传感器、转动源。
四、实验步骤：1、根据图9—2将霍尔转速传感器安装于霍尔架上，传感器的端面对准转盘上的磁钢并调节升降杆使传感器端面与磁钢之间的间隙大约为2～3ｍｍ。
2、将主机箱中的转速调节电源0～24V旋钮调到最小(逆时针方向转到底)后接入电压表(电压表量程切换开关打到20V档)；其它接线按图19—2所示连接（注意霍尔转速传感器的三根引线的序号）；将频频\转速表的开关按到转速档。
3、检查接线无误后合上主机箱电源开关，在小于12V范围内(电压表监测)调节主机箱的转速调节电源(调节电压改变直流电机电枢电压)，观察电机转动及转速表的显示情况。
图9—2 霍尔转速传感器实验安装、接线示意图4、从2V开始记录每增加1V相应电机转速的数据(待电机转速比较稳定后读取数据)。
请同学们自拟实验表格并记录两组实验数据。
2.033.004.005.006.007.008.009.00 10.0 11.0 12.0 V(V)400 620 860 1090 1320 1550 1780 2020 2260 2480 2700 N(rpm)2.003.004.005.006.007.008.009.00 10.0 11.0 12.0 V(V)390 630 870 1100 1330 1560 1790 2030 2270 2490 2710 N(rpm)画出电机的V-ｎ(电机电枢电压与电机转速的关系)特性曲线。
霍尔传感器测量转速
测试技术应用案例（霍尔传感器测量转速）
班级:
学号:
姓名:
霍尔传感器测量转速
一.霍尔传感器的优点
1.测量范围广：霍尔传感器可以测量任意波形的
电流和电压，如：直流、交流、脉冲波形等。
2.精度高：在工作温度区内精度优于1%，该精度
适合于任何波形的测
3.线性度好：优于
金属导体、半导
物理现象。
当电
的方向施加磁场，。
利用霍尔效应
差U H的基本关系
为:
U H=K H IB K H =1/nq（金属）
式中K H――霍尔系数；n――单位体积内载流子或自由电子的个数；q――电子电量；I――通过的电流；
B――垂直于I的磁感应强度；
利用霍尔效应表达式：U H=K H IB , 当被测物体上装上Ｎ只磁性体时，物体每转一周磁场就变化N次，霍尔电势相应变化N次，输出电势通过放大、整形和计数电路就可以测量被测旋转物的转速。
三.测量设备
本案例以实验室霍尔元件测量
实验设备：CSY2000系列传感器与
位半数显表。
(可调)
5V直流源、转速
转速显示部分。
电源输入端。
）插入数显单元
Fin端。
4.将转速调节中的2V-24V转速电源引入到台面上
转动单元中转动电源2-24VK插孔。
5.将数显单元上的转速／频率表波段开关拨到转
速档，此时数显表指示转速。
6.调节转速调节电压使转动速度变化。
观察数显
表转速显示的变化。
五.实验结果计算
磁体经过霍尔元件，霍尔元件就会发出就会发出一个信号，经放大整形得到脉冲信号，两个脉冲的间隔时间即为周期，通过周期就。
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霍尔传感器的转速测量
班级：电气20101 姓名：黄科学学号：2010120113
一．系统组成
系统由传感器、信号预处理电路、处理器、显示器和系统软件等部分组成。
传感器部分采用霍尔传感器，负责将电机的转速转化为脉冲信号。
信号预处理电路包含待测信号放大、波形变换、波形整形电路等部分，其中放大器实现对待测信号的放大,降低对待测信号的幅度要求，实现对小信号的测量；波形变换和波形整形电路实现把正负交变的信号波形变换成可被单片机接受的TTL/CMOS兼容信号。
处理器采用STC89C51单片机，显示器采用8位LED 数码管动态显示。
系统原理框图如图2.1所示
二．系统工作原理
转速是工程上一个常用的参数，旋转体的转速常以每分钟的转数来表示。
其单位为 r ／min。
由霍尔元件及外围器件组成的测速电路将电动机转速转换成脉冲信号，送至单片机STC89C51的计数器 T0进行计数，用T1定时测出电动机的实际转速。
此系统使用单片机进行测速，采用脉冲计数法，使用霍尔传感器获得脉冲信号。
其机械结构也可以做得较为简单，只要在转轴的圆盘上粘上两粒磁钢，让霍尔传感器靠近磁钢，机轴每转一周，产生两个脉冲，机轴旋转时，就会产生连续的脉冲信号输出。
由霍尔器件电路部分输出，成为转速计数器的计数脉冲。
控制计数时间，即可实现计数器的计数值对应机轴的转速值。
单片机CPU将该数据处理后，通过LED显示出来。
三．霍尔传感器
霍尔传感器是对磁敏感的传感元件，由磁钢、霍耳元件等组成。
测量系统的转速传感器选用SiKO 的 NJK-8002D 的霍尔传感器，其响应频率为100KHz，额定电压为5-30（V）、检测距离为10（mm）。
其在大电流磁场或磁钢磁场的作用下，能测量高频、工频、直流等各种波形电流。
该传感器具有测量精度高、电压范围宽、功耗小、输出功率大等优点，广泛应用在高速计数、测频率、测转速等领域。
输出电压4～25V，直流电源要有足够的滤波电容，测量极性为N极。
安装时将一非磁性圆盘固定在电动机的转轴上，将磁钢粘贴在圆盘边缘，磁钢采用永久磁铁，其磁力较强，霍尔元件固定在距圆盘1-10mm处。
当磁钢与霍尔元件相
对位置发生变化时，通过霍尔元件感磁面的磁场强度就会发生变化。
圆盘转动，磁钢靠近霍尔元件，穿过霍尔元件的磁场较强，霍尔元件输出低电平；当磁场减弱时，输出高电平，从而使得在圆盘转动过程中，霍尔元件输出连续脉冲信号。
这种传感器不怕灰尘、油污，在工业现场应用广泛。
四．转速测量原理
霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，器件的长、宽、高分别为 l、ｂ、ｄ。
若在垂直于薄片平面（沿厚度ｄ）方向施加外磁场Ｂ，在沿ｌ方向的两个端面加一外电场，则有一定的电流流过。
由于电子在磁场中运动，所以将受到一个洛仑磁力，其大小为：f=qVB 式中：f—洛仑磁力，ｑ—载流子电荷，Ｖ—载流子运动速度，Ｂ—磁感应强度。
这样使电子的运动轨迹发生偏移，在霍尔元器件薄片的两个侧面分别产生电子积聚或电荷过剩，形成霍尔电场，霍尔元器件两个侧面间的电位差HU称为霍尔电压。
霍尔电压大小为： Uh=RH*I*B/d(mV)
式中：HR—霍尔常数，ｄ—元件厚度，Ｂ—磁感应强度，Ｉ—控制电流设 HKHR
d/, 则HU=HKdBI/(mV)
HK
为霍尔器件的灵敏系数(mV/mA/T)，它表示该霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下输出霍尔电动势的大小。
应注意，当电磁感应强度Ｂ反向时，霍尔电动势也反向。
图2.3为霍耳元件的原理结构图。
若控制电流保持不变，则霍尔感应电压将随外界磁场强度而变化，根据这一原理，可以将两块永久磁钢固定在电动机转轴上转盘的边沿，转盘随被测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘附近安装一个霍尔元件，转盘随轴旋转时，霍尔元件受到磁钢所产生的磁场影响，输出脉冲信号。
传感器内置电路对该信号进行放大、整形，输出良好的矩形脉冲信号，测量频率范围更宽，输出信号更精确稳定，已在工业，汽车，航空等测速领域中得到广泛的应用。
其频率和转速成正比，测出脉冲的周期或频率即可计算出转速。
图3.2
五．处理方法
系统的设计以STC89C51单片机为核心，利用它内部的定时/计数器完成待测信号频率的测量。
测速实际上就是测频，通常可以用计数法、测脉宽法和等精度法来进行测试。
所谓计数法，就是给定一个闸门时间，在闸门时间内计数输入的脉冲个数；测脉宽法是利用待测信号的脉宽来控制计数门，对一个高精度的高频计数信号进行计数。
由于闸门与被测信号不能同步，因此，这两种方法都存在±1误差的问题，第一种方法适用于信号频率高时使用，第二种方法则在信号频率低时使用。
等精度法则对高、低频信号都有很好的适应性。
此系统采用计数法测速。
单片机STC89C51内部具有 2 个 16 位定时/计数器 ,定时/计数器的工作可
以由编程来实现定时、计数和产生计数溢出中断要求的功能。
在构成为定时器时,每个机器周期加 1(使用12MHz 时钟时,每 1us 加 1),这样以机器周期为基准可以用来测量时间间隔。
在构成为计数器时,在相应的外部引脚发生从 1 到 0 的跳变时计数器加1,这样在计数闸门的控制下可以用来测量待测信号的频率。
外部输入每个机器周期被采样一次,这样检测一次从1到0的跳变至少需要2个机器周期(24 个振荡周期),所以最大计数速率为时钟频率的1/24(使用12MHz时钟时 ,最大计数速率为 500KHz)。
定时/计数器的工作由相应的运行控制位TR控制,当TR置1时,定时/计数器开始计数，当 TR清0时,停止计数。
六．单片机主控电路设计
系统选用 STC89C51 作为转速信号的处理核心。
STC89C51 包含 2 个16位定时/计数器、4K×8 位片内 FLASH 程序存储器、4个8位并行I/O口。
16 位定时/计数器用于实现待测信号的频率测量。
8位并行口P0、P2用于把测量结果送到显示电路。
4K×8 位片内FLASH 程序存储器用于放置系统软件。
STC89C51与具有更大程序存储器的芯片管脚兼容,如:89C52(8K×8 位)或 89C55(32K×8 位),为系统软件升级打下坚实的物质基础。
STC89C51最大的优点是：可直接通过计算机串口线下载程序,而无需专用下载线和编程器。
STC89C51单片机是在一块芯片中集成了CPU、RAM、ROM、定时器/计数器和多功能I/O 口等一台计算机所需要的基本功能部件。
其基本结构框图如图 3.1，包括：·一个8位CPU；·4KB ROM；·128字节RAM数据存储器；·21个特殊功能寄存器SFR；
· 4个8位并行I/O口，其中P0、P2为地址/数据线，可寻址64KB ROM或64KB RAM；·一个可编程全双工串行口；
·具有5个中断源，两个优先级，嵌套中断结构；·两个16位定时器/计数器；·一个片内震荡器及时钟电路。